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.