УДК 595.18:591.4
МУСКУЛАТУРА ПАНЦИРНЫХ КОЛОВРАТОК MYTILINA VENTRALIS И LECANE LUNA (ROTIFERA, TRANSVERSIRAMIDA)
© 2014 г. Е. А. Котикова1, О. И. Райкова1, 2
1Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург 199034, Россия e-mail: kotikova.elena@gmail.com 2Санкт-Петербургский государственный университет, Биолого-почвенный факультет,
Санкт-Петербург 199034, Россия
e-mail: oraikova@gmail.com Поступила в редакцию 20.09.2013г.
Мускулатура панцирных плавающе-ползающих коловраток Mytilina ventralis (Mytilinidae) и Lecane luna (Lecanidae) исследована методами маркировки флюоресцентным фаллоидином и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (CLSM). Тело M. ventralis вытянуто в длину. В туловищном отделе расположены латеральные, вентральные, внутренние и наружные медиальные, продольные и дорсальные ретракторы. Также впервые для коловраток отряда Transversiramida отмечена пара медиальных продольных мышц, которые соединены тремя сдвоенными поперечными мышцами. L. luna имеет туловище округлой формы, в котором выделяются передние вентральные и передние дорсальные ретракторы, которые наклонены под углом 45° к продольной оси тела, и две пары продольных ретракторов, идущих от мастакса к основанию ноги. Все эти ретракторы связаны между собой сложной системой коротких продольных и поперечных мышц. Главная продольная мышца проходит латерально по всей длине тела. Короткие задние дорсальные и вентральные ретракторы L. luna лежат в области ноги, что связано с положением ее первого членика. У обоих видов обнаружены дорсо-вентральные мышцы и парные ретракторы короны и ноги. Архитектоника расположения основных элементов мускульной системы, по-видимому, определяется формой тела и морфологическими особенностями этих видов коловраток.
Ключевые слова: коловратки, мускулатура, окраска фаллоидином, Mytilina ventralis, Lecane luna.
Б01: 10.7868/80044513414030088
Коловратки — очень разнообразная группа мелких животных, повсеместно распространенных в пресных водоемах и в морской среде обитания. Также они встречаются среди сфагнума, во влажном лесном мху. Известно около 2000 видов коловраток (8е§егз, 2007). Большинство свобод-ноподвижные, но есть и прикрепленные формы. Характерная особенность коловраток — корона, снабженный собственной мускулатурой ресничный орган, который используется для захвата пищи и передвижения. Туловище содержит большую часть внутренних органов, в том числе и склеротизированный челюстной аппарат, или ма-стакс. Нога — это мускулистый вырост тела, позволяющий коловраткам ползать или прикрепляться к субстрату. На конце ноги чаще всего располагается пара "пальцев". Половая система самки представлена цельным (Monogononta) или двулопастным (Digononta) яичником. Именно на такие две группы и были разделены коловратки в конце 19 века (^Ь8епЪег§-Ьипё, 1899), и многие западные исследователи используют ее и сейчас.
Мы же придерживаемся другой системы, к сожалению, мало известной на западе и основанной на морфофункциональном подходе в изучении ключевых структур коловраток, а именно, короны и мастакса (Кутикова, 1970; Маркевич, 1991; N0-§гаёу е! а1., 1993).
В трудах классических эволюционных морфологов строение коловраток выводилось из такового турбеллярий. Как писал Ю.В. Мамкаев (1991, 2001), турбеллярии представляют собой базовую группу с широким спектром формообразования, коловратки же демонстрируют производный план строения, который характеризуется ярко выраженными модулями (Маркевич, 1991). Ю.В. Мамкаев разработал новый методологический подход — выделение и сравнительное исследование конструктивных типов, формирующихся в разных группах независимо, что позволяет выявлять фундаментальные морфологические закономерности эволюции. При этом методами аналогии А. А. Заварзина и В. А. Догеля проводится
сравнительное исследование однотипных конструкций целых организмов (Мамкаев, 2004).
Современные филогенетические исследования до сих пор не внесли полной ясности в родственные связи коловраток. Жирибэ с соавторами (Giribet et al., 2000) выделил таксон высокого ранга — Platyzoa, который всегда получает сильную поддержку в современных молекулярно-фи-логенетических исследованиях (S0rensen, Giribet, 2006; Dunn et al., 2008; Hejnol et al., 2009). Platyzoa включает в себя плоских червей, гастротрих и Gnathifera (Ahlrichs, 1995), куда входят коловратки, скребни и Gnathostomulida. Монофилетиче-ский таксон Gnatifera хорошо поддерживается не только морфологическими данными (Ahlrichs, 1995; Rieger, Tyler, 1995), но также и молекулярно-филогенетическими исследованиями (Giribet et al., 2000). Для Acanthocephala + Rotifera предложено название Syndermata, отражающее их синапомор-фию — уникальный синцитиальный эпидермис с лежащей в цитоплазме пластинкой (Ahlrichs, 1995).
Филогенетические отношения внутри Syndermata все еще не разрешены. Кладистический анализ морфологии поддерживает монофилию как Rotifera, так и Eurotatoria (Bdelloidea + Monogononta), в то время как анализ молекулярных признаков по 5 генам дает не менее шести разных вариантов топологии (см. Fontaneto, Jondelius, 2011). Недавно Фонтането и Йонделиус (Fontaneto, Jondelius, 2011) исследовали филогенетические отношения внутри Syndermata , используя более 1000 последовательностей COI. Все четыре главные клады (Acanthocephala, Bdelloidea, Monogononta и Seisonidea) по отдельности прекрасно поддерживаются, но отношения этих групп между собой остались неясны, за исключением хорошей поддержки сестринских отношений Acanthocephala и Bdelloidea.
В связи со сложившейся ситуацией, в систематике коловраток по-прежнему важную роль играют морфологические признаки. В попытке получить новые филогенетически информативные признаки и, кроме того, подойти к вопросу о функционировании отдельных структур в последнее время большое внимание уделяется исследованию мускулатуры коловраток. При этом применяется маркирование флуоресцентным фаллоидином Ф-актиновых волокон мускулатуры тела (Hochberg, Litvaitis, 2000; Kotikova et al., 2001, 2004; S0rensen et al., 2003; Santo et al., 2005; S0rensen, 2005, 2005a; Котикова и др., 2006; Hochberg, Gurbuz, 2007; Hochberg, Lilley, 2010; Hochberg et al., 2010; Leasi et al., 2010; Riemann et al., 2008, 2009; Wilts et al., 2009, 2012; Котикова, Райкова, 2012). Эти исследования значительно содействуют расширению наших знаний о мускулатуре коловраток и дополняют старые сведения, полученные традиционными гистологическими
и свето-микроскопическими методами. Однако, учитывая разнообразие форм коловраток, количество исследованных видов до сих пор остается недостаточным, даже в более подробно исследованной группе Monogononta. Следовательно, следует продолжить накопление фактических данных по мускулатуре различных групп коловраток, и данное исследование двух видов из группы Monogononta способствует этой цели.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Объектами изучения послужили два вида панцирных коловраток подкласса Eurotatoria из отряда Transversiramida (Маркевич, 1991), причем оба вида относятся к группе Monogononta: Mytili-na ventralis ventralis (Ehrenberg 1832) (семейство Mytilinidae) и Lecane luna (Müller 1776) (семейство Lecanidae).
Материал был собран в водоемах Ярославской обл. (пос. Борок, ФГБУН ИБВВ РАН) летом 2002 и 2011 г. Mytilina ventralis обитает в зарослях водной растительности. По типу движения это пла-вающе-ползающая коловратка (Кутикова, 1970), имеет удлиненный сравнительно узкий панцирь со скульптурой. Передний край панциря нежный с зазубринами. Брюшная сторона панциря плоская, а выгнутая спинная с продольной медиальной бороздой, ограниченной двумя килями. На заднем крае спинной пластинки имеется один короткий срединный шип и два боковых длинных заостренных шипа. Максимальная длина панциря для данного вида 200—350 мкм, высота 112—127 мкм. Нога хорошо обособленная сравнительно короткая с двумя умеренно длинными пальцами. Небольшой мастакс маллеатного типа. В нашем материале были коловратки с длиной панциря 180, шириной 100 мкм, задние боковые шипы 46, а срединный 23 мкм.
Второй вид Lecane luna имеет почти округлый гладкий панцирь, сильно сплющенный дорсо-вентрально, его пластинки соединены боковыми складками. Передний спинной край панциря с двумя срединными, брюшной с боковыми заостренными углами. Первый членик ноги сросшийся с брюшной пластинкой, а второй — подвижный. Пальцы ноги разъединены до основания, имеют коготок с острым плечиком. Это подвижная плавающе-ползающая форма (Кутикова, 1970), которая чаще всего обитает среди водной растительности, иногда встречается в планктоне. Имеет мастакс маллеатного типа с хорошо развитым гипофарингсом, что способствует сосанию пищи. Исследованные нами коловратки имеют панцирь средней длиной 125 мкм при ширине 115 мкм, пальцы длиной 59 мкм. Коловращательный аппарат типа Euchlanis, как и у первого вида.
Материал был зафиксирован раствором Сте-фанини (2%-ный параформальдегид с 15%-ной
пикриновой кислотой в 0.1М Na-фосфатном буфере, pH 7.6). Чтобы избежать втягивания головы и ноги в туловище до состояния "бочки" (Wallas, Snell, 1991), коловраток держали в 2% растворе сернокислого магния, но помогало это не всегда. Фиксированных коловраток хранили несколько недель в фиксаторе, потом отмывали до двух суток в PBS с 20% сахарозой. Для выявления в мышечной системе фибриллярного актина (Ф-акти-на) материал перед инкубацией промывали 3 раза по 5 мин в PBS с 0.2 % -ном Triton X-100 (PBS-T). Затем животных инкубировали в течение 2 ч при комнатной температуре в темноте с фаллоиди-ном, меченым TRITC (phalloidin-TRITC, Sigma, 1 : 200) (Wahlberg, 1998). После споласкивания в PBS материал помещали под покровные стекла в раствор глицерина в PBS (2 : 1) и рассматривали в конфокальном микроскопе Leica TCS SP 5. Серии оптических срезов использовали для получения max-проекции (проекции всех оптических срезов на плоскости) и трехмерных реконструкций.
РЕЗУЛЬТАТЫ Mytilina ventralis ventralis
Ф-актинсодержащие мышечные волокна выявлены в соматической и висцеральной мускулатуре.
Соматическая мускулатура M. ventralis (рис. 1; 2а—2е) включает парные ретракто
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.