ОНТОГЕНЕЗ, 2012, том 43, № 4, с. 299-302
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 57.017.642:599.322/324
РАННЯЯ ЭМБРИОНАЛЬНАЯ СМЕРТНОСТЬ У ВОДЯНОЙ ПОЛЕВКИ
(Arvícola terrestris L.)
© 2012 г. Г. К. Исакова, Г. Г. Назарова*, В. И. Евсиков*
Институт цитологии и генетики СО РАН 630090 Новосибирск, проспект Лаврентьева, д. 10 E-mail: isakova@math.nsc.ru *Институт систематики и экологии животных СО РАН 630091 Новосибирск, ул. Фрунзе, д. 11 E-mail: galinanazarova@mail.ru Поступила в редакцию 11.01.11 г. Окончательный вариант получен 24.01.12 г.
Проведено морфологическое изучение сорока восьми 3-4-дневных зародышей от восьми самок водяной полевки (Arvicola terrestris L.). Полученные данные показали, что ранние эмбриональные потери у водяной полевки могут составлять 30—35%, а основной причиной этих потерь являются аномалии оогенеза.
Ключевые слова: водяная полевка Arvicola terrestris, ранняя эмбриональная смертность.
Эмбриональная смертность у млекопитающих, включая человека, составляет не менее 50%, причем основная доля эмбриональных потерь приходится на ранний доимплантационный период (Brambell, 1948; Wilson, 1980; Edmonds et al., 1982; Wasser, Barash, 1983). Спектр нарушений раннего развития отличается у разных видов животных. В матке мыши Mus musculus через 3.5 дней после спаривания встречались погибшие яйцеклетки и остановка дробления зародыша (Титенко, 1977). Среди 6-7-дневных зародышей норки Mustela vison находились погибшие и неоплодотворенные яйцеклетки и резорбирующиеся зародыши (Беляев и др., 1981). У соболя Martes zibellina один из восьми диапаузных зародышей был на стадии двух бластомеров, в то время как остальные содержали ~500—1000 клеток (Исакова, 2004). При изучении раннего эмбрионального развития серебристо-черной лисицы Vulpes vulpes (Беляев и др., 1986) наблюдались неоплодотворенные яйцеклетки и остановка дробления зародышей.
Водяная полевка (Arvicola terrestris L.) обитает на большей части Евразии. Благодаря способности адаптироваться к совершенно разным условиям внешней среды, а также наличию полиморфизма по окраске шерстного покрова этот вид широко используется в эколого-генетических (Евсиков, Мошкин, 1994; Евсиков и др., 1997) и генетико-физиологических (Бажан, 2000) исследованиях. Кроме того, в природе встречаются особи водяной полевки с трисомией по самой малой аутосоме, что похоже на трисомию у людей с синдромом Дауна.
Это значит, что Arvicola terrestris может быть ценным лабораторным животным для выяснения механизмов возникновения этого типа хромосомной патологии у человека (Fredga, 1968). Еще одной особенностью водяной полевки является высокая частота спонтанного прерывания беременности в периимплантационном периоде. В природной популяции в разные фазы популяционного цикла доля самок с резорбцией всех имплантирующихся эмбрионов варьировала от 8.6% на пике ее численности до 33.5% на спаде (Евсиков и др., 1999). У самок, разводимых в лаборатории, это свойство физиологии репродукции сохраняется (Bazhan et al., 1999; Назарова, Евсиков, 2010). Поэтому водяная полевка может быть также полезным лабораторным животным для решения проблем медицины репродукции. Таким образом, водяная полевка заслуживает всестороннего изучения, и в особенности — ее эмбрионального развития. Документация хронологии событий эмбриогенеза разных видов животных необходима также для оценки тератогенного воздействия факторов внешней среды (Evans, Sack, 1973).
В природе период размножения водяной полевки длится с марта по август, число щенков в помете может быть от 1 до 10 (в среднем — 4.2), а продолжительность жизни не превышает двух лет (Пантелеев, 1968). Введение водяной полевки в лабораторное разведение позволило установить, что продолжительность ее беременности составляет 20— 22 дня, причем сезон размножения в неволе не изменялся, а продолжительность жизни составляет
299
5*
Вес тела и половых органов матери и состояние эмбриогенеза у водяной полевки в интервале времени от 3 до 4 дней после спаривания
Номер самки Вес Число Диаметр развивающихся эмбрионов, мм
тела самки, г рогов матки (пара), мг яичников (пара), мг желтых тел эмбрионов
всего развивающихся резорби-рованных
1(358)* 159.0 290 20 7 1 1 0 0.15
2(383) 134.0 280 14 5 5 5 0 0.15
3 (233) 111.2 143 18 6 5 2 3 0.10
4(402) 136.5 240 21 8 8 7 1 0.1-0.125
5(338) 108.6 190 11 5 4 3 1 0.125
6 (313) 138.7 230 17 6 6 5 1 0.1-0.125
7(365) 137.0 200 23 5 5 5 0 0.1-0.12
8 (435) 136.4 226 30 6 6 2 2 0.125
M ± SE 132.5 ± 6.6 226.0 ± 17.5 19.2 ± 2.0 6.0 ± 0.4 5.0 ± 0.7 4.0 ± 0.7 1.0 ± 0.4 0.12 ± 0.07
* В скобках обозначен возраст самки, дни.
2.5 года (Blake, 1982; Наследова и др., 1984; Бажан, 2000; Weigl, 2005). Как и у других грызунов с сезонным ритмом размножения, наступление половой зрелости у водяной полевки в основном определяется не ее возрастом, а сезоном года. Щенки, родившиеся в марте—апреле, уже в мае-июне могут спариваться и дважды в течение этого же сезона дать потомство. Щенки же, родившиеся во второй половине лета, становятся половозрелыми на следующий год и могут принести до 5 пометов за данный сезон. Кроме того, половое созревание у водяных полевок зависит от физического состояния матери во время беременности (Назарова, Евси-ков, 2007).
У самок, выловленных из природной популяции, доимплантационная смертность, оцениваемая по разнице между числом желтых тел беременности и числом мест имплантации, в среднем была 3.6%, а постимплантационные потери (доля эмбрионов, находившихся в состоянии резорбции, по отношению к числу мест имплантации) — 3.2% (Евсиков и др., 1999). Что касается раннего эмбрионального развития и ранней эмбриональной смертности у водяной полевки, то таких данных пока нет. В данном сообщении представлены полученные нами предварительные данные о развитии и смертности зародышей в раннем эмбриональном периоде у водяной полевки лабораторного разведения.
Колония водяных полевок Arvicola terrestris, поддерживающаяся при институте систематики и экологии животных (Новосибирск), была основана в 1984 г. Первые выводки были получены от беременных самок, отловленных в подтаежной зоне Западной Сибири (Новосибирская область). Животные содержались индивидуально в металличе-
ских клетках 30 х 25 х 50 см при свободном доступе к воде и корму (вареное зерно, морковь, проростки пшеницы, сено) и при естественном фотопериоде. В период размножения клетки соединяли с помощью трубки-перехода диаметром 5 см и длиной 7 см. Коэффициент родства брачных партнеров не превышал 0.125. У самок от 10 до 12 ч ежедневно брали вагинальные мазки. День обнаружения сперматозоидов считался как 0 день беременности. При данной использованной системе разведения погрешность в определении возраста эмбрионов могла быть от нескольких минут до 24 часов.
Всего было исследовано 8 беременных самок в возрасте от 8 до 15 мес, все вступили в спаривание с самцами в апреле—мае. Через 72 часа после обнаружения сперматозоидов, что предполагает срок беременности от 3 до 4 суток, самку умерщвляли путем смещения шейных позвонков, вынимали и взвешивали матку и яичники. В яичниках подсчитывали число желтых тел, указывающее число ову-лировавших яйцеклеток. Каждый рог матки промывали физиологическим раствором под контролем микроскопа, измеряли диаметр зародышей, определяли число погибших и развивающихся эмбрионов и стадию развития развивающихся эмбрионов. Наличие полости, разделяющей эмбри-област и трофобласт, рассматривалось как признак перехода от стадии морулы к стадии бластоцисты. Один малый эмбрион и три эмбриона среднего размера были зафиксированы в охлажденной смеси метанола и ледяной уксусной кислоты (3 : 1). Затем их окрашивали 2%-ным ацетоуксусным орсеи-ном, приготавливали тотальные давленые препараты и подсчитывали число клеток в зародыше.
В таблице представлены данные о возрасте и весе тела каждой самки, а также морфологические
РАННЯЯ ЭМБРИОНАЛЬНАЯ СМЕРТНОСТЬ У ВОДЯНОЙ ПОЛЕВКИ
301
данные о состоянии их репродуктивной системы и эмбриогенеза. Очевидно, что по данным столь малой выборки нельзя судить о закономерностях функционирования репродуктивной системы животного. Тем не менее, следует отметить, что самка 3, самая молодая в данной группе, имела наименьший вес тела и матки, наименьший размер эмбрионов и наиболее высокую эмбриональную смертность по сравнению с остальными.
Размер зародышей варьировал от 0.1 до 0.125 мм в диаметре. Эмбрионы, выглядевшие здоровыми, находились на стадии поздней морулы или бластоцисты. Число клеток, подсчитанное в четырех из них, было 16, 48, 54 и 72. Приблизительно такие же размеры, число клеток и стадию развития имели 3.5-дневные эмбрионы лабораторной мыши (McLaren, Bowman, 1973; Дыбан и др., 1975; Титенко, 1977). Интересно отметить, что одноклеточный эмбрион японской луговой полевки Microtus montebelli значительно меньше в диаметре по сравнению с одноклеточными эмбрионами других млекопитающих (Makayama et al., 1994). Этот обнаруженный факт указывает на то, что разнообразие в тайминге эмбриогенеза и в морфологии эмбрионов может проявляться на самых ранних стадиях развития и определяться таксономической принадлежностью животного.
20% вымытых зародышей были в состоянии резорбции. Они были правильной круглой формы, значительно меньшего размера по сравнению с развивающимися эмбрионами-сибсами, с тонкой прозрачной оболочкой и бесструктурным неокрашивающимся содержимым. Вполне вероятно, что это были овулировавшие аномальные яйцеклетки. Других нарушений раннего развития эмбрионов (фрагментация бластомеров, неоплодотворенные яйцеклетки, остановка дробления) не встречалось.
Всего у 8 исследованных самок овулировало 48 яйцеклеток. Из них 32 (~67%) выглядели успешно развивающимися зародышами. Остальные ~17% яиц не были обнаружены в матке. Это может означать, что они погибли в яйцеводе или же были нежизнеспособны уже в фолликуле яичника, хотя были вовлечены в процесс овуляции. Овуляция нежизнеспособных яиц наблюдалась у мыши (McLaren, Bowman, 1973) и норки (Беляев и др., 1981), причем увеличение ранней эмбриональной смертности, вызванное мутацией по ок
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.