БИОЛОГИЯМОРЯ, 2013, том 39, № 4, с. 261-271
УДК 575.116.7:594 БИОЛОГИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
ГАМЕТОГЕНЕЗ И РЕПРОДУКТИВНЫЙ ЦИКЛ ДВУСТВОРЧАТОГО МОЛЛЮСКА CORBICULA JAPONICA PRIME (1864) В УСТЬЕ РЕКИ КИЕВКА (ЯПОНСКОЕ МОРЕ)1
© 2013 г. С. М. Рыбалкнна (Дзюба), М. А. Майорова, А. П. Анисимов,
Д. Н. Кравченко
Дальневосточный федеральныйуниверситет, Владивосток 690950 e-mail: dzyuba@bio.dvgu.ru
Статья принята к печати 20.08.2012 г.
Исследованы оогенез, сперматогенез и половой цикл двустворчатого моллюска Corbicula japónica из устья р. Киевка (Приморский край, Японское море). Описаны стадии развития половых клеток и роль вспомогательных клеток гонады в вителлогенезе. Отмечены особенности морфологии спермиев. Показано, что репродуктивный цикл у C.japonica определяется температурой воды: гаметогенез начинается на границе апреля и мая, нерест протекает с середины июля до середины сентября, а весь осенне-зимний период гонады находятся в стадии относительной половой инертности.
Ключевые слова: корбикула, гаметогенез, оогенез, сперматогенез, половой цикл.
The gametogenesis and sexual cycle of the bivalve Corbiculajaponica Prime (1864) in the mouth of the Kievka River (Sea ofJapan). S.M.Rybalkina (Dzyuba),M. A.Maiorova, A. P. Anisimov, D. N. Kravchenko (Far Eastern Federal University, Vladivostok 690950)
This study deals with the oogenesis, spermatogenesis, and sexual cycle of the bivalve Corbiculajaponica from the mouth of the Kievka River (Primorsky Krai, Sea ofJapan). The developmental stages of the sex cells and the role of the accessory cells of the gonad in vitellogenesis are examined. The peculiarities of the the sperm morphology are described. The sexual cycle oí C.japonica in the Kievka estuary depends on the water temperature: gametogenesis begins between late April and early May, spawning occurs from mid-July to mid-September, gonads are in the relatively inactive stage during the fall-winter period. (Biologiya Morya, 2013, vol. 39, no. 4, pp. 261-271).
Keywords: Corbiculajaponica, gametogenesis, oogenesis, spermatogenesis, sexual cycle.
Corbicula japónica относится к числу наиболее известных двустворчатых моллюсков на Дальнем Востоке России. Корбикула хорошо акклиматизируется, достаточно устойчива к перепадам солености и температуры, обитает в устьях рек, озерах и лагунах, соединяющихся с морем - это широко распространенный эвригалинный вид (Волова, 1974; Комендантов, 1984; Явнов, Раков, 2002). Половозрелой корбикула становится на втором-третьем году жизни при длине раковины 15-20 мм, она доживает доЮ лет, длина раковины достигает 40 мм.
Все виды корбикул пользуются большим спросом на Мировом рынке как пищевой продукт. Кроме того, корбикулы обладают ценными фармакологическими свойствами (Явнов, Раков, 2002; Евдокимов и др., 2011), которые привлекают внимание ученых в связи с поиском биологически активных веществ в морепродуктах. По этим причинам биология, жизненный цикл и особенности размножения корбикул изучаются в разных регионах мира. В частности, опубликованы данные о размножении С. japónica в прибрежных водах Приморского края - в устье р. Раздольная (Масленникова, Калинина 2000; Калинина и др., 2006; Евдокимов и др., 2011). Тем не менее, работ в этом направлении недостаточно.
Приходится учитывать, что гаметогенез и репродуктивные циклы морских беспозвоночных во многом определяются температурой воды, соленостью и другими факторами окружающей среды, поэтому требуются повторные наблюдения даже для одного и того же региона (Baba et al., 1999). В устье р. Киевка такие исследования до настоящего времени не проводились, хотя эта акватория может быть удобным местом для размещения хозяйства марикультуры по выращиванию корбикулы. Бухта Киевка находится на значительном удалении от крупных населенных пунктов и примыкает к заповедным территориям Приморского края, вследствие этого она мало подвержена антропогенному загрязнению. Для рационального использования запасов корбикулы в данном районе и для возможного ее разведения в устье р. Киевка необходимо знать биологию этого моллюска, в первую очередь, особенности размножения, описанию которого и посвящена настоящая работа.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Материалом для исследования послужили корбикулы, собранные в устье р. Киевка (Приморский край, б. Киевка, Японское море) в мае 2010 г. - апреле 2011 г. на глубине 0.6 м.
1 Работа выполнена в рамках гранта Правительства РФ для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования, Договор № 11.034.31.0010.
С мая по сентябрь 2010 г. пробы отбирали 2-3 раза в месяц, в холодное время года - один раз в месяц. Каждая проба содержала 12 корбикул (6 самцов и 6 самок). Для анализа использовали половозрелых особей с длиной раковины 2.5-3.0 см. Для гистологического исследования гаметогенеза гонады фиксировали 10%-ным формалином на фосфатном буфере с pH 7, а также смесью спирта и ледяной уксусной кислоты (3 : 1) и заливали в парафин по общепринятой методике. Срезы толщиной 5 мкм готовили с помощью микротома НМ 360 (Carl Zeiss) и окрашивали гематоксилином Караччи с докраской эозином. Белки окрашивали прочным зеленым при pH 2.2; фосфолипи-ды выявляли Суданом черным В, нейтральные полисахариды -с помощью реакции ШИК. ДНК в ядрах выявляли по методу Фёльгена. Гистологические препараты анализировали под микроскопом Axio Imager Al (Carl Zeiss). Морфометрию выполняли с помощью программы AxioVision v 4.8.1. По линейным параметрам были рассчитаны объемы клеток (Ук), ядер (Уя), цитоплазмы (Уц), а также ядерно-цитоплазматические (Я/Ц) отношения: Я/Ц = Уя/(Ук - Уя).
При оценке степени зрелости гонад использовали выделенные ранее для двустворчатых моллюсков стадии репродуктивного цикла: половой инертности, начала гаметогенеза, активного гаметогенеза, преднерестовую стадию и стадию нереста (Дзюба, 1971, 1974; Касьянов и др., 1980; Дзюба, Масленникова, 1982; Мотавкин, Вараксин, 1983). Границы стадий полового цикла у самок определяли с учетом процентного соотношения числа половых клеток на разных стадиях диффе-ренцировки. У самцов на поперечных срезах ацинусов и трубочек гонад выделяли зоны, занятые сперматогониями, сперма-тоцитами, сперматидами и зрелыми спермиями, и оценивали соотношение их площадей.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Половые железы Corbicula japónica не имеют четких очертаний даже во время их наибольшей активности. Они состоят из разветвленных трубочек, которые в период активного гаметогенеза пронизывают висцеральную массу и окружают печень и кишечник. Их терминальные участки и боковые выросты образуют ацинусы. По мере развития репродуктивного процесса гонады у самок окрашиваются в фиолетовый цвет, а у самцов в желтовато-кремовый.
Оогенез
Оогенез в гонадах корбикулы начинается с размножения оогониев и заканчивается формированием зрелых ооцитов, готовых к вымету. Изменение морфометриче-ских показателей женских половых клеток на разных
стадиях их развития (табл. 1) и рассчитанные по ним Я/Ц отношения (см. в тексте) отражают опережающий рост цитоплазмы в ходе роста ооцитов.
Оогонии. Оогонии корбикулы имеют округлую форму, их размер варьирует от 5.5 до 6.5 мкм. Они содержат пузыревидное ядро диаметром 4-5 мкм с ядрышком, окруженное узким слоем цитоплазмы (рис. 1А). Средний объем оогониев составляет 60-65 мкм3, Я/Ц =
I.19, т.е. объем ядра превышает объем цитоплазмы. Это указывает на отсутствие трофоплазматических синтезов в клетках и на сохранение потенций к их размножению. Начало дифференцировки женских половых клеток отмечено появлением среди оогониев ооцитов малого (ци-топлазматического) роста.
Ооциты малого роста. Ооциты малого (цитоплаз-матического) роста не связаны со стенками половых трубочек; они имеют округлую форму, их диаметр варьирует от 7.2 до 12.7 мкм, а диаметр ядер - от 5.8 до 9.2 мкм. Объем ооцитов малого роста достигает почти 400 мкм3, Я/Ц отношение составляет около 0.75, т.е. объем цитоплазмы превышает объем ядра. Ооциты малого роста можно обнаружить на стадии ранней профазы I (лепто-зиготены) (рис. 1А). Более поздние стадии профазы мейоза наблюдаются в период активации гамето-генетических процессов, когда начинается рост половых клеток.
Ооциты раннего трофоплазматического роста. На этой стадии дифференцировки (рис. 1Б) ооциты распластаны на базальной мембране ацинусов, их ширина (38.7 ± 8.8 мкм) существенно превышает высоту (24.4 ±
II.0 мкм) (табл. 1). Объем клеток составляет 6-7 тыс. мкм3, а Я/Ц отношение резко снижается (0.15), что отражает быстрый рост ооплазмы.
Ооциты стадии активного трофоплазматического роста. Ооциты растут в базально-апикальном направлении, вытягиваются в сторону просвета ацинусов и формируют достаточно широкую "ножку", через которую контактируют с базальной мембраной (рис. 1В, Г). Их высота в этот период в 2 раза превышает ширину (табл. 1). Общий объем ооцитов (около 70 тыс. мкм3) по сравнению с таковым на предыдущей стадии увеличивается в 10 раз, хотя Я/Ц отношение остается прежним -0.16. Адекватный рост ядра, очевидно, связан с транскрипционной активностью премейотических хромосом, направленной на обеспечение вителлогенеза.
Таблица 1. Морфометрические показатели (мкм) женских половых клеток Corbiculajaponica
Типы клеток Диаметр ядра Диаметр клетки
средний меньший наибольший
Оогонии 4.9±0.4 6.0±0.7 - -
Ооциты малого роста 8.3±1.8 11.0±2.2 - -
Ооциты раннего трофоплазматического роста 14.5±5.7 - 24.4±11.0 38.7±8.8
Ооциты активного трофоплазматического роста 32.3±2.6 - 49.7±5.9 98.7±10.9
Ооциты завершающего этапа трофоплазматического роста 35.3±3.0 - 67.0±18.5 140.0±38.6
Ооциты, закончившие рост (готовые к вымету) 35.4±2.7 70.0±4.6 - -
Рис. 1. Женские половые клетки Corbicula japónica на разных стадиях дифференцировки. А - оогонии и ооциты малого роста; Б - ооциты раннего трофоплазматического роста; В,Г — ооциты на стадии активного трофоплазматического роста; Д - ооциты на стадии завершающего трофоплазматического роста; Е - ооциты, готовые к вымету. Условные обозначения
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.