научная статья по теме ВНЕШНЯЯ МОРФОЛОГИЯ “ЭКСКАВАТНОГО” ЖГУТИКОНОСЦА RECLINOMONAS AMERICANA FLAVIN ET NERAD, 1993 Биология

Текст научной статьи на тему «ВНЕШНЯЯ МОРФОЛОГИЯ “ЭКСКАВАТНОГО” ЖГУТИКОНОСЦА RECLINOMONAS AMERICANA FLAVIN ET NERAD, 1993»

БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2007, № 2, с. 26-31

УДК 593.16-181

ВНЕШНЯЯ МОРФОЛОГИЯ "ЭКСКАВАТНОГО" ЖГУТИКОНОСЦА

Reclinomonas americana Flavin et Nerad, 1993

© 2007 г. А. П. Мыльников, 3. М. Мыльникова

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузскийр-н, e-mail: mylnikov@ibiw.yaroslavl.ru

Поступила в редакцию 12.04.2004 г.

Рассмотрено внешнее строение клетки и домика мелкого пресноводного жгутиконосца Reclinomonas атепсапа Flavin et Nerad. Клетка располагается внутри чашевидного домика, имеющего тонкофибриллярную стенку. Передний жгутик не несет мастигонем, задний - дополнен складкой и функционирует в полости цитостомальной бороздки. Оба жгутика, в том числе у зооспор, имеют короткие акронемы. Ядро лежит вблизи базальных тел жгутиков. Зооспоры утрачивают складку у заднего жгутика. Сферические цисты образуются внутри домика. Обсуждается сходство изученного жгутиконосца с хризомонадами и "экскаватными" протистами.

ВВЕДЕНИЕ

Гетеротрофные (бесцветные) двухжгутиковые флагелляты - одни из самых обычных обитателей пресных водоемов [16]. Среди бактериотрофных представителей этих протистов выделяются несколько родов (Paraphysomonas De Saedeleer, Spumella Cienkowsky, Anthophysa Bory и Bicosoeca Stein), которых относят к гетероконтам [6, 16]. Эти флагелляты характеризуются наличием мастигонем на одном из жгутиков и относятся к активным фильтраторам. Ранее в эту группу входил и род Histiona Voigt [12, 13, 15, 16]. Представителей этого рода по общей морфологии сближали с Bicosoeca [3]. Однако ультраструктурные и молекулярно-биоло-гические данные показали, что Histiona - группа так называемых "экскаватных" жгутиконосцев, характеризующихся двумя голыми жгутиками, один из которых лежит в длинном углублении клетки - бороздке [17, 18].

В 1993 г. Флавин и О'Келли [4] описали новый вид жгутиконосца Reclinomonas americana, сходный по большинству морфологических признаков с представителями рода Histiona [2, 12, 13]. Этот жгутиконосец выделен из пресных вод Северной Америки (штат Мичиган, США). Похожего жгутиконосца авторы неоднократно находили в прибрежье Рыбинского водохранилища, а также в близлежащих мелких водоемах. Кроме того, вид обнаружен авторами из проб пресноводных озер Антарктиды, собранных в 1999 г. Полученные данные свидетельствуют, что этот жгутиконосец -обычный обитатель пресных водоемов, хотя до недавнего времени его редко идентифицировали в пробах. Для уверенного определения Reclinomonas americana необходимо применение электронного микроскопа [7].

Цель работы - нахождение признаков, позволяющих определять данного жгутиконосца в пробах.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследовали клон H-2, выделенный из небольшого пресноводного пруда вблизи пос. Борок Ярославской обл. в 1981 г. В качестве минеральной среды для культивирования жгутиконосцев использовали среду Пратта с добавлением бактерий Pseudomonas fluorescens Migula как пищевого объекта. Для сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) взвесь жгутиконосцев сгущали центрифугированием и фиксировали в смеси 2%-ной OsO4 и 0.6%-ного глутаральдегида, приготовленной на 0.05 М какодилатном буфере, в течение 15-30 мин при комнатной температуре [3]. После дегидратации в серии спиртов и безводного ацетона объект помещали в аппарат "критической точки", где проходило окончательное обезвоживание объектов. Затем препараты напыляли золотом и просматривали в сканирующем электронном микроскопе JSM-25. Для трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) суспензию клеток в виде капель наносили на поверхность медных сеточек, покрытых пленкой формвара и фиксировали в парах OsO4. Далее препараты просматривали в просвечивающем (трансмиссионном) микроскопе JEM-100C [2, 3].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В течение жизненного цикла клетки клона H-2 проходят две вегетативные стадии (прикрепленной в домике и плавающей) и стадию покоящейся цисты. Сидячая вегетативная клетка находится в чашевидном домике (рис. 1а). Ножка домика очень тонкая и малозаметная. Стенка домика так близко

Рис. 1. Внешний вид Reclinomonas americana: а - вид клетки сбоку в световом микроскопе, • - вид сверху, в - зооспора, г -вид клетки на тотальных препаратах; бк - бороздка, з.ж - задний жгутик, н - нити, отходящие от стенки домика, нк -ножка домика, п.в - пищеварительная вакуоль, п.ж - передний жгутик, с.в - сократительная вакуоль, ск - складка на заднем жгутике, эп - эпиподиум, я - ядро.

примыкает к клетке, что обычно домик не заметен. Длина клетки 8-12 мкм. Длинный передний свободный жгутик равен 10-16 мкм, короткий задний - 8-14 мкм. Согласно О'Келли [8-10], у сидячих клеток передним называется жгутик, направленный вверх, задним - направленный латерально.

Задний жгутик проходит вдоль цитостомальной бороздки и упирается в край клетки (рис. 1а), выставляя свой кончик. Этот жгутик совершает колебательные движения между краями бороздки (рис. 16). Передний жгутик вибрирует и подгоняет бактерий к клетке. Бактерии поглощаются на по-

Рис. 2. Строение клетки Reclinomonas americana: а, г - внешний вид клетки (СЭМ), б - вегетативная клетка в домике (ТЭМ), в - циста в домике (ТЭМ); бл - бляшка в месте прикрепления ножки домика к субстрату, гб - губовидный отросток клетки, дк - домик, ц - циста. Остальные обозначения, как на рис. 1.

верхности бороздки, где образуются пищеварительные вакуоли, поэтому такую бороздку следует называть цитостомальной. Один из краев бороздки может образовывать расширение - "парус" (по [1, 2, 4]). У плавающих клеток "парус" и цито-стомальная бороздка отсутствуют и оба жгутика свободны (рис. 1в). Ядро у сидячих и плавающих

клеток располагается около места отхождения жгутиков, а сократительная вакуоль лежит ближе к заднему концу клетки.

На высушенных тотальных препаратах видны детали внешнего строения клетки. Передний жгутик голый (не покрыт мастигонемами) и отходит от выроста тела клетки (рис. 2а). Противополож-

Рис. 3. Строение клетки Reclinomonas americana (СЭМ): а - вегетативная клетка в домике, б - верхний конец вегетативной клетки, в - плавающая зооспора, г - ригидные нити, покрывающие стенку домика. Остальные обозначения, как на рис. 1 и 2.

ный край клетки вытянут в так называемую "губу" [12, 13]. Ножка домика в проксимальной части утолщенная, остальная часть ножки тонкая и малозаметна на СЭМ-препаратах (рис. 1а и 1г). Края цитостомальной бороздки утолщены. Задний жгутик упирается в конец этой бороздки (рис. 16 и 1г). На ТЭМ-препаратах видно, что задний жгутик в своей средней части утолщен за счет образования складки (рис. 26 и 36), параллельно заднему жгутику проходит жгутиковидный отросток (эпиподиум по [9, 10]) (рис. 2б, 2„ и 36). Оба жгутика дистально суживаются, образуя акронему. У сидячих особей акронема переднего жгутика длиннее, чем заднего (рис. 3а и 36), у плавающих особей они примерно равны (рис. 3в). Каких-либо структур, прикрепляющих клетку к домику, не обнаружено. Сферические цисты образуются на дне домика (рис. 2е).

Стенка домика тонкостенная и состоит из тонких переплетенных фибрилл (рис. 3г). Ножка домика полая, длиной 7-8 мкм, упирается в темную бляшку (рис. 26 и 2е), отсутствие которой на некоторых препаратах объясняется подготовкой материала для фиксации клеток. От внешней поверхности стенки домика отходят многочисленные тонкие прямые ригидные нити длиной 3.5-4.0 мкм и толщиной 10-20 нм (рис. 26, 2в, 3а и 3г). Функциональное значение этих нитей не ясно. Сфериче-

ские цисты диаметром 5-6 мкм образуются внутри домика (рис. 2е). У плавающих особей (зооспор) клетка имеет овальную или цилиндрическую форму и задний жгутик не несет складки. Жгутики заметно удлинены - до 20-25 мкм.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Исследованный жгутиконосец напоминает представителей рода Histiona по следующим признакам внешнего строения клетки: наличию домика с ножкой, складки на заднем жгутике, цитостомальной бороздке, плавающим зооспорам, эпипо-диуму [1, 2, 12, 13], строению зооспор и месту образования цисты.

Первые электронно-микроскопические данные о внешнем строении Histiona aroides Pascher получены сравнительно недавно [7, 15]. Установлено, что у этого жгутиконосца оба жгутика не покрыты мастигонемами, а задний жгутик, лежащий в цитостомальной бороздке, имеет складку. Дальнейшие исследования показали, что дополнительно к двум жгутикам клетка имеет эпиподиум [2]. Внутри эпиподиума обнаружено несколько микротрубочек [3]. Стенка домика у H. aroides и клеток клона H-2 состоит из переплетенных фибрилл, однако только у клона H-2 она покрыта поверхностными ригидными нитями.

Исследованный клон H-2 напоминает H. campanula Penard [14] по общей форме клетки и наличию зооспор сходного строения [12]. Однако домик H. campanula имеет ножку и его форма более вытянутая по сравнению с клоном H-2. Кроме того, стенка домика сильно прижата к клетке у клона H-2 и поэтому незаметна в световой микроскоп. У H. campanula стенка домика отделена от клетки на некоторое расстояние и хорошо заметна в световом микроскопе [12]. От двух других представителей рода H. aroides и H. velifera Pascher клон H-2 отличается отсутствием сильно вытянутой направленной вверх "губы" [1, 13]. Отсутствие такой "губы" и наличие поверхностных нитей у рассматриваемых жгутиконосцев позволило Флавину и Нераду [4] выделить новый род Reclinomonas в сем. Histionidae на основе изучения сходного с клоном H-2 вида.

Полученные авторами данные позволили провести сравнительный анализ внешнего строения клеток клона H-2 и североамериканского штамма Reclinomonas americana. Сходными оказались внешнее строение жгутиков, цитостомальной бороздки, цисты и поверхностных нитей, а также расположение ядра и сократительной вакуоли. Среди отличительных особенностей следует указать на наличие у клона H-2 бляшки, которая прикрепляет ножку домика к субстрату, и относительно длинные поверхностные нити. У R. americana эти нити более чем вдвое короче, чем у клона H-2 и имеют длину 0.8-1.2 мкм. Кроме того, прикрепительные нити клона H-2 располагаются в большем количестве на единицу площади, чем у американского штамма. В св

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.

Показать целиком