БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2012, том 38, № 1, с. 22-34
УДК 591.473.2+592 ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
строение мускулатуры BARENTSIA DISCRETA (BUsK, 1886) (KAMPToZoA: CoLoNIALEs)1
© 2012 г. А. о. Борисанова1, А. В. Чернышев2, 3, В. В. Малахов1, 2
'Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Биологический факультет, Москва '19991;
2Дальневосточный федеральный университет, Владивосток 690950;
3Учреждение Российской академии наук Институт биологии моря им. А. В. Жирмунского
ДВО РАН, Владивосток 690059 е-mail: borisanovaao@mail.ru
Статья принята к печати 26.05.2011 г
Исследовано строение мышечной системы Barentsia discreta (Kamptozoa) с применением методов конфокальной и трансмиссионной электронной микроскопии. Описаны мускулатура чашечки; мышцы, связанные с пищеварительной системой; атриальное мышечное кольцо; мышцы щупалец. Изучено строение мышечного бульбу-са, расположенного в верхней части ножки, и мышечного основания ножки. Средняя часть ножки и столон лишены мускулатуры. Подробно исследовано строение звездчатого комплекса, лежащего на границе ножки и чашечки. Поддержано мнение Эмшерманна (Emschermann, 1969), что звездчатый комплекс выполняет функцию сердца, обеспечивая транспорт веществ из чашечки в ножку и столон. Общий план строения мышечной системы одинаков у всех Kamptozoa и включает центральные мышцы чашечки, атриальное мышечное кольцо, мышцы щупалец и мускулатуру пищеварительного тракта. В чашечке колониального вида B. discreta отсутствуют описанные для одиночных форм оральные, латеральные и аборальные мышцы, идущие из ножки в чашечку. Это связано с тем, что чашечка B. discreta отделена от ножки септой, через которую мускулатура из ножки не проникает.
Ключевые слова: Kamptozoa, мускулатура, звездчатый комплекс, лазерная конфокальная микроскопия, Barentsia discreta.
Myoanatomy of Barentsia discreta (Busk, 1886) (Kamptozoa: Coloniales). A. O. Borisanova1, A. V. Chernyshev2 3, V. V. Malakhov1 2 (1M. V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology, Moscow 119991; 2Far Eastern Federal University, Vladivostok 690950; 3A. V. Zhirmunsky Institute of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690059)
The anatomy of the muscular system of Barentsia discreta (Kamptozoa) was studied by confocal laser scanning and transmission electron microscopy. The calyx musculature, muscles associated with the digestive tract, atrial ring muscles, and tentacle muscles are described. The structure of the muscular bulbus located in the upper part of the stalk and the muscle base of the stalk are examined. The middle part of the stalk and the stolon lack musculature. The structure of the star-cell complex lying at the boundary of the stalk and calyx is examined in detail. Emschermann's (1969) opinion is confirmed that the star-cell complex performs the function of the heart, providing for the transport of substances from the calyx to the stalk and stolon. The general plan of muscle arrangement is similar in all Kamptozoa; it comprises central muscles of the calyx, atrial ring muscles, tentacle muscles, and muscles associated with the digestive tract. Oral, lateral, and aboral muscles extending from the stalk into the calyx, which were described for solitary forms, are lacking in the calyx of colonial B. discreta. The calyx of B. discreta is separated from the stalk by a septum, through which muscles do not penetrate from the stalk. (Biologiya Morya, 2012, vol. 38, no. 1, pp. 22-34).
Key words: Kamptozoa, musculature, star-cell complex, confocal laser microscopy, Barentsia discreta.
Внутрипорошицевые (Entoprocta, или Kamptozoa) -небольшой таксон мелких беспозвоночных животных, включающий одиночных и колониальных представителей. Положение Kamptozoa в системе вызывало и продолжает вызывать оживленную дискуссию (Hyman, 1951; Emschermann, 1982; Funch, Kristensen, 1995; Nielsen, Jespersen, 1997; Nielsen, 2002; Giribet et al., 2004; Hausdorf et al., 2007; Haszprunar, Wanninger, 2008; Yokobori et al., 2008).
Строение мускулатуры у колониальных представителей типа Kamptozoa изучено недостаточно. Некоторые
сведения о ее строении содержатся в работах по анатомии, выполненных на светооптическом уровне (Hyman, 1951; Mariscal, 1965). В работе Швахи с соавторами (Schwaha et al., 2010) мускулатура колониального вида Loxosomatoides sirindhornae исследована методами лазерной конфокальной микроскопии. Краткие сведения по ультраструктуре мышечных клеток мышечного основания Barentsia gracilis приведены в статье Регера (Reger, 1969).
Задача настоящей работы - реконструировать организацию мышечной системы колониального вида Barentsia discreta (Busk, 1886).
1 Исследование поддержано Министерством образования и науки РФ, контракт № 02.740.11.0875, грантом Правительства РФ
№ 11.634.31.0010 и грантом Carl Zeiss.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Колонии Barentsia discreta были собраны в августе 2009 г. в зал. Восток Японского моря с раковин моллюска Modiolus modiolus на глубине 3-10 м.
Перед фиксацией фрагменты колоний помещали в 7.5% раствор хлорида магния для расслабления мускулатуры. Для исследования мускулатуры с помощью конфокальной лазерной микроскопии (CLSM) материал фиксировали 4% раствором параформальдегида на 0.1 М фосфатном буфере (ФБ) в течение 6 ч, промывали в ФБ и помещали на 1 ч в 0.2% раствор "Triton", затем опять промывали в ФБ и в течение 1 ч окрашивали фаллоидином (phalloidin-FITC) для выявления актиновых микрофиламентов, после чего еще раз промывали в ФБ. Окрашенные препараты заключали в глицерин с добавлением Н-пропилгаллата. Обработанные фаллоидином препараты изучали на микроскопе Zeiss LSM 510 Meta.
Для трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) фрагменты колоний фиксировали в 2.5% растворе глутараль-дегида на 0.1 М какодилатном буфере в течение суток. Затем материал промывали в трех сменах какодилатного буфера (по 10 мин в каждой) и дополнительно фиксировали 1% раствором OsO4 на какодилатном буфере в течение 1 ч. После дополнительной фиксации материал обезвоживали в серии спиртов возрастающей концентрации, в смеси 96% этанола с ацетоном и в нескольких сменах чистого ацетона (по 15 мин в каждой). Обезвоженные объекты выдерживали в смеси ацетона и смолы в соотношении 3 : 1 и 1 : 1 по 2 ч, а в соотношении 1 : 3 - в течение ночи, затем переводили в чистую смолу и выдерживали 2 ч при температуре 25°C, сутки - при температуре 37°C и двое суток - при температуре 60°C. Заключенные в смолу объекты резали на ультратоме; ультратонкие срезы контрастировали 4% водным раствором уранилацетата в течение 40 мин при температуре 37°C и цитратом свинца в течение 10 мин в темноте при комнатной температуре.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Конфокальная лазерная микроскопия
Ножка Barentsia discreta состоит из мышечного основания, несократимого тонкого стебелька и расширенного мышечного бульбуса, расположенного в верхней части ножки, примыкающей к чашечке. В мышечном основании продольные мышечные ленты плотно прилегают друг к другу, образуя сплошной мышечный слой под эпидермисом (рис. 1А, Б). В стебелек мышечные волокна не проникают, прерываясь там, где мышечное основание начинает сужаться в стебелек (рис. 1Б). В столон мышечные волокна также не заходят. Мускулатура мышечного бульбуса представлена отдельными пучками продольных мышечных волокон, прилегающих к эпидермису (рис. 1В). Они начинаются на расстоянии 100-150 мкм от границы ножки с чашечкой и заканчиваются чуть ниже звездчатого комплекса. В звездчатом комплексе мышечные элементы представлены рядом расположенных друг под другом дуговидных мышечных волокон и мышечной полусферой, лежащей под желудком (рис. 1В, Г). Мышечная полусфера в верхней части имеет сплошные стенки, а в нижней решетчатая, с крупными промежутками между мышечными элементами.
Мускулатура собственно чашечки представлена отдельными тяжами кольцевых и продольных мышечных волокон. Пара крупных мышц (центральные мышцы чашечки) идет в дорсо-вентральном направлении по бокам тела ближе к пищеводу (рис. 1Г, Д). В центральной части мышцы волокна тесно сближены и образуют единую мышечную массу, а на концах распадаются на отдельные мышечные пучки, которые дорсально подходят к стенке тела на уровне середины желудка, а вентрально - к стенке атриума.
В полости тела над желудком лежат парные продольные мышцы атриума (рис. 1Д). Они тянутся от середины чашечки в сторону нижней губы буккальной воронки, где распадаются на отдельные мышечные волокна, контактирующие с вентральными отростками центральных мышц чашечки. Нижняя губа обладает собственной мускулатурой, представленной параллельно идущими дуговидными мышцами, верхняя из которых лежит около стенки атриума, а нижняя -в месте перехода буккальной воронки в пищевод (рис. 1Ж).
Пищевод оплетен пучками мышечных волокон, образующими незамкнутые кольца (рис. 1Г, Д). На фронтальной стороне пищевода пучки распадаются на отдельные мышечные волокна. С кольцевыми мышцами связаны парные мышечные ленты, идущие параллельными тяжами с двух сторон тела от пищевода в сторону средней кишки (рис. 1Д). Волокна верхней пары (вентральные продольные мышцы) лежат в зоне ветвления главной мышцы и связаны с кольцевой мускулатурой верхней части пищевода, а также с дуговыми мышцами, оплетающими расширенную часть пищевода -буккальную воронку. Волокна нижней пары (вентро-латеральные продольные мышцы), лежащие на уровне середины центральной мышцы чашечки, связаны с кольцевой мускулатурой узкой части пищевода.
Средняя кишка лишена мускулатуры. На границе между средней и прямой кишкой расположен мышечный сфинктер, представленный несколькими тонкими мышечными волокнами. Мышечная обкладка прямой кишки представлена многочисленными кольцевыми и более редкими продольными мышечными волокнами. Вокруг анального отверстия имеется мощный мышечный сфинктер (рис. 1Е, Ж).
В основании щупалец проходит атриальное мышечное кольцо, состоящее из нескольких сближенных пучков мышечных волокон (рис. 1Д, Е). Мускулатура щупалец представлена продольными пучками мышечных волокон. Два хорошо выраженных тяжа начина
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.