Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследования раннего онтогенеза в связи с проблемами филогении и происхождения позвоночных животных

ВАК РФ 03.00.30, Биология развития, эмбриология

Автореферат диссертации по теме "Исследования раннего онтогенеза в связи с проблемами филогении и происхождения позвоночных животных"

4-гът

На правах рукописи УДК 591.3

ГОРОДИЛ ов Юрий Николаевич

ИССЛЕДОВАНИЯ РАННЕГО ОНТОГЕНЕЗА В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМАМИ ФИЛОГЕНИИ И ПРОИСХОЖДЕНИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

03.00.30 - биология развития, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологически к наук

Са нкт-Петербург 2003

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете

Официальные оппоненты: член-корреспондент АН РАН,

доктор биологически ж наук, профессор Л.И.Корочкин

доктор биологических наук,

профессор

Г.ВЛопашов

доктор биологических наук Ю.К.Доронин

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

Морфологии Человека РАМН

Защита состоится «-^-Д октября 2003 г в часов на заседании специализированного совета Д.501.001.52 но защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03,00.30 -биология развития, эмбриология, в Московском государственном университете им.М.В.Ломоносова по адресу;

П9992, Москва, Ленинские горы, МГУ, дом 1, корп. 12, Биологический факультет, диссертационный совет Д.1"' " "

С диссертацией ... еке МГУ

Авторефсч». , .5 г.

Ученый секретарь диссертационного совете кандидат биологических на} ..

»4

—--..»а

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема онтогенетического развития организма тесным образом связана с проблемой происхождения биологического разнообразия. Большинство теорий эволюционного развития органического мира в качестве основного источника возникновения филогенетической изменчивости рассматривают ранний онтогенез. Действительно, какова бы ни была природа изменчивости, лежащая в основе эволюции органического мира, трудно отрицать наличие сходства между онго- и филогенезом. Создается впечатление, что самая большая разница между ними только в том, что они протекают в разных временных масштабах: онтогенез в кратком (индивидуальном), филогенез в историческом (многоколенном) измерении. В свое время именно это сходство легло в основу сформулированного Э.Гек кием биогенетического закона о рекапитуляция*. Хотя реально взаимоотношения между онто- н филогенезом оказались не настолько простыми и прямыми, тем не менее представления о первичности и о причинности онтогенетических изменений по отношению к филогенетическим в своей основе сохраняются до сих пор. Из »гот следует, что в первую очередь необходимо изучить н понять именно механизмы причинного процесса, т.е. механизмы и закономерности онтогенеза. Только познав в должной мере последние, мы будем иметь шансы разобраться с проблемой возникновения изменчивости филетического уровня.

В современной эмбриологии (биологии развития) создалась парадоксальная ситуация. Переживая подлинный ренессанс в исследованиях проблем зародышевого развития на молекулярио-генетическом и клеточно-тканевом уровня*, эта наука в то же время 0]раничивается использованием всего нескольких видов, представляющих как модели отдельные классы или даже целые типы. Фактически только для этих видов имеются достаточно полноценные описания их эмбрионального развития. Описания эмбриогенеза организмов, связанных между собой родством в пределах градаций вида, рода или семейства, практически отсутствуют, хотя кажется, что именно на этих уровнях легче всего проследить, как возникают таксономические признаки. На этом фоне серия наших описаний раннего онтогенеза, проведенных на представителях разных таксонов костистых рыб с соблюдением унитарной классификации и одном асштабного времени, частично рассматриваемых в этой работе, является чуть ли не первым целенаправленным и реализуемым в течение многих дет исследованием, которое именно таким путем пытается рассмотреть проблему происхождения таксонов низшего уровня. Для того, чтобы выявить источники диверсификации на начальных этапах, в работе выполнено описание раннего онтогенеза свыше 10 видов рыб, относимых к подсемейству лососевых рыб Salmoninae. Подученные результаты позволили по-новому оценить роль такого широко обсуждаемого механизма возникновения филстической изменчивости, каким принято считать он тогенетические гетерохронии (Gould, 1977,1992; Муег, 1994; Гилберт и др„ 1997).

С другой стороны, среди нераскрытых загадок остаются проблемы происхождения таксономических призhjков высшего ранга, а также периодов ускоренного эволюционирования, наиболее ярким примером которых является «кембрийский взрыв» (Valentine et al., 1996; Conway Morris,2000), Накопленный за последние 15-20 лет обширный материал по этим проблемам не получает естественных толковании. Аналнзнруя этот материал в данной работе, автор, исходя из особенностей онтогенеза разных иерархических групп животных, делает попытку наметить путь структурных перестроек онтогенеза, благодаря которым могли возникнуть низшие хордовые и позвоночные. ___——--

ЦНБ МСХА

Цели и задачи исследования. Цель работы - проанализировать конкретные механизмы, с помощью которых онтогенетическая изменчивость может превращаться в изменчивость филогенетическую. Для того, чтобы адекватно подойти к решению этой фундаментальной проблемы была поставлена задача произвести детальные описания ранних онгогенезов группы видов различной степени родства. Предполагалось, что на основе собранного обширного материала удастся выявить начальные точки дивергенции по морфологическим или временным показателям между теми признаками, которые кладутся в основу разделения 1-рупн животных на отдельные таксоны, и далее, после кх обнаружения, проанализировать каким образом происходит их расхождение. Особое внимание должно было быть уделено временным диверсификациям или гетерохрониям, поскольку, по современным представлениям, именно они являются основным источником морфологической микроэволюцнонной изменчивости. Поэтому имелось ввиду, что материал, полученный в результате сравнения ранних онгогенезов близкородственных видов, сможет проясшпь вопрос о распространенности гетерохроний и о том, каковы могут быть механизмы их превращения в конкретные формы морфологической изменчивости.

Не менее, сели не более, важной проблемой является задача объяснить происхождение крупных таксонов, таких как классы позвоночных или подтипы хордовых. Эта проблема возникновения изменчивости макрозволюционного уровня пока не смогла найти никаких научных решений, несмотря на огромный массив новой информации, полученный различными дисциплинами за последние 15-20 лет. Автор, нзкопив значительный опыт в конкретных исследованиях проблем раннего онтогенеза на различных группах позвоночных животных, основываясь на обширных данных последних лег по эксперимента! ьной эмбриологии, молекулярной генетике и палеонтологии, позволил себе попытку обобщений, касающихся природы макроэволюшюнных механизмов, которые могли иметь значение в происхождении низших хордовых и позвоночных.

Научная новизна. Для решения поставленной задачи выявления микроэволюционной изменчивости по результатам сравнительных описаний раннего онтогенеза в группе близкородственных видов, автором были предприняты попытки унифицировать процесс описания этого периода развития, в результате чего:

1) Предложена новая система градаций периода эмбриогенеза с предпочтением признаков, имеющих дискретное или количественное проявление, что позволило выделить большое число стадий, отделяемых друг от друга естественными, чаще всего одинаковыми по времени интервалами;

2) Дзя позвоночных разработан новый метод измерения относительного времени, который позволяет наблюдать процесс раннего онтогенеза в едином временном масштабе, независимо от внешних и наследственных показателей; в качестве единицы относительного времени т,. (тау-сомит) предложено измерять интервал времени, необходимый для образования одной пары сомитов,

3) Введение в оборот новой безразмерной единицы Тя стало возможным после выявления закономерности, впервые строго доказанной автором, которая касается процесса первичной осевой метамерии пли сомитогенеза: оказалось, что этот процесс при постоянных условиях является строго ритмичным, т.е. интервал т5 практически на всем протяжении сегмента пни (у лососевых рыб около 60 актов сомитогенеза) остается одинаковым,

4) В результате исследование! сомитогенеза была выведена математическая зависимость между продолжительностью Т, н температурой инкубации зародышей, которая соответствует уравнению логарифмической параболы второю порядка. Оказалось, что

это уравнение наилучшим из известных до сих пор способов описывает эмпирические данные не только по Is, но и но продолжительности любой другой стадии и эмбриогенеза в целом.

5) Впервые выявлено, что ритмы сомитогенеза ti синхронных делений дробления либо совпадают, либо являются кратными, что, наряду с другими фактами, явилось основой для разработки модели внутризародышевых биологических часов, которые с помощью периодически генерируемых сигналов, контролируют и координируют вес разнообразие процессов, происходящих в эмбриогенезе.

6) При рассмотрении эмбрионально-личиночно! о развития почти полутора десятков видов н экологических форм из трех родов подсемейства Salmonmac, была выявлена практически полная морфологическая и временная идентичность процесса их раннего онтогенеза, что указывает на чрезвычайную консервативность этого периода в пределах достаточно крупных таксонов. Оказалось, что гетерохронии являются также очень редким явлением, а в тех случаях, когда они были выявлены, их наличие не претворилось в морфологическую изменчивость.

По проблеме, касающейся макроэволюции, а также происхождения низших хордовых ti позвоночных животных:

1) Представлены доказательства, что позвоночные животные, подобно бесчерепным (Ceptíalochordara), рассматриваемым большинством специалистов я качестве наиболее вероятных предков позвоночных, сохраняют анатомическую медиальную ось вдоль всей ростро-каудальной оси тела; отличие состоит только в том, что недостающую часть хорды в головном отделе позвоночных занимают три кости основания черепа (основная затылочная кость, нарасфеноид, сошник), которые имеют удлиненную форму н находятся на одно» оси с хордой.

2) Предложена новая схема происхождения гипофиза: я соответствии с weií, организатор Шпемана ранней гаетрулы, перемещающийся в результате гастру.ищнн е будущий головной отдел зародыша, преобразуясь здесь в прехордальную мезодерму, принимает затем активное участие в образовании питуптарной железы.

3) Предложена новая модель происхождения головного отдела позвоночных, который является главным новообразованием этой группы, по-видимому, не имеющим аналогов у других групп животных, включая цефзлохордовых.

Теоретическая н практическая ценность работы. На основе точных измерении сомитогенезного интервала составлены таблицы для расчета и определения возраста и стадий раннего онтогенеза для атлантических и тихоокеанских лососей. L1 настоящее время они широко используются на лососевых рыбораз водных заводах.

Впервые предложена модель тотального регулятора процесса эмбриогенеза, главная задача которого не только включать и выключать отдельные процессы внутри зародышевого развит я, но и координировать их все мсж,ду собой. Новая схема, рассматривающая происхождение гипофиза из организатора Щнемана, является существенным вкладом в понимание источников возникновения этой центральной нейроэндокринной железы. Предложена модель происхождения головного отдела позвоночных, учитывающая многие новые научные данные но эволюции этой группы животных. Материалы статей автора используются в курсе лекцчй по ихтиологии в С.Петербургском государственном университете и в курсе секций по биолог ии развития в Московском государственном университете.

Ал роба иин работы. Результаты роботы докладывались и обсуждались на 6-м в 1981 г (Москва) и 7 -и в 1986 г (Ленинград) Всесоюзных совещаниях эмбриологов; 1-й и 2-й и 4-й Всесоюзных конференция* по раннему онтогенезу рыб в 1974 г (Мурманск), в 1983 г (Калининград) и в 1988 г (Мурманск); 7-м Всесоюзном симпозиуме по структуре и

функциям клеточного ядра в 1980 г (Харьков); сессии Ученого Совета Карельского филиала АН СССР но проблемам Белого моря в 1981 г (Петрозаводск); 1-м и 3-м Всесоюзных совещаниях но лососсвидным рыбам в 1976 г (Ленинград) и в 1988 г (Тольятти); 2-й Всесоюзной конференции но проблемам эволюции в 1988 г (Москва); 1-м конгрессе ихтиологов России в 1997 г (Астрахань); на приглашенном докладе в Институте биологии развития Марсельского университета (Франция) в 1998 г; на межлабораторном семинаре в Марсельеком университете (Франция) в 1999 г; Международной конференции но атлантическому лососю в 2000 г (Петрозаводск); симпозиуме в связи со 100-летия Н.Л.Гербильского в 2000 г (СП6ГУ); Научном собранин Зоологического института РАН в 2001 г; Научном семинаре института эволюционной морфологии и экологии животных им. А.Н.Северцова в 2002 г.; семинарах кафедр цитологии и эмбриологии СПбГУ.

Публикации- По материалам диссертации опубликовано 45 работ Структура н объем работ ы. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 237 страницах, содержит 20 таблиц и 68 рисунков. В списке цитированной литературы упомянуто 332 работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ЧАСТЬ 1

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ СТАНДАРТИЗИРОВАННЫХ РАННИХ ОНТОГЕНEÎOB (НА ПРИМЕРЕ ВИДОВ ПОДСЕМЕЙСТВА ЛОСОСЕВЫХ РЫБ SALMON1NAE) КАК СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЙ

ИЗМЕНЧИВОСТИ

ГЛАВА 1. Материал и методы

Объекты исследования и условия lit лабораторного содержания. В работе произведено описан не развития эмбрионально-личиночного периода онтогенеза у разных видов лососевых рыб подсемейства лососевых Satmaninae. Среди них: 3) пять представителей атлантических лососей рода Su!то (проходная форма

атлантического лосося Salmo solar, озерная форма этого же вида S.salor morpha sebago (Girard) из Ладожского озера; три представителя кумжи: проходная форма изреки Нарва S.irmta L., ладожская озерная форма S.trutta morpha ¡acustris L. и терски» лосось, являющийся подвидом кумжи, S.trulla ctseaucasicux Dorofeeva); 2) пять видов тихоокеанских лососей рода Oncorhynchtis (горбуша, O.gorbuscha

Walbaum; кета, O.tela Walbaum; нерка или красная, O.nerka Walbaum; кижуч, O.khurch Waibaiim; сима, О. та su Brcvoort);

3) радужная форель, которую систематики включали в род Salmo с видовым названием S.gairdneri, но с 1989 г этот вид получил новый статус под названием Oncochynchus mikîbs.

3) два вида гольцов рода Salvelinus (кунджа S.Ieucomaèrtis Pallas; арктический голец S.íilpimix L.).

Икру рыб обычно получали сразу после оплодотворения с рыборазводных лососевых заводов или рыбопунктов и, упакованную в термостатированные боксы со льдом, доставляли в лабораторные инкубационные аппараты в Биологический НИИ в Старом Петергофе, Эти аппараты представляют собой устройства, специально сконструированные для инку бани и икры лососевых рыб, В них обеспечивали непрерывную нрсточность воды, используемой в системе замкнутого цикла, и регулируемый режим температуры, который в большинство случаев поддерживался

строго постоянным (±0,1°С). При 01 ли мольных температурах контрольная выживаемость за весь период инкубации составляла 95-98%.

Инкубацию осуществляли при разных режимах температуры; атлантического лосося - в Диапазоне 0,1-12,2° (всего при работе с этим видом было воспроизведено 14 разных режимов), кумжи (проходной, озерной и каспийского подвида) — 0,6-12,15° (но 5 режимов), радужной форели -0,8-12,(У (8 режимов), горбуши - 2,9-15,7° (13), кеты - 0,613,6" (13), нерки - 2,1-11,6" (5), кижуча • 0,3-10, Г (5), снмы - 4,0-12,5° (7), арктического гольца или палки - 0,75-9,5° (5) и т.д. С учетом того, что ранний онтогенез лососевых рыб происходит при низких температурах и развитие протекает медленно, длительность инкубации в каждом режиме обычно составляла от 2-3 до 8-9 месяцев. В процессе инкубации регулярно (не реже, чем один раз за двое суток) осуществляли контроль заданного режима и отбирали погибшие икринки.

Сведения, касающиеся ранних стадий эмбриогенеза лосося от дробления до гаструляции включительно, получены в основном при исследовании фиксированной икры с последующей гистологической обработкой зародышей. На стадиях после гаструляции большая часть данных получена при изучении живых зародышей, которых, после того как снимали с икринок оболочки, помещали на предметном стекле и просматривали под микроскопом, выявляя детали строения, делая измерения, при необходимости зарисовывая их. В процессе сом]гтогенеза обязательно производили подсчет числа сомитов не менее чем у 5-10 зародышей.

В некоторых случаях в ходе сомитогенеза проводили серии измерении вдоль переднем дней оси: 1) длину новых сомитов вдоль передне-задней (ПЗ) оси на уровне хорды на разных стадиях сом ¡ноге нею; эти сомиты являются на каждой стадии самыми каудальными. 2) «седгда длину самых передних сомитов (сегментов), обычно на тех же самых стадиях. Для того, чтобы нивелировать ошибку измерен™, все данные были получены как средние величины путем определения осевой длины 6 самых каудальиых (новых) и 6 самых ростральных (передних) сомитов, затем разделенной на 6.

По такой же методике проводили измерения осевой длины сегментов на стадиях после завершения сомнтогенеза. В этом случае кроме среднего ш 6 передних и 6 задних сегментов измеряли также .шину сегмента на уровне анального отдела, которую тоже получали как среднюю из 6 сегментов (примерно на уровне 38-43 сегментов, считая от головы).

Также во время сомитогенеза измеряли, как изменяется в этом процессе длина трех основных частей тела зародышей вдоль ПЗ оси. Этими частями были следующие; 1 -голова от переднего края до 1-го порядкового сомита; 2- сегментированная (сомитная) часть туловища; 3 - нееегментированная каудальная часть туловища.

Подвижных зародышей и личинок обездвиживали с помошью препарата трика иим стансу л ьф ата (М5-222).

При наблюдениях некоторых стадий развития (поздний эмбриогенез и личинки), связанным с наблюдением хондро- и остсогенеза использовали материал, фиксированный в 2% формалине и окрашенный альцнановым синим (хрящ) пли ализариновым красным (кость).

Описание каждого из видов происходило обычно по одной и той же схеме с выделением по возможности одних и тех же стадий, что обеспечивало единообразие и возможность сопоставления процесса эмбрионального п личиночного развития между разными таксономическими группами.

За все годы работы было проинкубировано более 100 партий с общим числом не менее 300 тысяч икринок разных видов лососевых рыб, сделаны гистологические препараты около 2000 зародышей и свыше 10000 препаратов живых зародышей.

ГЛАВА 2. Проблемы унификации методов с I ад про» а имя и учета фактора времени в эмбриогенезе позвоночных животных

Принципы стадирования эмбриогенеза. Очевидно, что при решении проблем онто- и филогенеза необходимо научиться ориентироваться в цепи процессов, протекающих в эмбриогенезе резных видов. Прежние подходы к этой проблеме не были системными, не отряжали такого основного свойства эмбриогенеза как динамизм, и ориентировались на подбор случайных признаков, обычно идентифицируемых с большим разбросом во времени. В данной работе исходит из того, что эмбриогенез является динамическим процессом и поэтому особенно ценными являются счетные и закономерно изменяющиеся количественные признаки, или сложные признаки с большим количеством дискретных состояний (Городи лов, 1982, 1985). Среди подобных были выделены синхронные деления клеток в процессе дробления, сомитогенез, число опорных лучей-депидотрнхий в хвостовом плавнике, число члеников в лепидотрихнях разных видов плавников.

Серию стадий, выделенных в эмбрионально-личиночном периоде на основе одного приз на ка-маркера или на основе ряда однотипных признаков, [гредложено называть поднериодамн (Сого41 Ноу, 1996; Городило в, 1998). В зависимости от степени градаций признака-маркера, его дискретности или морфометрнческой изменчивости серия стадий может включать различное их число. Например, в выделяемом нам» ноднериоде сомитогенеза у рыб может быть вычленено по числу пар сомитов от 30-45 стадий у бычковых, карповых, окуневых, до 65-75 у туковых, корюшковых, лососевых, У других позвоночных число формируемых в эмбриогенезе пар сомитов может достигать несколько сот (у рептилий), л соответственно такое число стадий может быть выделено,

Сомнтогенез пошмочных как ритмический процесс. Наиболее характерной особенностью раннего органогенеза зародышей позвоночных является процесс последовательной метамернзашш вдоль передне-задней оси, в которой первичным действием является разделение иарахордальных тяжей мезодермы на серию отдельных телец или сомитов. Производными сомитов являются впоследствии мнотомы, позвонки, ребра, корешки нервов спинного мозга, и другие метамеры. В работе специальное внимание было уделено исследованию скорости прироста числа сомитов при постоянных режимах температуры в течение всего процесса сом итоге иеза. В общей сложности с этой точки зрения сомитогенез был исследован примерно у 20 представителей разных отрядов рыб (лососсви;шыс, щуковые, окуневые, карповые), и во всех случаях наблюдался равномерный теми образования подавляющей части сомитов (Городилов, 1980, 1983а, 1985, 1988, 1990,1991; йогскШоу, 1992, 1995), Этот закономерный прирост числа пар сомитов показывает, что данный прсцеес находится иод контролем механизма, который способен с большой точностью следить за постоянством временного интервала, необходимого для совершения каждого акта сомнтогенеза. В то же время равномерность сомипленеза оказывается чрезвычайно удобным диагностическим признаком ятя этой части эмбрионального периода, так как разбивает ее на многочисленный ряд естественных и равных по времени интервалов.

Г, - единица измерения возраста зародышей позвоночных животных. Необходимость учитывать время в эмбриогенезе кажется очевидной. Оно важно как само по себе в пределах индивидуального развития, так и особенно при сравнительных исследованиях разных видов. Однако здесь не подходит Ньютонианское астрономическое время. Для того чтобы оперируемое время было представлено в одинаковом масштабе, оно должно быть выражено в относительном виде. Впервые широко вопрос о целесообразности измерять эмбриогенез в единицах относительного времени был поставлен и

теоретически обоснован Т.А.Детлаф и А.А.Дстлаф (1960), и ими же прегиожено в качестве единицы относительного времени использовать время одного синхронного деления дроблсння (то).

Тот факт, что в процессе сомитогенсза образуется большое количество метамерных единиц (сомитов) с одним и тем же интервалом времени, позволило предложить метод измерения этою интервала с той целью, чтобы использовать его в качестве новой единицы для оценки относительного эмбриональное времени у позвоночных. Дня этого в период сомитогенсза на двух разных стадиях необходимо взять выборки икры по 5-7 штук из одной кладки или из смешанных кладок, но с одним сроком оплодотворения, и подсчитать среднее число сомитов у зародышей в каждой из выборок. Если календарное время на первой и второй стадии обозначить соответственно ti ч ti. а среднее число сомитов на каждой стадии как ii| и ib., то время образования одной мары сомитов Ts можно определить но следующей формуле: xs = tj - tj/Пз - П[ (1).

После того как удалось определить значения т5 в довольно широком диапазоне температур для атлантического лосося, мы проанализировали изменение эмпирических данных по ts в зависимости от температуры с целью математически аппроксимировать эту зависимость, и показали, что она хорошо описывается уравнением логарифмической параболы 2-го порядка:

lg = lg (ЛУ + til + br (2), где Л'о н N, - значения Г, при температурах 0" и / ( по Цельсию), пи Ь -коэффициенты параболической регрессии, характеризующие зависимость от температуры измеряемого показателя,

lg (No) - является постоянной величиной. Обозначим ее С, Тогда:

fc (NJ * С + а) + br (3)

Использовав эту формулу, мы получили очень хорошее соответствие эмпирических и рассчитанных по данному уравнению значений т., (t). Это же уравнение хорошо описывает заимствованные из литературы данные, которые характеризуют продолжительность эмбриогенеза в целом и отдельных его отрезков у ряда видов амфибий н рептилий как функцию от температуры {Городил ов, 1992; Gorodilov, 1995).

ГЛАВА 3. Описание и хронология стадий раннею онтогенеза лососевых рыб с использованием новой системы критериев сгалнровання (на примере атлантическою лососи Salmo salar L.)

При описании раннего онтогенеза от осеменения икринок до полного рассасывания внешнего желтка мы выделяем следующие под периоды: J) оплодотворение; 2) дробление; 3) бластуляцця; 4) гаструляция; 5) сомитогенез; 6) степень васкуляризации желточного мешка; 7) образование лучей ь хвостовом плавнике; 8) оформление непарных и парных плавников.

Ниже мы рассмотрим сущность процессов, происходящих в каждом из иодиериодов н их особенности, на основе которых в пределах каждого из по.шериодов могут быть выделены серии стадий.

Оплодотворение. При этом процессе происходит слияние половых клеток -яйцеклетки и сиермня, тгричем главным событием здесь является слияние ядер этих клеток -пронуклеусов. Несколько стадий метут быть выделены по фазам цикла ядер нронуклеусов и зиготы.

Дробление. Бластодиск подвергается 11 последовательным делениям, иос.ш каждого из которых число клеток или бластомеров удваивается. В конце тюдпериода образуется

высокий бластодиск, состоящий примерно из 2000 клеток. Время каждого из делений сохраняется относительно постоянным (Городнлов, Лильп, 1978): именно это время Т.А.Детлаф и А.А.Детлаф используют как меру относительной продолжительности То. Позднее, после наших исследований, выявился интересный и многозначительный факт, что у лососевых в среднем диапазоне толерантных, т.е. нормальных, температур, продолжительность, с одной стороны, клеточного цикла делений дробления и, с другой стороны, образования одной пары сомитов у зародышей одного вида оказались примерно одинаковыми, иначе говоря То = т s (подробнее об этом ниже, в главе 6) , Такнм образом, продолжительность подпернода дробления у лососевых при оптимальных значениях температурь: равна 11т<> или 11 Ts, Стадии здесь могут различаться но числу клеток; 2,4,8 и тд,

Бласгуляция. К концу 11 деления дробления в бластодиске намечается образование первых дифференцированных структур: поверхностного эпителиального слоя и синцитиадьного слоя (перибласта), отделяющего желток от бластодиска. Одновременно резко удлиняется генеративный цикл клеток, т.е. замедляется процесс их делений, К середине подпериода в ядрах появляются ядрышки. Начинаются морфогенетическне перемещения клеток, вследствие которых бластодиск уплощается, а по его краю скапливаются клетки, образуя так называемое зародышевое кольио. Весь этот подпериод у лососевых обычно длится в течение времени, которое соответствует относительной продолжительности 22-24 т Стадии могут быть выделены по высоте и форме бластодиска или по времени, выраженному в т

Гаструляция, У костистых рыб началом гаструляции считается появление на внутренней стороне зародышевого кольца небольшого утолщения, называемого зародышевым узелком. Зародышевый узелок постепенно расширяется, превращаясь в так называемый зародышевый щиток. У костистых рыб гаструляция характеризуется осуществлением двух наиболее типичных перемещении клеток: эпиболией или перемещением зародышевого кольца по поверхности желточного шара, благодаря чему образуется бластодерма, которая постепенно покрывает всю его поверхность, и конвергенцией, вследствие которой многие клетки, находящиеся в области зародышевого щитка, концентрируются вдоль его медиальной оси. В результате конвергентных перемещений клеток закладываются осевые органы зародыша. Образование первой пары сомитов, которая вычленяется в мезодермальных тяжах осевого зачатка, может служить указанием на завершение подпериода гаструляции. Последний в границах признаков, указывающих его начало и конец, продолжается 20 (±1) Т 5,

Сомитогенез. Этот подпериод является самым интересным по насыщенности событиями и по возможности наиболее точной идентификации стадий развития на его протяжении, составляющем у лососевых около 1/5 всего эмбриогенеза. По сути, он является ключевым, так как в течение сомитогенеза происходит закладка почти всех основных органов и систем органов развивающегося организма. Факт, что все эти закладки и их последующее развитие можно соотнести с количеством сомитов, является очень перспективным для их привязки к стадиям сомитогенеза. Многократно [[рослсживая ход сомитогенеза разных видов лососевых рыб, автор пришел к заключению, что закладка одинаковых органов или развитие одинаковых признаков, проявление каких-либо функциональных реакций у всех просмотренных видов вссгда сочетаются, за малым исключением, с одним и тем же количеством сомитов. Так, появление слуховых пузырьков у всех видов отмечается на стадии 17 пар сомитов, а начало пульсаций сердечной мышцы относится к стадиям 40-42 пары. Наиболее поразительным свойством процесса сомитогенеза является его строгая ритмичность, причем у лососевых все сомнты после первой пары вплоть до 60-64 пар образуются один

за другим с одинаковым временным интервал ом. Длительность под периода у атлантического лосося соответствует примерно 70 t Стадии в числе от 60 до 70 могут быть легко выделены по количеству пар сомитов.

В »скул яри за un и желточного мешка. После того как завершается сомнтогенез, какого-либо подобного признака на морфологическом уровне, который бы позволил также точно идентифицировать последующие состояния зародыша, выявить пока не удалось. Поэтому пришлось использовать довольно грубый, но хорошо различимый признак -степень васкуляризэции желтка, дополняя его другими сопутствующими признаками. Васкуляризздня или образование сети кровеносных сосудов на поверхности желточного мешка осуществляется с помощью [точной вены. Она образуется в конце сомитогенеза в виде сосуда на поверхности желтка с левой стороны тела, принимающего кровь из дорсальной аорты и несущего кровь к сердцу. Позже она начинает постепенно процесс обрастания желтка в каудально-ростральном направлении. К концу сомитогенеза этот процесс достигает охвата 1/5-1/4 поверхности желтка. Последующий процесс обрастания желтка и образования васкулярнон сети занимает время, выраженное в относительной продолжительности, около 60rs Степень этого обрастания можно использовать как индекс для идентификации стадии в рассматриваемом подпериоде развития.

Подпернод образовании опорных лучеи-леииютрнхнй в хвостовок! плавнике. На

фоне завершающих стадий васкуляризацил желточного мешка в плавниковой складке, окаймляющей тело зародыща от задней части головы вдоль всей спинной стороны, хвоста и с брюшной стороны до желтка, появляются зоны скопления мезенхимных клеток, обозначающих места развития будущих дорсального (Д), анального (А) н хвостового или каудального (К) плавников. Началом нового полпериода можно считать образование первых мускульных ночек в областях будущих Д и А, возникающих по одной от каждого из находящихся в этих областях мнотомов, и врастающих в скопления мезенхимы в плавниковой складке. Почти одновременно начинается образование опорных лучеи-деппдотрихий в хвостовом плавнике. Они возникают по одному и последовательно, как и сомиты, через одинаковый интервал приблизительно равный 7 Ts, В итоге образование полного хвостового веера, состоящего из 21-22 опорных лучей, занимает время, соответствующее примерно 150-160 tv Это обстоятельство позволила нам выделить образование опорных лучей как серию стадий, составляющих отдельный подпериод, начинающийся с загадки непарных плавников Д и А. и завершающийся обычно уже после вылупления зародышей из оболочек. Соответственно указанному числу лучен может быть выделено в данном подпериоде и количество стадий. Подпериод оформлении непарных и парных плавников (личнночный). Если выход зародышей из оболочек будем считать завершением эмбриогенеза, последующее развитие за счет запасов желточного питания занимает почти такое же время, как и эмбриогенез. Этот период часто делят на период свободных эмбрионов или «элевннов» (alevin) (Balon,19S5), который продолжается до начала смешанного питания, и последующий личиночный период до полного расходования желточного питания. Мы решили выделить весь этот период онтогенеза как единый и, следуя нашей терминологии, обозначить его как один подпериод оформления непарных и парных плавнккоа, Это название связано с тем, что в течение этого отрезка онтогенеза наибольшие внешние изменения затрагивают плавниковую складку, формирующиеся из нее непарные плавники, Д, А н жировой, а тагеке развивающиеся иначе парные грудные и брюшные плавники. При этом следует помнить, что речь идет в основном о внешних очертаниях плавников, а также о развитии членистой структуры опорных лучей, так как по завершении подпер иода плавники проходят еще долгий путь развития к

дефинитивному состоянию. Общая продолжительность этого под периода соответствует 260 Ts, Предварительно в этом подпериоде нами выделено б стадий.

ГЛАВА 4. Сравнение процесса раннего онтогенез» у рыб подсемейства лососевых, относящихся к разным вилам я родам

Консервативный характер процесса раннего онтогенеза у рыб из разных видов « родов подсемейства лососевых. Одной из самых проблемных групп в классе рыб в плане решения таксономических вопросов являются лососевые рыбы, несмотря на то, что эта группа относится к числу излюбленных объектов для систематиков уже более полутораста лет. Особенностями многих видов этих рыб являются значительная пластическая изменчивость и широкий ареал рас пространен ения, что становится причиной тенденции среди некоторых систематиков к недостаточно обоснованному выделению множества видов. Трудности классификации лососевых рыб связаны с трангрессной всех отличительных признаков и отсутствием четких морфологических отличии, Прн таксономическом анализе сравнивают, как правило, признаки сформировавшихся органтмов и очень мало уделяют внимания становлению этих признаков в процессе онтогенеза. Как развиваются признаки, и нет ли в самом процессе их разв(гтня каких-либо различий, которые могли бы быть использованы для таксономической идентификации сравниваемых видов? Или отсутствие четких отличий по дефинитивным признакам у сравниваемых форм проистекает из того, что в их ранних онтогенезах какие-либо определенные отличия также отсутствуют?

Для того чтобы ответить на эти вопросы, мы впервые провел и серию исследований по описаниям раннего онтогенеза у представ иге лей разных таксонов рыб подсемейства лососевых, аналогичных описанию, представленному в преды душей главе для атлантического лосося. Все условия, при которых производили наблюдения и описания раннего онтогенеза каждого из исследованных видов, были максимально унифицированы (единая методика инкубации зародышей, единые временной масштаб и система сталирования и, наконец, вся работа была проведена одним наблюдателем). Особое внимание уделялось временным изменениям - гетсрохрониям - в закладке или формировании одинаковых или сходных морфол отческих и функциональных признаков.

В результате тщательно!1© сопоставления стадии за стадией всего эмбрионального и личиночного развития почти полутора десятков представителей из родов Salmo, Oneorhynchus и Salvelinus делается вывод о необычайно высоком уровне сходства как по отдельным примакам и комплексам признаков для каждой из стадий, так и по пропорциям времени, затрачиваемом на образование большинства сопоставляемых признаков. Этот вывод основывается на описании и сравнении более чем 40 стадий, не считая значительного количества промежуточных стадий, описание которых специально не производили, но прослеживали в процессе развития. Можно творить о тождественности серий стадий развития и целых комплексов морфологических и функциональных признаков на этих стадиях, об их стабильности в хронологической очередности в но относительным пропорциям между собой, и это наблюдается почти на всем протяжении эмбрионально-личиночного развития видов, относящихся к разным родам. В то же время некоторые различия между этими родами были выявлены.

В первую очередь это различия между родами по максимальному числу пар сомитов, которые образуются в результате сомитогенсза: количество этих метам еров у разных видов тихоокеанских лососей от 3-6 до 7-9 больше, чем у атлантических. Другой признак, связанный с разным числом сомитов у тех и других видов, также выявленный впервые, касается числа туловищных сегментов за счет сдвига положения ануса у

зародышей Oiicortiyncíius в каудальную часть тела в основном на 3-5, а у горбуши даже на 6-8 сегментов.

При определении стадий закладки разных типов плавников нам удалось также выявить довольно четкие гетерохронии по возрасту закладки анального и дорсального непарных плавников у тихоокеанских лососей по сравнению с атлантическими. Согласно наиболее популярным в современном эволюционизме взглядам считается, что основной причиной филогенетических преобразований являются возникающие в онтогенезе гетерохронии во времени закладки, в скорости развития и т.д., тех или иных признаков (Емельянов, 1977; Goutd,1977; Гилберт и др., 1997). Выявив столь редкие, как показало данное наше исследование, гетерохронии в онтогенезе лососевых, можно было бы ожидать каких-либо перестроек или изменений в плавниках у представителен сравниваемых родов. Однако известно, что систематики никогда не выделяют каких-либо особенностей в строении или форме плавников у этих лососей, и, следовательно, описанные гетерохронии не влияют на их дефинитивное состояние (Дорофеева, 1967, 1975;. Викторове кий, 1978; Глубокоескин, Глубоко века г, H'!t]; Vladykov, 1963).

Процесс расхождения в направленности и в уровне дифференцнровки между видами Salmo и Oncorbynihus в какой-то мере начинается после вылупления зародышей из оболочки яйца в поди ери оде формирования плавников. Это проявляется в некотором отставании развития членистой структуры опорных лучей-лепидотрнхий во всех типах плавников у одноразмерных личинок лососей из рода Oncorhytichtts по сравнению с личинками рода Salmo, Другое отличие связано с тем, что у дичинок лососей из рода Salmo начинает развиваться пестряточная окраска, тогда как у тихоокеанских лососей проявляется признак ранней с модификации - развитие "серебристой" окраски тела. Данное отличие связано с обязательностью или возможностью ската тихоокеанских лососей в море уже в личиночный период.

Знакомство с работами, посвященными оценкам систематического статуса рыб семейства лососевых, показывает, что и в постдич«ночном онтогенезе среди географических, сезонных, кариотнничсских критериев видовой обособленности наименее четкими и наиболее спорными являются остеологические, в том числе и краниологические, признаки. Систематики, которые всегда занимаются поисками различий, оставляли обычно без внимания удивительный уровень консервативности, который проявляется в сохранении даже деталей строения скелета головы и всего скелета в пределах не только родов, но и, видимо, более крупных таксонов. Нам же остается связать между собой две серии фактов: консервативность анатомического строения взрослых рыб из разных видов и родов лососевых логически вытекает из консервативности индивидуального развития всех этих видов. Иначе говоря, мы не находим существенных отличий в морфологии взрослых рыб, потому что они проистекают из сходства их индивидуального развития.

Развитие новых комплексов адаптации как путь видообраюпания в подсемейстяе лососевых. Можно пред! ton ожить, что предков ые виды лососевых выработали достаточно совершенную фктрму тела, что позволяет им находиться до сих пор в состоянии биологического npoipecca (Герб ил ьс кий, 1967), Дальнейшее совершенствование и эволюция видов происходят на пути выработки новых адаптации п затрагивают в большей мере не анатомо-морфолргические, а функциональные системы организма. Соответственно, таксономическая обособленность фирм может осуществляться не на уровне анатомо-морфологнческих признаков, а на уровне комплексов адаптации, возникающих в изолированных популяциях в конкретной для них экологе- reoi"pa фической среде обитания.

Например, у тихоокеанских лососей развился механизм иосленерестовоЙ депрадапии и гибели рыб. Это связано с огромной численностью этих рыб, на порядки

превышающей численность атлантических лососей. Рыбы после нереста в большинстве гибли, поскольку не могли найти корма в реке. Впоследствии этот же фактор численности имел значение в развитии механизмов личиночной сматгифинации. Огромное количество отложенной икры создавало проблему, когда весной появлялись массы личинок, которые были но в состоянии прокормиться в реке.

Еще одной необычной адаптацией, возникшей у тихоокеанских лососей л отсутствующей у атлантических лососей н у многих других рыб, является способность зародышей рыб из рода Oncorhynchus замедлять развитие при высоких температурах. Нам удалось выяснить, чти механизм замедления включается со второй половины Эмбриогенеза в том случае, если температура инкубации осенью удерживается на высоком уровне. На физиологическом уровне он основан на задержке созревания эритрошгтов н сохранении эмбриональных форм этих клеток с меньшим количеством гемоглобина, что обеспечивает поддержание метаболизма на более низком уровне (Городидов и др,,1988; Городидов, 20016).

Явление замедления относительных темпов развития при высокой температуре можно рассматривать как определенное биологическое приспособление к сезонным циклам природы, сложившееся в связи с особенностями обитания н размножения этих рыб. Если бы не было механизма замедления относительной скорости развития, то личинкам горбуши просто не хватило бы запасов желтка, чтобы дожить до весны. Онтогенетичеекме гетерохронии в связи с вопросом об их роли е эволюционном процессе. Помимо сравнения многочисленных морфологических признаков на тождественных стадиях развития у разных видов в рассмотренной работе проводились также сравнения по затратам времени в появлении закладок и/или развитии этих же признаков, выражаемым в единицах Ts. Эта измерения должны были бы помочь нам выявить все гетерохронии по сравниваемым признакам. Результат оказался также достаточно неожиданным, так как почти по всем рассмотренным признакам гетерохронии отсутствовал п. Редкие исключения касаются провизорных или второстепенных признаков: скорости эпиболни желтка, стадий закладки непарных плавников, пигментации покровов личинок и образования членистости у лепидотрихий. Выше уже говорилось, что выявленные гетерохронии в закладках непарных плавников каких-либо морфологических различий к дефинитивному состоянию не развивают.

Поскольку наши данные по выявлению онтогенетических гетерохронии у близкородственных видов являются одними из первых, полученными в конкретной работе, то имеет смысл обсудить этот результат в свете приписываемой сейчас гетерохрониям особой роли в эволюционном процессе. Понятие о гетерохронии было введено в научный оборот Э.Геккелем. Сам он рассматривал гетерохронии (а также гетеротошш) как просто помехи, затрудняющие выявление филогении в онтогенезе на основе сформулироваиного им биогенетического закона Лишь впоследствии, а более всего в последнюю Vi минувшего века, гетерохрониям стали уделять повышенное внимание, рассматривая их как основную первопричину, обеспечивающую возникновение морф ологачес кон изменчивости и, соответственно, проиесс филогенеза (Gould, 1992; Мауг, ]99J; Gilbert et al., ]996), Сама гетерохрония определяется как ъфилетическое изменение в начале иди в процессе развития признака, так что появление или скорость развития этого признака в онтогенезе потомка либо ускоряется, либо замедляется относительно к появлению чы скорости развития того же самого признака в онтогенезе предка» (Gould, 1977).

В понятии гетерохронии прежде всего должно быть прояснено о каком времени идет речь. Сам Гулд отмечает, что он исходит из филетического (т.е. исторического) времени. Ясно, что как палеонтолог он исходит из ископаемых остатков н соответственно оперирует историческим временем. Действительно, когда палеонтологи сравнивают

ископаемые остатки, они составляют ряды (достаточно полные, если повезет) и видят эволюционировавшие признаки в дефинитивном состоянии уже разделенным». Вопрос в том, возникают ли различия сразу, скачкообразно, превращаясь в процессе одного онтогенеза в признак с таксономическим рангом? Это, вероятно, можно было бы выяснить только на родственных современных видах, прослеживая и сравнивая их ранний онтогенез, Такого рода работу мы провели на ряде лососевых видов рыб, отличавшихся видовым или родовым таксономическим статусом. Результаты, изложенные в этой главе, показывают, что у лососевых в пределах, видимо, даже подсемейства не выявляются какие-либо различия по морфологическим признакам. Что касается гетерохроний, которые, по мнению современных теоретиков эволюционизма, могли бы дать материал для развития новых морфологических огличий, то они оказываются чрезвычайно редкими в онтогенезе; но даже в тех случаях, когда они были выявлены, они не привели к предсказываемому теорией результату, т.е. к изменениям в морфологии признаков, начало закладки которых у родственных видов сдвинуто во времени.

ГЛАВА 5. Исследование временны* к пространегьенных аспектов процесса сомитогенеза

Самитогенез как уникальный по точности контроля времени биологический процесс. Сомцтогенез представляет собой удивительное явление в эмбриогенезе позвоночных. Его можно рассматривать как удобную для исследований модель акта морфогенеза довольно простой структуры, повторяющегося в онтогенезе многократно. Исследование его особенностей, в нерву» очередь пространственно-временных, возможно поможет проникнуть в механизмы морфогенеза более сложных структур и органов. Благодаря ритмичности большей части сомитогснеза можно легко определить цикл этого ритма или время образования одной нары сомитов т, но формуле (I).

Поскольку значение тч по методике определяется путем расчета усредненных чисел сомитов, сосчитанных обычно у 6-10 индивидуальных зародышей в каждой точке, то возникает вопрос, с каким уровнем точности можно определить данное время? В диссертации представлены данные по измерению интервала т5 в двух-трех параллельных сериях инкубации икры рыб одаого вида, развивавшихся в совершенно идентичных условиях, причем кладки, заложенные в инкубатор, были получены как от рыб разных популяций, разделенных расстоянием свыше 1000 км, так и просто от разных рыб одной популяции. В этих опытах разница в оценке значения междусомитного интервала т5 варьировала в пределах всею 1%, а в некоторых случаях даже в пределах 0,1% (см. табл. 1), что в расчете на период ЮООмин соответствует ошибке в ! мин.

Если нет сомнения в том, что период сомитогенеза находится под управлением часового механизма, причем контролирующего время с исключительной точностью, то возникает вопрос: находится ли развитие зародышей иод контролем этого же механизма в другие периоды эмбриогенеза?

Есть определенные основания считать, что функционирование фактора биологических часов не ограничивается только сомнтогенезом. Просто в развитии эгого периода мы можем наиболее четко регистрировать проявление временного фактора благодаря ритмичности, которая является результатом образования большого количества однотипных структур, морфогенез каждой из которых укладывается в одинаковый интервал времени.

Таблица 1

Определение интервала (по формуле (1 ))нри развитии икры двух популяций атлантического лосося при разных температурах

Температура, "С Популяция Среднее число сомитов в выборке и у индивидуальных (в скобках) зародышей Время между наблюдениями, час Значение Ts, мин Отклонение отабс. значения, %

1>2

0,4 Kai а 56,8±0,18 (56,57,57,57,57) 12,8±0,15 (12,13, 13, 13, 13, 13) 840 1146

Нева 53,8±0,17 (58, 59, 59,59, 59,59, 59,59, 59) 16,0±0,0 (16,16, 16,16, 16,16,161 818 N47 0,01

2,6 Кола 56,9+0,18 (57,57,57,57, 56,57, 57,57) 8,7±0,20 (9, 8,8,9,9.9,9,9) 580 722

Нева 56,6+0,39 (57, 56.57,57,57) 8,7+0,19 (9, 8,8,9,9,9,9,9) 581 720 0,03

Размер сомитов и сегментов вдоль передне~задней оси на разных стадиях эмбриогенеза. Кроме временных особенностей процесса сомнтогенеза, автор исследовал в данной работе пространственные аспекты этого процесса, проведя на разных стадиях развития измерения отдельных сомитов и сегментов, а также в целом сегментированной и несегментированной частей тела зародыша. Особый интерес представлял размер вновь образуемых сомитов, т.е. как раз сразу после выделения их из пресомитной мезодермы. Эти сомиты являются на каждой стадии самыми каудальными. Оказалось, что не только время вычленения каждого нового сомита оказалось постоянной величиной, но и размер этих сомитов вдоль оси в момент выделения их из ПСМ тоже величина постоянная, причем является таковой на протяжении всего сомнтогенеза, У зародышей лососевых рыб осевая длина нарождающихся сом!гтов равна 50 и, хотя у разных позвоночных этот размер, конечно, не одинаков.

Естественно, что ПЗ длина сомитов, которые были сформированы первыми, по мере развития постепенно увеличивается. В работе [[оказана динамика оссвон длины для передних и задних, а также для средних сомитов и сегментов на уровне ануса, причем не только для стадии сомитогенеза, но также и для более поздних стадий вплоть до вылуплеипя зародышей. Оказалось, что осевая длина каудальных сомитов остается неизменной после окончания сомитогенеза еще в течение периода развития, который соответствует относительной продолжительности 20-25 т„. Позднее она постепенно увеличивается, достигая к стадии вылунлення размера около 200 ртп . Примечательно, что к этой стадии длина каудзльных сегментов превышает таковую передних и средних, несмотря на то, что они после сомитогенеза также продолжают расти.

Итак, образование почти всех сомитов вдоль ПЗ оси тела происходит строго равномерно, а размер вновь образуемых сомитов вдоль этой же оси оказывается одинаковым от начала до конца сомитогенеза, Чго же в таком случае является первичным фактором для подачи сигнала на выделение нового сомита из состава ПСМ?

Сравнение скорости сомитогенеза у нормальных и двойных зародышей. Иногда в образцах инкубируемой икры, которые мьг брали из инкубатора для анализа стадий, среди огромного числа нормальных зародышей обнаруживались икринки, в которых на одном желточном мешке развивались по два зародыша. Их называют «гвинами» или зародышами-двойниками. Если такие двойники встречались во время сомитогенеза, то обычно мы не упускали возможность подсчитать число сомитов как у обоих двойников, так и у нормальных зародышей из этой же пробы. Оказалось, что если оба двойника (в диссертаиии приводятся рисунки некоторых из них) развиваются нормально, то они имеют одинаковое число сомитов, причем такое же, как и у нормальных зародышей из этой же кладки. Кроме того, у двойников линейные размеры как всего зародыша, так и отдельных его частей оказываются меньше, чем соответствующие параметры у нормальных зародышей. Это же касается и осевой длины (размера вдоль ПЗ оси) сомитов у тех и других зародышей. Отсюда следует, что сигнал для образования нового сомита связан скорее не с количеством материала (клеток) и не с его линейным размером, а с интервалом времени. Последний оказывается одинаковым как у нормальных зародышей, так и у двойников, хотя ПЗ размер, т.е. расстояние между передней и задней границами сомита, у двойников меньше.

Линейная скорость воты сомитогенеза а других биологических процессов. Зная время, затрачиваемое на образование одного сомита и размер его вдоль ПЗ оси тела, мы можем рассчитать среднюю линейную скорость продвижения границы сомитогенеза. Этот расчет исходит из допущения, что процесс сомитогенеза распространяется в ПЗ направлении как некая ваша активации (Cooke, Zecman, 1976), хотя ряд доводов сохраняется в пользу дискретного распространения этою процесса, когда определенная ipytina клеток по одному сигналу разом преобразуется в сомит. Поэтому данные по скорости сомитогенеза у разных видов, следует рассматривать с учетом этих условий. Сравнение ритма сомитогенеза у близкородственных видов лососевых рыб, которое проводилось в работе, доказывает, что ритм сомитогенеза при одной и тон же температуре но является одинаковым, а обнаруживает вндосиепнфичноеть. Поскольку ритм сомитогенеза сам определяется работой эндогенных часов, то следует сделать вывод, что скорость хода этих часов у зародышей каждого вида является видос пецифи чной.

Каким же другим биологическим процессам может соответствовать скорость coMirroi-енеза? По данным о скоростях некоторых из этих биологических процессов, собранных но литературным источникам, с учетом сопоставимых температурных условий, наиболее соответствующей сомитогенезу является скорость миграции индивидуальных клеток. Хотя при сомитогенезе никаких существенных перемещений клеток в ПСМ не наблюдается (Stern et al., 1У88; Palmeirim et ai., 1997), возможно, что механизмы, управляющие этими двумя процессами, окажутся сходными. Как известно, сборка филаментов актина ифает решающую роль в перемещениях эукариотных клеток (Mitchison, Сгашег, 1996; Schäfer et al., 1998). Не участвует ли этот же механизм в продвижении волны сомитогенеза?

ГЛАВА 6. Значение фактора времени в регуляции эмбрионального развития

Контроль времени зародышей па стадиях, предшествующих сомитогенезу. Наличие ритмических процессов в живых системах можно определенно рассматривать как проявление контроля времени или «биологических» часов за осуществлением протекающих в них процессов (Гудвин,1979), Ритм сомитогенеза, рассмотренный в предыдущих разделах, является яркой демонстрацией наличия временного контроля над осуществлением данного процесса эмбриогенеза. Является ли сомитогенез единственным процессом в зародышевом развитии, в котором проявляется механизм временного контроля? Оказалось, что в зародышах осуществляется контроль за временем и в другие периоды эмбриогенеза, что доказывается как существованием ритмичности ряда процессов, так и специальными экспериментами, выявляющими контроль временного фактора не только в целом зародыше, но и в сто отдельных клетках.

1. Известно, что ранний период дробления характеризуется серией, до 10*12 циклов, синхронных делений клеток примерно одинаковой продолжительности, т.е. тоже проявляет себя как ритмичный процесс. Сравнение времени циклов этих двух ритмических процессов эмбрионального развития - то (дробление) к т5 (сомитогенез) -обнаружили, что при одинаковых условиях они соотносятся у некоторых рыб как 1:1 (Городилов, 1990; Gorodilov, 1992), у других рыб (Kimmcl et al, 1995) и амфибий (Городилов, 1990) как 1:2. Эти совпадения вряд ли случайны. Скорее они указывают на родство происхождения ритмов дробления и сомитогенсза, хотя сами эти процессы чрезвычайно различны: в одном случае это деления клеток, в другом - морфогенез многоклеточных структур,

2. В обзорах, посвященных анализу роди фактора времени в эмбриогенезе (Городилов, 1990; Gorodilov, 1992), приводится довольно много экспериментальных данных разных авторов, доказывающих наличие временного контроля в периоды развития между дроблением и сомитогенезом.

3. Высокая синхронность вступления зародышей в сомитогенез, которая, кстати, сохраняется на том же уровне и к концу этого подпериода (табл.1), является дополнительным подтверждением контроля времени развития в период, предшествующий сомитогенезу.

Значение механизма отсчета времени а регуляции эмбриогенеза позвоночных. Приведенные в работе факты и наблюдения, касающиеся выявления ритмических процессов в разные периоды эмбриогенеза, а также данные, демонс1рнрующие контроль времени клетками зародышей в различных экспериментальных условиях, определенно указывают на наличие в зародышах механизма, ведущего отсчет времени, вероятно, от момента оплодотворения и, возможно, до конца эмбриогенеза. Этот механизм осуществляет временною

ГУ

регламентацию процессов развития, благодаря которой каждая стадия протекает в строгих временных рамках, а все расписание подчиняется жестко фиксированному временнбму расписанию.

В пользу особой важности временного фактора указывают также данные о чрезвычайно высокой точности (видимо, не имсюшей аналогов в биологических системах) хода биологических часов в эмбриогенезе. В работе представлены данные, иллюстрирующие сказанное. Они относятся к периоду сомнтогснеза, когда стадии можно определять с наибольшей точностью. Строгий контроль за временем развития проявляется не только в том, что индивидуальные зароды »¡и вступают в сомитотенез очень синхронно, но и в том, что в конце сомитогенеза они сохраняют степень синхронности на том же уровне, что и в начале наблюдений этого иоднериода, хотя у лососей наблюдаемый сомитогенез продолжался более чем месяц (ем.табл.1). Причем относительные отклонения показателя т( в 2-х повторах, определявшихся при совершенно идентичных условиях, обычно не превышали 1%, а в некоторых случаях даже 0,1% (табл.3). Учш-ывая, что такие результаты получены на статистическом материале, можно представить, что в пределах индивидуального зародыша эти часы работают с еще более высокой точностью. Можно считать, что бес прецедентная по точности работз эндогенных часов в эмбрионе обусловлена той необычайно важной ролью временного фактора, которую он осуществляет в обеспечении контроля над процессом развития.

Является ли периодичность основным способом функционирования разного уровня систем зародышей? В обзорах (Городнлов, 1990; Gorodilov, 1992) автором предложена схема, в соответствии с которой часовой механизм может участвовать в осуществлении развития зародыша. Основные положения этой схемы состоят в следующем.

1. Предполагается, что часовой механизм контроля времени периодически (через интервал г) генерирует некие сигналы, которые воспринимаются всеми клетками зародыша и являются своего рода трип'ерами, регулирующими экспрессию генов и кластеров генов, включение/выключение программ и подпрограмм дн фферен ци ровок и морфогенезов в соответствии с порядковым номером сигнала в разных типах клеток и в разных участках зародыша.

2. По одному сигналу может происходить запуск и прекращение процессов в самых разных частях зародышевого организма и на самых разных уровнях его организации, от молекулярного до морфогенетичсского, причем продолжительность любого процесса или его отдельных этапов должна укладываться в 1 или в большее число одинаковых интервалов т, ко всегда кратное Очевидно, что наличие общего сигнала для запуска или остановки сразу многих процессов означает, что сами процессы могут совершаться в значительной мере независимо друг от друга.

3. Значение системы точных временных сигналов состоит в обеспечении координации и согласования между собой многих процессов эмбриогенеза, играя, таким образом, в зародышевом периоде развития роль интегрирующего фактора.

4. Каждая новая осцилляция эндогенного часового механизма означает сигнал ка переход к следующей стадии развития всем тем клеткам, которые должны принимать в ней активное участие. В случае помех, если какой-либо процесс пли структура не успевают завершить данную стадию, последствия этой задержки могут проявиться в тех или иных нарушениях. Однако ей ¡нал на переход к следующей стадии развития будет произведен и, соответственно, воспринят всеми клетками, и, если последствия не будут иметь фатального влияния на данную структуру или на организм в целом, развитие может продолжаться нормально (см,ниже).

Очевидно, что данная схема отдаст часовому механизму роль основного фактора, регулирующего не только отдельные процессы, но ход эмбриогенеза в целом. Другое важное назначение этого механизма состоит в осуществлении интеграции всех частей Организма в эмбриогенезе, когда он находится в фазе становления ив нем происходят сложнейшие и чрезвычайно динамичные процессы развития в условиях еще неразвитой нервной смолены.

Основным следствием изложенной концепции является признание цикличности в осуществлении всех процессов, происходящих в зародыше на любом уровне организации, начиная от молекулярного. Поэтому не удивительно, что такая цикличность была недавно открыта у ряда генов. Правда, авторы работ, в которых описываются периодические экспрессии генов, связывают активность этих генов с процессом сомитогенеза, предполагая, что сам процесс морфогенеза сомитов и предшествующая ему циклическая активность генов подчиняются специальным сегыснтационным часа» (Palme!rim et al., 1997; Hirsinger et al., 2000; Pourquie, 2000), Очевидно, что если удастся доказать, что не только сегментацийнные гены, но также и многие другие гены, которые не участвуют в еомитогенезе, и включаются в работу в другие периоды или в других органах, функционируют способом циклических активаций, тогда можно будет говорить о реальности постулируемого механизма. Такие данные по циклической экспрессии генов, которые трудно объяснить только тем, что они связаны с сом1ггогенезом, уже стали появляться.

В недавней работе (Zakany el al., 2001), в которой прослеживали экспрессию генов Hoxdl и Haxd3, тоже были выявлены домены экспрессии этих генов, появлявшейся сначала во 2-м нресомите от передней границы ПСМ, затем в ирссомите S0, который находится в процессе преобразования в сомит. Естественно сделать вывод, что эти гены участвуют непосредственно в подготовке к образованию соответствующих сомитов. Однако мутантная инактивация этих генов, как и всего комплекса HoxD в целом, не влияла на ход нормального сомитогенеза, хотя позднее в позвонках, производных от этих сомитов, наблюдались нарушения. Получается, что ген проявляет себя непосредственно в процессе образования данного сомита, но его инактивация не сказывается на этом процессе и выявляется гораздо позднее - у производных этого сомита. Интересно, что периодические экспрессии гена Hoxdl, возникающие еще в пресомнтной мезодерме, продолжали наблюдаться неоднократно в уже сформированных сомитах, так же как и у других генов из группы HoxD, но только с того уровня, на котором они впервые себя обнаружили. Таким образом, как только гены комплекса Нох становились «открытыми» и транскрнпиионно доступными, они уже не прекращали периодических вспышек активности.

С другой стороны, мутация гена Рлго.ш, который кодирует транскрипционный фактор bHLH, экс премирующийся в нараосевой мезодерме, приводит к развитию эмбрионов, у которых не образуются сами сомиты в виде эпителиальных сфер. Однако оолсс иозднис производные этих сомитов (скелетные мышцы, позвонки, ребра) возникают, хотя и с большим количеством мелких нарушений (Burgess ct al,, 19*)б), Следовательно, в развитии может выпасть целый этап, даже такой важный как образование сомитов, в то же время производные сомитов возникают своим чередом. Подобные результаты получены с выключением других соми тоге иных факторов (Durbin et al., 2000). Все эти факты хорошо согласуются со схемой работы часового генератора по его контролю за процессами эмбриогенеза, изложенной выше, согласно которой многие процессы эмбриогенеза ведут себя достаточно независимо и при выпадении каких-то этапов способны продолжать развитие.

ЧАСТЬ П

АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ РАННЕГО ОНТОГЕНЕЗА ПОЗВОНОЧНЫХ В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ ИХ ПРОИСХОЖДЕНИЯ

ГЛАВА 7, Организатор Шнемана и его роль в построении головного и туловищного отделов зародышей позвоночных

Главное отличие позвоночных от всех остальных животных - наличие развитого головного мозга и скелета. Со времен Дарвина и до сих пор пытаются объяснить загадку происхождения позвоночных. Как группу, позвоночных выводили из аннелнд, немертнн, иглокожих. Открытие А.Ковалевским в 19-м веке, что у асцидий н бесчерепных развиваются хорда и ряд других признаков, родняших их с позвоночными, вывели именно эти группы на роль главных предшественников позвоночных. В настоящее время большинство зоологов, а также специалистов по экспериментальной эмбриологии VI молекулярной биологии, занимающиеся проблемами филогении, рассматривают в качестве родоначальника позвоночных группу бесчерепных хордовых животных, представителем которых из ныне живущих является ланцетник АтрЫохщ.

Палеонтологи давно предполагай и, что позвоночные произошли от предков ланцетника в Кембрийском периоде, начало которого отстоит от нашего времени примерно на 545 млн лет. Однако долгое время зта идея не получала подтверждений, так как не удавалось найти ископаемых промежуточных форм, по которым можно было бы проследить от начальных стадий развитие мозга и костного скелета. Только в последние 15-20 лет благодаря новым исследованиям в области молекулярной биологин и генетики, экспериментальной эмбриологии, палеонтологи появилась надежда преодолеть, наконец, кризис в этом вопросе.

Если говорить о фундаментальных открытиях, имеющих отношение к эмбриогенезу позвоночных, то крупнейшим из них, видимо, до сих пор является обнаружение в зародышах структуры организатора. Суть открытия, а его сделали германские эмбриолот Шпеман и Мангольд (1924), состоит в том, что в яйце имеется кусочек ткани, который отвечает за установление общего плана строения тела позвоночного животного, прежде всего за формирование осевых структур и установление билатеральной симметрии. Он проявляет себя как морфологическая структура впервые в начале гаструляцни, в том месте, где возникает бластонор, локализуясь в дорсальной губе бластопора. Оказалось, что если отрезать дорсальную губу бластопора зародыша тритона и пересадить се на брюшную сторону другого зародыша на той же самой стадии, то на месте трансплантата формируется второй комплекс осевых органов, включая структуры головы; иначе говоря, на месте трансплантата в яйце образуется второй зародыш. Еще сам Шпеман показал, что кусочек дорсальной губы, взятый со стадии ранней гаструлы, индуцировал передние нейральные структуры, тогда как тот же самый кусочек, взятый со стадии поздней гаструлы, приводил к образованию туловищных структур. Поэтому Шпеман стал различать соответственно «головной» и «туловищный» организаторы. Все эти индукционные влияния происходят на фоне морфогенетических перемещений клеток, которые к настоящему времени описаны благодаря новым генетическим методам маркирования клеток и тканей. Вначале из дорсальной губы в архентерон инволюируют клетки головного организатора, а следом и туловищного. Производным туловищного организатора в архентероне, является зачаток хордомезодермы. Что касается головного организатора, то он занимает место перед хордомезодермой, входя в состав субстанции, которая была описана еще до открытия Шпеманом организатора и названа

ирехордальней пластинкой или црехордальной мезодермой (ПХМ). Именно в составе последней оказываются клетки головного организатора.

Таблица 2

Сравнительный список новых морфолошчеекпх признаков высшего ранга, приобретенных низшими хордовыми и позвоночными в процессе эволюции. {+) и (-) показывают соответственно наличие или отсутствие признака

Признаки Кншшс хордовые По 1во ночные

Хорда + +

Дорсальная пейральпая пластинка + +

Организатор Шпемана (голоьной отдел! - +

Прехордальная мезодерма - +

Нейральпый гребень - +

Эктодермальмые иейральпые плакоды - +

Головной мозг с подотделами - +

Черепная коробка ■ +

Висцеральный черен - +

Гипофиз - +

Органы чувств Одинарные Двойные

Итак, в чем состоят главные особенности позвоночных по сравнению с более низко организованными животными? С позиций эволюционной морфологии наиболее значительной особенностью позвоночных является мощное развитие головы л головного мозга. Гане и Норткат (Gans, Northcutt. 1483) определили этот процесс как эволюцию «новой головы». Они утверждают, что голова позвоночных является новообразованием, не имевшим предшественников, и большинство структур головы являются производными нервного 1ребня. Действительно, почти все новоприобрс тения позвоночных связаны с развитием структур, которые лежат впереди от начала хорды (табл.2).

Современные экспериментальные исследования, посвященные развитию головы позвоночных или цефализашш, показали, что в онтогенезе головы главную роль играют две структуры; нервный гребень и эпидермальные ила коды. Нервный 1ребень является популяцией мезенхимных клеток, производных эктодермы, возникающих на стыке между нейральноп и эпидермальной эктодермами. Оказалось, что все элементы краниальных нервов с сенсорными ганглиями, все элементы лрехордального черепа и вненерального скелета, кожный покров, многие мышцы, соединительно-тканные связки происходят из клеток ней рапы юге гребня. Практически все структуры, что развиваются в голове, являются новыми образованиями, а не модификациями предшествующих структур.

Авторы концепции повой еолокы и многие другие специалисты по эволюции считают, что причину возникновения новых признаков, особенно крупного ранга, следует искать в особенностях эмбриогенеза. Что касается позвоночных, то у зародышей этой группы выявлена структура, которая отсутствует у других животных. Этой структурой является организатор Шпемана, который, как уже сказано, имеет

гетерогенную природу и состоит из двух частей, отвечающих за формирование соответственно туловища и головы. Ест туловищный организатор имеет гомолог в виде хордомеюдермы у низших хордовых, то организатор головы как специальная субстанция присущ только позвоночным. Очевиден вопрос: если объяснить происхождение организатора головы в составе яйца позвоночного, как некой структуры, отвечающей за онтогенетическое развитие головы, то не поможет ли это нам понять, как возникла голова в процессе филогенеза?

ГЛАВА 8. Организатор Шпемэна и происхождение гипофиза

Имеются доказательства, чтопрехордальная мезодерма (ПХМ), являясь производной дорсальной губы бластопора у амфибий или ее соответствующих аналогов у других позвоночных, сохраняет свои способности как организатора (Foley et al„ 1997; Knoetgen et al,, 1999). Оказавшись в результате движений гаструляции в прехордапьном положении, эта структура участвует в формировании не только головного, но и туловищного отделов, по-видимому, обеспечивая генерацию сигналов, распространяющихся как каудально, так и рострально.

Какова последующая судьба данной субстаншш после -того как основные структуры тепа зародышей позвоночных оказываются сформированными? Рассмотрение анатомических, гистологических, сравнительно-эмбриологических материалов позволяет установить наличие тесной связи между ПХМ и формирующимся гипофизом. Нужно принять во внимание также ту исключительно важную роль, которую играют обе эти структуры в соответствующие периоды онтогенеза.

Каноническая схема онтогенетического разлития гипофиза. По общепринятой схеме гипофиз возникает из двух эктодермальных зачатков, один из которых становится источником нейральной части или нейрогипофиза, а второй превращается в железистую часть или аденогнпофнз. Происхождение этих зачатков в эмбриогенезе и морфология их развития впервые бьши рассмотрены Ратке (Rathkc,18J8), а затем Швиндом (Schwind, 1928). Схема развития гипофиза, которую они представили, в общих чертах сохранилась до настоящего времени. По этой схеме одна из этих закладок возникает из клеток эктодермы стомодеума (первичной ротовой полости) в виде выроста, и растет в направлении дна диэнцефалона. Этот вырост впервые был описан Ратке и позднее получил название кармана Ратке. Это карман о- или пальцевидное выпячивание располагается как раз по медиальной оси зародыша и растет в направлении дна диэнцефалона, в то время как со стороны последнего образуется и растет навстречу выпячивание в виде воронки (infundibulum) - зачаток будущего нейрогипофиза. Далее между нейратьной и оральной эктодермами совершаются обоюдные индукционные влияния в районе их контакта. В результате взаимодействии вентральная стенка кармана Ратке преобразуется в переднюю долю гипофиза, а дорсальная в промежуточную (среднюю) часть. Воронкообразный вырост мозга превращается в так называемую нейральную или заднюю часть гипофиза.

Новая схема онтогенетического развития гшгофига. Вопрос о том, все ли основные партнеры, участвующие в процессе морфогенеза гипофиза, учтены в выше представленной схеме, в литературе не обсуждался, В то же время естественно возникает ряд вопросов. Почему часть эктодермы будущего пищеварительного тракта преобразуется в комплекс гормональных клеток эндокринной железы, которая играет едва ли не решающую роль в регуляции всего последующего эмбрионального и постэмбрионального онтогенеза? Происходит ли это изменение судьбы клеток эктодермы Ратке под влиянием гипоталамуса иди имеются еще участники этого процесса? Представленный ранее анализ (Gorodilov.JOOO; Городи лов ,2001 а) позволил

прийти к выводу, что в процессе морфогенеза гипофиза участвует, по крайней мере, еще один партнер, а именно организатор в составе ПХМ, причем, по-видимому, он играет решающую роль.

Анализ имеющихся в литературе данных обнаруживает, что в зоне формирования гипофиза, кроме выростов эктодермы в виде кармана Рагке и нейроэктодермы в виде воронки, можно наблюдать еще два выроста из энтодермы кншки, названных карманами Сесселя (Денис ьевский, Божок, 1973). Причем направления роста всех этих 4-х выпячиваний скрещиваются как раз в зоне, где находится ПХМ. Мы полагаем, что образование этих выростов, растущих почти одновременно с разных сторон и из разных тканей и направленных в одну зону, где находится ПХМ, можно объяснить только активным влиянием, исходящим из этой зоны и привлекающим к ней клетки из окружающих пластов тканей. Эп> предположение подтверждается тем фактом, что два из четырех этих выростов, а именно оба кармана Сесселя, видимо, не имеют никакой функции и через некоторое время исчезают.

Как уже говорилось, ПХМ, являясь преемницей организатора Шисмана в период нейруляции, сохраняет способности организатора. Ко времени начала сомитогснеза зародыш достигает размеров нескольких миллиметров, в то время как индукционные влияния способны распространяться примерно на 150 мк (Saxcn,196t). Следовательно, увеличение размеров тела приводит к тому, что организатор в составе ПХМ уже не способен руководить процессами морфогенеза с помощью только указанных типов взаимодействий. Становятся необходимыми новые средства связи между клетками организатора в составе ПХМ и «.тетками и органами-мишенями. Возникает потребность в механизмах более дистанционного управления клетками разрастающегося зародыша. Таким новым механизмом становится перенос сигнальных веществ, к которым относятся и гормоны, но системам лимфатических и кровеносных сосудов. Кровеносная система как раз вступает в процесс развития и уже на стадиях сомитогенсза на1гинается активное кровообращение. Одновременно происходит процесс образования железистых клеток из клеток эктодермы. Это происходит как раз в зоне ПХМ, куда перемещаются эктодермальные клетки кармана Ратке, Ко времени, когда железистые клетки дифференцируются и начинают вырабатывать гормоны, главные сосуды кровеносной системы уже функционируют.

Итак, согласно новой схеме, в формировании гипофиза как целостного органа главную роль траст организатор, находящийся в ПХМ. Роль кармана Ратке сугубо вспомогательная и состоит в том, чтобы поставлять клетки из ближайшего источника эктодермы в зону ПХМ.

ГЛАВА 9. Организатор Шпсмана н происхождение позвоночных

Авторы концепции ноной головы (Gitns, North cutt, 1983) и многие другие специалисты по эволюции считают, чго причину возникновения новых признаков, особенно крупного ранга, следует искать в особенностях эмбриогенеза. Именно в эмбриогенезе могли произойти такие первичные события, которые послужили толчком к развитию позвоночных как отдельной группы. Обратимся к той структуре, которая выявлена у позвоночных, но отсутствует у других животных. Этой структурой является организатор Шпсмана. Реконструкция этапов возникновения организатора Шпемаиа в филогенезе. С учетом исключительно важной ролн организатора Шиемана для онтогенеза позвоночных естественно возникает вопрос о происхождении этой структуры. При этом целесообразно исходить из двухкомпонентности организатора Шпемана, т.е. наличия в его составе по существу двух раздельных организаторов - туловищного и головного. Как уже говорилось, эти два организатора ведут себя достаточно самостоятельно.

Особенно это относится к туловищному организатору, который способен обеспечить нормальное развитие всех туловищных структур в тех случаях, когда мутаций, повреждающие головной организатор, вызывают полную делению головы. Поскольку туловищный организатор отвечает за развитие хордомезодермы, которая как новое образование возникает у хордовых раньше, чем новая голова, то можно предположить, что оба рассматриваемых организатора возникли самостоятельно и поэтапно на разных ступенях филогенетического развития.

Главными необходимыми условиями их возникновения в онтогенезе являются: а) инвагинация и б) образование мезодермы; при этом второе является следствием первого. Оба эти процесса являются обычными даже у многих беспозвоночных животных.

Образование мезодермы может происходить разными способами. Мезодерма у ланцетника, по мнению О.М.Ивановои-Казас (1995), возникла путем энтероцельного отделения части стенки первичной кишки. Выделившийся таким образом целый пласт ткани, выйдя в полость тела мог преобразоваться в пласт специализированных клеток, например, мышечных. Такие мышцы, располагаясь вдоль длинной оси тела, способны обеспечивать движение тела за счет ундулирующих изгибов тела. Впоследствии Центральные клетки этого мышечного пласта, находясь в зоне их наибольшего уплотнения, могли переродиться в жесткие вакуолизированные клетки, составившие зачаток хорды. В результате развития хорды возникает более совершенный двигательный аппарат, в котором хорда обеспечивает относительную жесткость, необходимую для более эффективной работы, опирающихся на нес мышц. Таким образом, у протохордовых мог возникнуть комплекс хордомезодермы. Поскольку здесь он также определяет развитие билатеральной оси и индуцирует развитие нервной системы, то фактически он играет ту же рать, какую играет вторая часть организатора Шпемана, которая формирует туловищный отдел тела позвоночных. Следовательно, туловищный организатор как новонриобретенис возник впервые у протохордовых и от них достался в наследство позвоночным. Можно считать, что из двух частей гетерогенного организатора Шпемана только та часть, которая отвечает за индукцию головного отдела, является истинно новым приобретением позвоночных. Образование UXM в онтогенезе у бесчерепных хордовых как причина фиюгенетнческого происхождения головы позвоночных. Возникновение головы позвоночных с ее мощно развитым мозгом обеспечило беспрецедентный прогресс этой группе животных, позволив ей завоевать господствующее положение во всех средах обитания Земли. В то же время ее возникновение остается в ранге самой крупной и неразрешимой загадки эволюции. Кажется, что результаты исследований последних лет делают ее еще загадочней.

Все больше накапливается материалов в пользу того, что голова позвоночных и сама эта труппа возникли в результате некоего сальтатцсонного (краткосрочного) события. По крайней мере, три группы фактов можно указать для обоснования этого утверждения;

1) Отсутствие промежуточных ископаемых и современных форм животных между бесчерепными и позвоночными. 2) По данным палеонтологических раскопок последних лет, позвоночные возникли в Кембрийском периоде чрезвычайно стремительно в пределах короткого интервала 10-20 млн лет (Valentine et at., 1996; Conway Morris, 2000). 3) Существование у позвоночных генов (Lfm/, Oix2), инактивация которых приводит к полной делеции головы при сохранении в нормальном состоянии всей туловищно-хвоетовой части тела (Shawlot, Behringer, 1995; Acampora el al., 1995), тоже говорит о том, что толчком к развитию головы могло послужить какое-то достаточно простое и, видимо, одноактное событие, но обеспечившее условия для последующего эволюционирования.

Далее в работе приводится аргументация в пользу того, что приобретение симметричного и жестко дегерминировэнного плана строения тела резко ограничило возможности эволюционирования в пределах хордальпой части тела предков ланиегнкка за счет создания новых органов пли структур. Наиболее перспективными остаются решения, которые могут быть связаны с возникновением новых органов позади или впереди хорды, в створе основной оси билатеральной симметрии, В плане возникновения новых частей тела в каудальном направлении возможности создания принципиально новых органов ограничены Они могут свестись только к наращиванию новых сспиентов и увеличению общей длины хвоста. Друюе дело, если какой-то зачаток появится с ростральной стороны. Именно возникновение новою органа с этой стороны создало условия для безфаничйоге эволюционирования.

Первоначальным толчком дня этого могло послужить следующее событие. Группа мезодермальных клеток, возникших из первичной кишки, могла занять новое положение перед хордомезодермой в процессе гаструляции, когда происходит процесс инвагинации. В процессе становления еще самой группы низших хордовых такое событие могло происходить довольно часто и, может' быть даже, в массовом порядке. На зародышевых стадиях нооообразуемая прехордальная структура окружена эктодермой н оболочкой яйца и находится под их защитой. Прежде чем зародыш выйдет из оболочки новая мезодерма, оказавшаяся в зоне перед хордой, способна индуцировать образование защитного слоя из эпидермиса вокруг себя и, таким образом, сформировать первичный прехордальпый отдел. Его особенностью является то, что клетки нового отдела оказываются в зоне, где контроль со стороны организма оказывается ослабленным, поскольку клетки этого отдела не принадлежа г ни к одному из сегментов, на которое разделено все тело ланцетника.

Эта новая (нрехордальная) мезодерма, не являясь детерминированной и находясь вне пределов хорды, оказалась способной к довольно свободному размножению и росту. Известно, что мезодерма является мощным индуктором. Поэтому новая ПХМ могла стимулировать разрастание вперед нервной трубки и покровного эпидермиса (Knotigen el al.,1999), образующих здесь зачаток ирехордального мозга. Разрастанию прехордачьного мозга могло также способствовать отсутствие сегментированностн в этой части (Gans, Noriiicuic, 19S3; Kur ata ni cl ai.,1999; Kimme I ei al,, 200J). Условия, которые благоприятствовали довольно неограниченному росту, вели к разрастанию массы этого мозга. Создавалось наличие избытка нейральных клеток в переднем отделе, которые могли быть использованы для усиленного развития органов чувств н для увеличения числа нейронных связей между разными частями тела. Последнее, в свою очередь, способствовало развитию более сложного поведения животных в окружающей среде н за счет более тонкой регуляции поведен месит* реакций обеспечивало преимущества в борьбе за существование.

Рост массы нейроэктодермы увеличивает и дальше степень интегрированности составных частей тела, а также способствует общему росту размеров животных, В сущности, это создает такие мошпые выгоды, что естественный отбор в сторону увеличения размеров тела оказывается постоянно действующим вектором изменчивости в этом направлении. Это разрастание мозговой ткани вперед в прехордальнои зоне нроисходит до тех пор, пока нсГфоэктодерма находится в зоне влияния новой (прехордальной) мезодермы. Влияния, которые осуществляются путем индукции за счет механизма диффузии, распространяются на ограниченные расстояния, и по мере увеличения расстоянии дальнейшее разрастание мозговой массы может затормозиться, поскольку ПХМ не будет в состоянии оказывать на нее индуцирующие воздействия из-за удаленности переднего фронта роста неиральной ткани. Масса мозга может еще увеличиваться за счет образования гканевых складок, но возможности индукционных воздействий становятся исчерпанными. Поддерживаемая естественным отбором тенденция к увеличению размеров мозга заставляет искать новые средства связи между

клетками организатора, в роли которого теперь выступают клетки ПХМ, и клетками, которые нуждаются в ее - мезодермы - индуцирующих и регулирующие влияниях. Возникает потребность в механизмах более дистанционного влияния на клетки-мишени разрастающегося мозга и, видимо, не только мозга, но и других частей зародыша, поскольку выросший мозг может обеспечивать более крупные размеры животных. Таким новым механизмом становится неренос сигнальных веществ, к которым относятся и гормоны, по системам лимфатических и кровеносных сосудов. С определенного момента ПХМ замещается гипофизом, клетки которого начинают вырабатывать комплекс гормонов.

Образование гипофиза, обеспечившего новую систему контроля за развитием и ростом, поддерживает тенденцию не только дальнейшего роста переднего мозга, ко также и увеличения размеров тела. Последнее является несомненным фактом, поскольку рост размеров тела прослеживается по ископаемым остаткам. Рост размеров позвоночных был настолько бурным, что это привело к возникновению наземных позвоночных гигантских размеров. По-видимому, в эру мезозоя это направление исчерпало себя, перехлестнув границы целесообразности, что, возможно, стало одной из причин туииковости этого направления,

В других ветвях развития позвоночных рост мозговой массы также происходил, но направления эволюции здесь в большей мере были связаны с усложнением поведения животных. Эти ветви привели к развитию птиц и млекопитающих.

ВЫВОДЫ

1. Для того, чтобы исследовать механизмы ¡грееращения изменений индивидуального развития в филогенетические дивергенции, необходимо стандартизировать описания раннего онтогенеза животных с разной степенью таксономической обособленности на основе использования для стадирования сравниваемых онтогенезе в системы однотипных градаций и критериев и единого масштаба времени.

2. В результате предварительных исследовании, проведенных на костистых рыбах, была разработана новая система классификации эмбрионально-личиночного периода онтогенеза, а также, в целях унификации эмбрионального времени, обосновано измерение продолжительности развития разных позвоночных в относительной размерности, используя в качестве единицы последней время образования одной пары сомитов, обозначаемое здесь как интервал (тау-сомит).

3. Введение новой относительной единицы для измерения эмбрионального времени основывается на установленной в данной работе закономерности, согласно которой подавляющая часть пар сомитов формируется последовательно друг за другом через один и тот же интервал Ts, т.е. процесс первичной сегментации тела является строго ритмичным,

4. Равные или кратные соотношения между единичными актами двух ритмических процессов - циклов делений дробления (т0) и сом ито гене за (т,), а также ряд других фактов, позволили выдвинуть новое представление о способе регуляции эмбриогенеза, согласно которому развитие зародышей находится под общим контролем механизма, генерирующего периодические сигнальные осцилляции. Благодаря последним клетки зародыша способны учитывать внутри зародышевое (эндогенное) время и производить периодическое согласование, а также включен и е-выкл иетен «е всего многообразия разноуровневых процессов. Схема работы предложенного механизма предсказывает или объясняет: а) возможность выпадения некоторых стадий развития отдельных структур или признаков без существенных последствий для их дальнешиего развития; б)

периодичность включения/выключения процессов зародышевого развития разного уровня через интервалы равные или кратные Tv

5. Способ развития зародыша под контролем осциллирующего механизма обеспечивает интеграцию организма на том этапе его онтогенеза, когда еще не сформирован основной интегрирующий орган - нервная система,

6. Сравнительные эмбриологические исследования, проведенные почти на 15 видах, подвидах и экологических формах лососевых рыб из трех родов подсемейства Salmomnae, с учетом однотипною стаднрования и одинакового масштаба времени, обнаружили практически полную морфологическую идентичность процесса их раннего онтогенеза, что указывает на чрезвычайную консервативность этого процесса в пределах достаточно крупных таксономических единиц,

7. Тождественность развития проявилась также в соблюдении строгой последовательности и пропорций времени между сравниваемыми признаками у разных видов. Оказалось, что у видов даже в пределах целого подсемейства гетерохронии являются очень редким явлением, а в тех случаях, когда они были выявлены, они касались лишь второстепенных признаков (плавников, типов пигментации).

8. Наличие гетерохроний не гарантирует на их основе развития морфологических различий, как, например, это выяснилось при анализе судьбы гетерохроний в закладке непарных плавников у лососей из родов Salmo и Oncorhynehus.

9. Консерватизм в осуществлении онтогенетических программ на видовом п родовом уровнях, по-видимому, лежит в основе анатомо-морфологи чес кого консерватизма, характерного для взрослых организмов видов у Salmomnae; как известно, это подсемейство характеризуется отсутствием надежных морфологических критериев для таксономической идентификации. Отсутствие заметной морфологической изменчивости у видов лососевых может означать, что видообразование в этой группе рыб происходило путем развития комплексов зколого-географических адаптации, благодаря которым происходило существенное преобразование жизненного цикла.

10. Результаты нашей работы, согласно которым гетерохронии, оказываются очень редким явлением, и, видимо, не гнрают существенной роли в процессе видообразования, ставят вопрос о поисках других механизмов, благодаря которым индивидуальная изменчивость могла бы преобразовываться в таксономические признаки, включая макроэвмюцнонные признаки высшего ранга. Возможно, в будущих исследованиях следует больше внимания уделить гетеротониям, иод которыми имеются ввиду необычные сдвиги и перемещения мест закладок зародышевых зачатков.

П. С точки зрения гетсротопни как механизма, способного обеспечить

возникновение крупных таксономических признаков, было рассмотрено происхождение организатора Шпемана. Выполненный с этих позиций анализ происхождения организатора показывает, что две его части, отвечающие за формирование туловищного и головного отделов, могли возникнуть самостоятельно и на разных ступенях филогении за счет образования и соответствующего перемещения мезодермы в результате гаструляционных процессов: а) появление мезодермы туловищной части организатора в итоге энтероцельного выделения нелого пласта ткани из первичной кишки обеспечило развитие хордомезодермы, которая стала основой билатеральной симметрии и положила начало низшим хордовым; б) смещение части мезодермы у низших хордовых в прехордальную зону стало толчком для развития головного мозга позвоночных и эволюции всего этого подтипа,

12. Одним из итогов предложенной модели возникновения головного отдела позвоночных, как главного новообразования этой фугщы животных, является обоснование новой схемы происхождения гипофиза, согласно которой главная эндокринная железа позвоночных может рассматриваться как производное организатора Шпемана.

Список основных pa бог, опубликованных но теме диссертации

1. Городилов Ю.Н., Лнльп И Г. Продолжительность клеточных циклов и фа! митоза в в период дробления у Salmo salar L П Онтогенез. 1978. Т.9. №4. С. 363-375.

2. Городило» Ю.Н., Свимонишшли Т.Н. Диапазон устойчивости к температуре у зародышей атлантического лосося при инкубации в аппаратах с замкнутой циркуляцией воды /У Сб. науч .трудов ГосНИОРХ. 1979, Выи Л 43, С.103-121.

3. Городилов Ю.Н. Равномерный темп метамеризации осевого отдела у зародышей костистых рыб при постоянной температуре // Докл.АН СССР, 1980. Т.251. № 2, С. 469-473.

4. Городилов Ю.Н., Свимонишвили Т.Н. Изменение морфологии ядер в клетках зародышей лосося на ранних стадиях развития // Тез. докл.VII Всесоюз. Сими, по структуре и функциям клеточного ядра. 1980, Харьков.

5. Городилов Ю.Н., Свимонишвили Т.Н. Определение возраста зародышей семги и горбуши в период вылушення // Матер. Семинара но проблеме «Ейод, ресурсы Белого моря и внутр. водоемов Европ. Севера», Петрозаводск. 1981. C.141-J43.

6. Городилов Ю.Н., Свимонишвили Т.Н. О критериях бластуляции у зародышей рыб /,' Тез.докд. VL Всесоюз. Эмбриол. Конф. Москва. 1981,

7. Зелинский Ю.П., Свимонишвили Т.Н., Городилов Ю.Н, Карнотипы популяций семги (Salmo salar L.) рек Кереть и Печора У/ Сб. науч. трудов «Кариологическзя изменчивость, мутагенез и пшогенез у рыб». Л. 1980. С.10-15,

8. Городилов Ю.Н. Стадии эмбрионального развития атлантического лосося Salmo salar L. 1. Принципы стадирования Н Сб.научных трудов ГосНИОРХ, 1982, Вып. 190. С. 62-69.

9. Городилов Ю.Н. Стадии эмбрионального развития атлантического лосося Salmo salar L II. Описание и хронология // Сб. науч .трудов ГосНИОРХ, 1983, Вып.200. С. 107-126.

10. Городилов Ю.Н. Стадии эмбрионального развития атлантического лосося Salmo safar L Ш. Таблица определения возраста к стадий зародышей H Сб.науч.трудов ГосНИОРХ. 19836. Вып.203. С.8-12.

11. Городилов Ю.Н. Периодизация и хронология эмбрионально-личиночного развития некоторых ендов пресноводных рыб. 1. Щука обыкновенная Еи>х tucîas LJ! Сб.науч. трудов ГосНИОРХ. 1985. Выц.235. С.31-49.

12. Городилов Ю.Н. Методические материалы по определению возраста и стадий развития зародышей атлантического лосося. 1986. Изд-во ПИНРО. Мурманск, 72с.

13. Городилов Ю Н., Обухова Е.В., Саногова М.Н., Сертовская Т.В. Развитие пищеварительного тракта у зародышей и молоди кеты Ortcorhyrtchus keta Walbaum при температурах, обеспечивающих нормальный н акеелерированный рост//Сб.науч. трудов ГосНИОРХ. 1987, Вып,258, С, 122-138,

14. Городилов 10.Н, Сравнительный анализ динамики раннего онтогенеза лососей рода SalmoH Вонр.ихтиатогин. 1988. Т,28, Ха 2. С.230-241.

15. Лукина НА., Свимонишвили Т.Н., Городилов Ю.Н. Гаметогенез у кеты Oncorhynchus keta (Walbaum) в зародыше во-личин очный период и при Подращивании молоди в режимах разных постоянных температур //

Сб, науч. трудов ГосНИОРХ. 1988, Вьт.276. С. 80-93.

16. Городилов Ю.Н,, Горышина Е.Н., Свпмокишвили Т.Н. Регуляция относительной длительности эмбриогенеза у тихоокеанских лососей из рода Oiuorhyncltus i! Всесоюзное Совещание но лососевндным рыбам, Тольятти. 1988. С,72-74,

17. Городилов Ю.Н, Значение фактора времени в регуляции эмбрионального развития (на примере низших позвоночных) // Онтогенез. 1990. Т.21. № 3, С.319-330

18. Городилов Ю.Н. Периодизация и хронология развития окуня обыкновенного Percajluviatilis L И Онтогенез. 1991. Т.22. №3. С.282-290.

19. Городилов Ю.Н. Анализ математической зависимости скорости

эмбриогенеза от темпера гуры у низших позвоночных!! Журн. общ, бполопш. 1992. Т.53. № 1. С. 118-128. 20 GoKxiilov Y.N. Rhythmic processes in lower vertebrate embryogenesis and their nib tor developmental control // Zoot.ScL 1992. V,9. P.l 101-1111.

21. Городилов Ю.Н. Характеристика эмбрионально-личиночного развития Сахалииско! о тайменя И В сб.: «Систематика, биология и биотехника разведения лососевых рыб». Материалы V Всероссийского Совещания. СПб. 1994. С.42-44.

22. Gorotlilov Y.N. The relation between the temperature ami tlie duration of embryogenesis in vertebrates may be described by a logarithmic parabola of the second order //Anint.Biol. 1995. V. 4. P.145-151,

23. Gorodilov Y.N. Description of the early ontogeny of the Atlantic salmon, Salmo salar, with a novel system of interval (slue) identification П Env jr.Biol.Fish. 1996. V.47, P. 109-127.

24. Городилов Ю.Н. Сравнительное описание раннего онтогенеза у представителей лососевых рыб, относящихся к родам Salmo я Oncorhynçkus И Тез, ! -го съезда ихтиологов России. 1997. Астрахань,

25. Городилов Ю.Н. Зародышевое и личиночное развитие атлантического лосося. В кн.: Атлантический Лосось (ред. Р.В.Казаков). СПб.: Наука, 1998. С. 142-158.

26. Городилов Ю.Н. К вопросу о происхождении гипофиза // Тез.докл.Снмп.к 100-летию со дня рождения проф.Н. Л .Гербидьского « Экологические и функциональные основы адаптации гидробионтов». СПб. 2000. С.45-46.

27. Gorodilov Y.N. The fate of Spemann's organizer U Zoo], Sci. 2000. V.17. P, 1197-1220.

28. Городилов Ю.Н. Организатор Шпемана: его источники и производные (клеточно-тканевые и молекулярно-генетические аспекты) // Цитология. 2001а. Т, 43. №2. С.Ш-203.

29. Городилов Ю.Н. К вопросу о стратегии работ по интродукции тихоокеанских лососей в морях европейской части России.'/ Вопросы рыболовства. 20016. Т.2, № 4. С.604-618.

30. Teerijoki H., Krasnov A., Corodilov Y., Krishna S,, Miilsâ H, Rainbow trout glucose transporter (OnmyGLUTl): functional assessment in Xenopus laevîs oocytes and expression in fish embryos// Jour, Exp. Biol. 2001, V.204.

P.2667-2673.

31. Городилов Ю.Н., Мельникова ЕЛ. Сравнение процесса раннего онтогенеза между видами атлантических (род Salmo) и тихоокеанских (род Oncorhynchus) лососей // Сб.Трудов Междунар, Конф, "Атлантические! лосось (биология, охрана и воспроизводство)^ . 2003.

Петрозаводск. С.55-67.

32. Gorodilov Y.N., Melnikova lî.L. Comparison of early ontogeny course between species of atlautic (genus Salmoi and pacific (genus Oncorhynchus) salmons // Proceed. I n tcrnat .Cunt er." AI ) a ntic salmon (biology, protection and reproduction)", 2003. Petrozavodsk. P.44-54.

33. Krasnov A., Teerijoki H., Gorodilov Y., M ô] sa Н„ Cloning of rainbow trout {Oncorhynchus myites) -actin and myosin regulatory light chain 2 genes and the 5 i-Я an king region of-tropomyosin , Functional assessment of promoters// Jour. Exp. Biol. 2003. V.206. P.601-608.

34. Городилов Ю Н. Гипофиз: новая схема онтогенетического развития Н Журн.обшей биол. 2003. Т. 64. №4. С.318-327.

ЛР № 040815 от 22,05.97.

Подписано к печати 18.09.2003 г. Формат бумаги 60ХК4 1/16, Бумага офсетная. Печать рнзографлческая. Объем 2 п.л. Тираж 100 экз. Заказ 3009. Отпечатано в отделе оперативной полиграфии НИНХ СПбГУ е оригинал-макета заказчика. 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр., 26.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Городилов, Юрий Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ЧАСТЬ I. Сравнительное описание стандартизированных ранних онтогенезов (на примере видов подсемейства лососевых рыб Salmoninae) как способ исследования филогенетической изменчивости.

Глава 1. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ.

Глава 2. ПРОБЛЕМЫ УНИФИКАЦИИ МЕТОДОВ СТАДИРОВАНИЯ И УЧЕТА ФАКТОРА ВРЕМЕНИ В ЭМБРИОГЕНЕЗЕ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ.

2.1. Современное состояние описательной эмбриологии позвоночных.

2.2. Понятие о стадиях эмбрионального развития.

2.3. Принципы разделения эмбриогенеза на подпериоды и стадии.

2.4. Сомитогенез позвоночных как ритмический процесс.

2.5. Ts-единица измерения возраста зародышей позвоночных животных.

Глава 3. ОПИСАНИЕ И ХРОНОЛОГИЯ СТАДИЙ РАННЕГО ОНТОГЕНЕЗА ЛОСОСЕВЫХ РЫБ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОВОЙ СИСТЕМЫ КРИТЕРИЕВ СТАДИРОВАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ SALMO SALARL.).

3.1. Разделение эмбрионально-личиночного периода на подпериоды и их краткая характеристика.

3.2. Морфологическое и хронологическое описание эмбрионально-личиночного периода развития атлантического лосося Salmo salar.

Глава 4. СРАВНЕНИЕ ПРОЦЕССА РАННЕГО ОНТОГЕНЕЗА У РЫБ ПОДСЕМЕЙСТВА ЛОСОСЕВЫХ SALMONINAE, ОТНОСЯЩИХСЯ К РАЗНЫМ ВИДАМ И РОДАМ.

4.1. Сравнение процесса раннего онтогенеза у видов лососей в пределах одного рода (Salmo).

4.2. Сравнение процесса раннего онтогенеза у видов лососей из разных родов (Salmo и Oncorhynchus).

4.3. Консервативный характер процесса раннего онтогенеза у рыб из разных видов и родов подсемейства лососевых.

4.4. Развитие новых комплексов адаптации как путь видообразования в подсемействе лососевых.

4.5. Онтогенетические гетерохронии в связи с вопросом об их роли в эволюционном процессе.

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ И ПРОСТРАНСТВЕННЫХ АСПЕКТОВ ПРОЦЕССА СОМИТОГЕНЕЗА.

5.1. Ритм сомитогенеза находится под контролем уникального по уровню механизма отсчета времени.

5.2. Сравнение скорости сомитогенеза у нормальных и двойных зародышей.

5.3. Передне-задняя длина сомитов и сегментов на уровне хорды на разных стадиях эмбриогенеза.

5.4. Линейные размеры различных частей тела у зародышей рыб в процессе сомитогенеза.

5.5. Линейная скорость волны сомитогенеза и других биологических процессов.

Глава 6 ЗНАЧЕНИЕ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ В РЕГУЛЯЦИИ ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ.

6.1. Ритмические процессы в период делений дробления.

6.2. Контроль времени зародышами и отдельными клетками зародышей на стадиях развития после дробления.

6.3. Совпадение ритмов синхронных делений дробления, образования сомитов и других процессов эмбриогенеза.

6.4. Значение механизма отсчета времени в регуляции эмбриогенеза позвоночных.

6.5. Пресомитная мезодерма (ПСМ) как арена циклической активности генов сегментации.

6.6. Является ли цикличность основным способом функционирования разного уровня систем зародышей?.

ЧАСТЬ II. Анализ особенностей раннего онтогенеза позвоночных в связи с проблемой их происхождения.

Глава 7. ОРГАНИЗАТОР ШПЕМАНА И ЕГО РОЛЬ В ПОСТРОЕНИИ ГОЛОВНОГО И ТУЛОВИЩНОГО ОТДЕЛОВ ЗАРОДЫШЕЙ ПОЗВОНОЧНЫХ.

7.1. Открытие структуры организатора у зародышей позвоночных.

7.2. Судьба организатора в процессе гаструляции.

7.3. Организаторские свойства прехордальной пластинки (мезодермы).

7.4. Роль организатора в формировании головного отдела.

7.5. Граница между головой и туловищем у позвоночных.

7.6. Участие гомеобоксных и других семейств генов в образовании туловищного и головного отделов тела.

7.7. К вопросу о единой продольной оси тела у позвоночных.

Глава 8. ОРГАНИЗАТОР ШПЕМАНА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ГИПОФИЗА.

8.1.0 преемственности между организатором Шпемана, прехордальной мезодермой (ПХМ) и гипофизом.

8.2. Что известно о филогенетическом происхождении гипофиза.

8.3. Базовая схема развития гипофиза в филогенезе.

8.4. Новая схема онтогенетического происхождения гипофиза.

Глава 9. ОРГАНИЗАТОР ШПЕМАНА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОЗВОНОЧНЫХ.

9.1. Описание онтогенетических процессов, связанных с участием организатора Шпемана.

9.2. Реконструкция этапов возникновения организатора Шпемана в филогенезе.

9.3. Образование ПХМ в онтогенезе у бесчерепных хордовых как причина филогенетического возникновения головы позвоночных.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследования раннего онтогенеза в связи с проблемами филогении и происхождения позвоночных животных"

В конце XX — начале XXI столетий можно говорить о настоящем буме в исследованиях тонких механизмов зародышевого развития животных. Методы рекомбинирования и клонирования ДНК, создания библиотек и банков ДНК и РНК, геноинженерия и транс-генез, культивирование клеток и органов, — вся эта методология, возникшая за последние 15-20 лет, необычайно интенсифицировала исследования раннего онтогенеза организмов, . вывела их на уровень описания процессов на молекулярном уровне. Полностью секвени-рована последовательность ДНК в геномах нескольких многоклеточных организмов. Проект Геном Человека, задачей которого было поставлено определить последовательности ДНК во всех 23 парах хромосом человека, практически завершен. В конце концов, мы будем знать полную последовательность всех генов и, наверное, через какое-то время узнаем функции большинства из них, хотя вряд ли только на этом фундаменте мы сможем понять как происходит процесс превращения одной оплодотворенной клетки в многоклеточный организм. О том, что исследователи здесь столкнутся с неимоверными трудностями, можно судить по следующему примеру.

В числе модельных объектов, на которых исследуют проблемы раннего онтогенеза, находится Cenorhabditis elegans, крошечный червячок из нематод. Уже достаточно давно исследователи составили полную схему клеточных родословных, проследив, начиная с одноклеточной стадии, происхождение и судьбу всех клеток этого организма (Sulston et al., 1983). Позднее C.elegans стал первым многоклеточным организмом, у которого удалось «прочитать» полную последовательность ДНК. Предполагают, что в 6 хромосомах этого организма находится около 19 тысяч генов (The C.elegans., 1998). Сейчас происходит интенсивная работа по выяснению функциональной роли многих из этих генов. И все же приходится констатировать, что решительных прорывов в понимании принципов формообразования — основного и итогового процесса в развитии организма — пока не наблюдается. До сих пор остаются неизвестными пространственно-временные закономерности, на основе которых'должна происходить сборка клеток в структуры, органы и части тела. Без знания этих закономерностей и механизмов, которые направляют, координируют, контролируют последовательность включения-выключения всех этих десятков тысяч генов, надмолекулярных клеточных структур, отдельных клеток и клеточных комплексов, невозможно будет понять и, может быть, когда-нибудь смоделировать развитие целого организма.

К проблеме онтогенетического развития организма тесно примыкает и проблема происхождения видов и таксонов более крупного ранга многоклеточных организмов, включая подтипы и типы, среди которых нас особенно интересует тип хордовых и подтип позвоночных. Большинство теорий эволюционного развития животного мира в качестве основного источника возникновения эволюционной изменчивости рассматривают ранний онтогенез.

Какова бы ни была природа изменчивости, лежащая в основе эволюции животного мира, трудно отрицать наличие глубокого сходства между онто- и филогенезом. Самая большая разница между ними, видимо, только в том, что они протекают в разных временных масштабах: один в индивидуальном (кратком), другой в историческом (многоколенном) измерении. И есть надежда, что если понять принципы развития организмов в одном измерении, то это приблизит к пониманию принципов развития и в другом измерении. Фактически взаимодействие этих наук и происходит на наших глазах. Так, невозможность объяснить эволюцию как постепенный процесс за счет только отбора неопределенной изменчивости, когда макроизменчивость рассматривают только как итог постепенного накопления микроизменчивости (концепция градуалистической эволюции) (Gilbert et al., 1996; Юнкер, Шерер, 1997), привела к выдвижению теории прерывистого равновесия (El-dredge, Gould, 1972). Эта теория основывается, главным образом, на данных палеонтологии. Ее смысл заключается в том, что эволюция органического мира происходит не с равномерной скоростью, а состоит из коротких периодов бурного эволюционирования, сменяющихся длительной, в десятки и сотни миллионов лет, стабильностью существующих форм. Эта теория пытается в какой-то мере объяснить так называемый Кембрийский «взрыв», т. е. период наиболее бурной в истории эволюции биологической изменчивости, когда за короткий исторический интервал в 20-30 млн лет возникли практически все основные типы современных Metazoa, включая хордовых и позвоночных.

С другой стороны, данные молекулярной биологии последних лет заставили взглянуть на всю эволюцию совершенно новыми глазами. Секвенирование последовательностей ДНК и белков обнаружили чрезвычайный консерватизм в структуре и функциях многих генов от самых низших форм многоклеточных организмов до наиболее сложных позвоночных. Оказалось, что гены высших организмов (например, человека) могут функционировать в клетках низших организмов (например, насекомых), и наоборот. Целые комплексы генов сохранили не только порядок их организации в одной хромосоме, но и основное функциональное предназначение. Так, например, комплекс гомеозисных генов Нох, отвечающий, как считают, за установление передне-задней оси у всех билатеральных организмов от низших червей до млекопитающих, сохраняет почти один и тот же набор гомологичных генов и порядок их расположения в хромосоме у всех организмов. На сходство онтогенетических механизмов в разных группах животных указывает, например, такой факт: мезодермальный организатор головы млекопитающего, будучи пересажен в ранний зародыш эмбриона птицы, может индуцировать развитие головы птицы (Knoetgen et al., 1999).

В нашей работе мы предпринимаем попытку рассмотреть некоторые важные проблемы раннего онтогенеза позвоночных животных не только сами по себе, но и с точки зрения их связи с проблемами филогенеза. Опираясь на новейшие данные биологии развития, молекулярной биологии и палеонтологии, делаем попытку понять с помощью каких механизмов онтогенеза процесс филогенеза может быть обеспечен необходимым материалом.

Автор работы преимущественно исследовал ранний онтогенез рыб из разных семейств и отрядов. Наиболее детально рассмотрено развитие рыб из семейства лососевых (описано развитие более 10 видов). Поэтому основной фактический материал и типовые особенности развития класса рыб будут изложены на примере лососевых рыб.

Во второй части работы будут проанализированы особенности раннего онтогенеза позвоночных вообще. Будут представлены доказательства, что в раннем онтогенезе предков всех хордовых животных решающими явились два события: вначале возникновение хордомезодермального зачатка (у предков низших хордовых), а затем, скорее всего по линии Cephalochordata (предков современного ланцетника), еще одного мезодермального зачатка, сыгравшего главную роль в филогенезе нового головного отдела и, соответственно, всего таксона позвоночных. В эмбриогенезе позвоночных оба эти зачатка идентифицируются на стадиях гаструляции как структуры, входящие в состав так называемого организатора Шпемана (Spemann, Mangold, 1924). Новейшие данные по экспериментальной эмбриологии, молекулярной генетике и палеонтологии доказывают, что голова позвоночных возникла в филогенезе как новый отдел, не имевший гомологов во всей предшествующей эволюции, по крайней мере, если исходить из анатомии головы и из участия в ее построении совершенно нового типа эмбриональных клеток (Gans, Northcutt, 1983; Couly et al., 1993; Conway Morris, 2000).

Проанализировав обширный фактический материал, автор приходит к выводу, что головной компонент организатора Шпемана, идентифицируемый в начале гаструляции, в результате гаструляции инвагинирует в архентерон и превращается в прехордальную пластинку или прехордальную мезодерму, которая позднее играет решающую роль в формировании гипофиза. Опираясь на эти, а также на другие материалы, автор предлагает новую схему возникновения гипофиза в онтогенезе.

В последней главе представлены доказательства того, что разобщенное и независимое поведение туловищной и головной частей организатора Шпемана является следствием их разного исторического происхождения. Появление одной из них (туловищной) знаменует возникновение низших хордовых, а появление другой части организатора становится началом эволюции всех позвоночных. В свете всех рассмотренных фактов предлагается новая онтогенетическая модель возникновения головного отдела позвоночных.

Цели и задачи исследования. Цель работы — проанализировать конкретные механизмы, с помощью которых онтогенетическая изменчивость превращается в изменчивость филогенетическую. Для того, чтобы адекватно подойти к решению этой фундаментальной проблемы была поставлена задача произвести детальные описания ранних онто-генезов группы видов различной степени родства. Предполагалось, что на основе собранного обширного материала удастся выявить точки дивергенции по морфологическим или временным показателям между теми признаками, которые кладутся в основу разделения групп животных на отдельные таксоны, и далее, после их обнаружения, проанализировать каким образом происходит их расхождение. Особое внимание должно было быть уделено временным диверсификациям или гетерохрониям, поскольку, по современным представлениям, именно они являются основным источником морфологической микроэволюционной изменчивости. Имелось ввиду, что материал, полученный в результате сравнения ранних онтогенезов близкородственных видов, мог прояснить вопрос о распространенности гетерохроний и о том, каковы могут быть механизмы их превращения в конкретные формы морфологической изменчивости.

Не менее, если не более, важной проблемой является задача объяснить происхождение крупных таксонов, таких как классы позвоночных или подтипы хордовых. Эта проблема возникновения изменчивости макроэволюционного уровня пока не смогла найти никаких научных решений, несмотря на огромный массив новой информации, получен? ный различными дисциплинами за последние 15-20 лет. Автор, накопив значительный опыт в конкретных исследованиях проблем раннего онтогенеза на различных группах позвоночных животных и освоив обширные данные последних лет по экспериментальной эмбриологии, молекулярной генетике и палеонтологии, сделал попытку обобщений, касающихся природы макроэволюционных механизмов, которые могли иметь значение в происхождении низших хордовых и позвоночных.

Научная новизна. Для решения поставленной задачи выявления микроэволюционной изменчивости по результатам сравнительных описаний раннего онтогенеза в группе близкородственных видов, автором были предприняты попытки унифицировать процесс описания этого периода развития, в результате чего:

1) Предложена новая система градаций периода эмбриогенеза с предпочтением признаков, имеющих дискретное или количественное проявление, что позволило выделить большое число стадий, отделяемых друг от друга естественными, чаще всего одинаковыми временными интервалами.

2) Для позвоночных разработан новый метод измерения относительного времени, который позволяет наблюдать процесс раннего онтогенеза в едином временном масштабе, независимо от внешних и наследственных показателей; в качестве единицы относительного времени предложено измерять интервал времени Ts (тау-сомит), необходимый для образования одной пары сомитов.

3) Введение в оборот новой безразмерной единицы т5 стало возможным после открытия автором закономерности, касающейся процесса первичной осевой метамериза-ции или сомитогенеза: оказалось, что этот процесс при постоянных условиях является строго ритмичным, т. е. интервал Ts для образования подавляющего числа пар.

В результате исследований сомитогенеза была выведена математическая зависимость между продолжительностью т5 и температурой инкубации зародышей, которая соответствует уравнению логарифмической параболы второго порядка. Оказалось, что это уравнение наилучшим из известных до сих пор способов описывает эмпирические данные не только по Ts, но и по продолжительности любой другой стадии и эмбриогенеза в целом.

Впервые выявлено, что ритмы сомитогенеза и синхронных делений дробления либо совпадают, либо являются кратными, что, наряду с другими фактами, явилось основой для разработки модели внутризародышевых биологических часов, которые с помощью периодически генерируемых сигналов, контролируют и координируют все разнообразие процессов, происходящих в эмбриогенезе. При рассмотрении эмбрионально-личиночного развития почти полутора десятков видов и экологических форм из трех родов подсемейства Salmoninae, была выявлена практически полная морфологическая и временная идентичность процесса их раннего онтогенеза, что указывает на чрезвычайную консервативность этого процесса в пределах достаточно крупных таксонов. Оказалось, что гетерохронии являются также очень редким явлением, а в тех случаях, когда они были выявлены, их наличие не претворилось в морфологическую изменчивость. По проблеме, касающейся макроэволюции и происхождения хордовых позвоноч

Представлены доказательства, что позвоночные животные, наподобие бесчерепным (Cephalochordata), рассматриваемым большинством специалистов в качестве наиболее вероятных предков позвоночных, сохраняют анатомическую медиальную ось вдоль всей ростро-каудальной оси тела; отличие состоит только в том, что недостающую часть хорды в головном отделе позвоночных занимают три кости основания черепа (основная затылочная кость, парасфеноид, сошник), которые имеют удлиненную форму и находятся на одной оси с хордой.

Предложена новая схема происхождения гипофиза: согласно этой схемы, организатор Шпемана ранней гаструлы, перемещающийся в результате гаструляции в будущий головной отдел зародыша, преобразуясь здесь в прехордальную мезодерму, принимает затем активное участие в образовании питуитарной железы. Предложена новая модель происхождения головного отдела позвоночных.

Теоретическая и практическая ценность работы. На основе точных измерений сомитогенезного интервала Ts составлены таблицы для расчета и определения возраста и стадий раннего онтогенеза для атлантических и тихоокеанских лососей. В настоящее время они широко используются на лососевых рыборазводных заводах.

Впервые предложена модель тотального регулятора процесса эмбриогенеза с участием внутризародышевого механизма биологических часов. Новая схема, рассматривающая происхождение гипофиза из организатора Шпемана, является существенным вкладом в понимание источников возникновения этой центральной нейроэндокринной к железы. Предложена модель происхождения новой головы позвоночных, учитывающая многие новые научные данные по эволюции этой группы животных. Материалы статей автора используются в курсе лекций по ихтиологии в С.-Петербургском государственном университете и в курсе лекций по биологии развития в Московском государственном университете, в курсе лекций по ихтиологии на кафедре ихтиологии С.-Петербургского государственного университета.

Заключение Диссертация по теме "Биология развития, эмбриология", Городилов, Юрий Николаевич

204 ВЫВОДЫ

Для того, чтобы исследовать механизмы превращения изменений индивидуального развития в филогенетические дивергенции, необходимо стандартизировать описания раннего онтогенеза животных с разной степенью таксономической обособленности на основе использования для стадирования системы однотипных градаций и критериев и обеспечения единого масштаба времени.

В результате предварительных исследований, проведенных на костистых рыбах, была разработана новая система классификации эмбрионально-личиночного периода онтогенеза, а также, в целях унификации эмбрионального времени, обосновано измерение продолжительности развития разных позвоночных в относительной размерности, используя в качестве единицы последней время образования одной пары сомитов, обозначаемое здесь как интервал т5 (тау-сомит). Введение новой1 относительной единицы для измерения эмбрионального времени основывается на установленной в данной работе закономерности, согласно которой подавляющая часть пар сомитов формируется последовательно друг за другом через один и тот же интервал т5, т.е. процесс первичной сегментации тела является строго ритмичным. Благодаря тому, что ts может быть определен достаточно легко и с большой точностью, этот интервал может быть использован как эталон для измерения эмбрионального времени у всех позвоночных.

Равные или кратные соотношения между единичными актами двух ритмических процессов — циклов делений дробления (то) и сомитогенеза (т5), а также ряд других фактов, позволили выдвинуть новое представление о способе регуляции эмбриогенеза, согласно которому развитие зародышей находится под общим контролем механизма, генерирующего периодические сигнальные осцилляции. Благодаря последним клетки зародыша способны учитывать внутризародышевое (эндогенное) время и производить периодическое согласование, а также включение-выключение всего многообразия разноуровневых процессов. Схема работы предложенного механизма предсказывает или объясняет: а) возможность выпадения некоторых стадий развития отдельных структур или признаков без существенных последствий для их дальнейшего развития; б) периодичность включения/выключения процессов зародышевого развития разного уровня через интервалы равные или кратные ts.

5) Способ развития зародыша под контролем осциллирующего механизма обеспечивает интеграцию организма на том этапе его онтогенеза, когда еще не сформирован основной интегрирующий орган — нервная система.

6) Сравнительные эмбриологические исследования, проведенные почти на 15 видах, подвидах и экологических формах лососевых рыб из трех родов подсемейства Salmoninae, с учетом однотипного стадирования и одинакового масштаба времени, обнаружили практически полную морфологическую идентичность процесса их раннего онтогенеза, что указывает на чрезвычайную консервативность этого процесса в пределах достаточно крупных таксономических единиц.

7) Тождественность развития проявилась также в соблюдении строгой последовательности и пропорций времени между сравниваемыми признаками у разных видов. Оказалось, что у видов даже в пределах целого подсемейства гетерохронии являются очень редким явлением, а в тех случаях, когда они были выявлены, они касались лишь второстепенных признаков (плавников, типов пигментации).

8) Наличие гетерохроний не гарантирует на их основе развития морфологических различий, как, например, это выяснилось при анализе судьбы гетерохроний в закладке непарных плавников у лососей из родов Salmo и Oncorhynchus.

9) Консерватизм в осуществлении онтогенетических программ на видовом и родовом уровнях, по-видимому, лежит в основе анатомо-морфологического консерватизма, характерного для взрослых организмов видов у Salmoninae; как известно, это подсемейство характеризуется отсутствием надежных морфологических критериев для таксономической идентификации. Отсутствие заметной морфологической изменчивости у видов лососевых может означать, что видообразование в этой группе рыб происходило путем развития комплексов эколого-географических адаптаций, благодаря которым происходило существенное преобразование жизненного цикла.

10) Результаты нашей работы, согласно которым гетерохронии, оказываются очень редким явлением, и, видимо, не играют существенной роли в процессе видообразования, ставят вопрос о поисках других механизмов, благодаря которым индивидуальная изменчивость могла бы преобразовываться в таксономические признаки, включая макроэволюционные признаки высшего ранга. Возможно, в будущих исследованиях следует больше внимания уделить гетеротопиям, под которыми имеются ввиду необычные сдвиги и перемещения мест закладок зародышевых зачатков.

С точки зрения гетеротопии как механизма, способного обеспечить возникновение крупных таксономических признаков, было рассмотрено происхождение организатора Шпемана. Выполненный с этих позиций анализ происхождения организатора показывает, что две его части, отвечающие за формирование туловищного и головного отделов, могли возникнуть самостоятельно и на разных ступенях филогении за счет образования и соответствующего перемещения мезодермы в результате гаструляционных процессов: а) появление мезодермы туловищной части организатора в итоге энтероцельного выделения целого пласта ткани из первичной кишки обеспечило развитие хордомезодермы, которая стала основой билатеральной симметрии и положила начало низшим хордовым; б) смещение части мезодермы у низших хордовых в прехордальную зону стало толчком для развития головного мозга позвоночных и эволюции всего этого подтипа.

Одним из итогов предложенной модели возникновения головного отдела позвоночных, как главного новообразования этой группы животных, является обоснование новой схемы происхождения гипофиза, согласно которой главная эндокринная железа позвоночных может рассматриваться как производное организатора Шпемана.

207

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Городилов, Юрий Николаевич, Санкт-Петербург

1. Бьерклунд Н.К., Гордон Р. Метастабильное состояние ядра: рабочая модель меха-нохимической связи «волн» дифференцировки с управляющими генами (master genes) // Онтогенез. 1993. Т.24. № 2. С. 5-23.

2. Викторовский P.M. Механизмы видообразования у гольцов. М.: Наука. 1978. 110 с.

3. Гексли Дж.С., де Бер Г.Р. Основы экспериментальной эмбриологии. M.-JI.: Био-медгиз. 1936.

4. Гербильский H.J1. Изучение функциональных основ внутривидовой эволюции в связи с проблемами численности и ареала в рыбном хозяйстве // Вест. ЛГУ. 1967. № 15. Сер.биол. Вып. 3, С. 5-21.

5. Гилберт С.ФМ Опиц Д.М., Рэф Р.А. Новый синтез эволюционной биологии и биологии развития // Онтогенез. 1997. Т.28. № 5. С. 325-343.

6. Глубоковский М.К., Глубоковская Е.В. Пути эволюции тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus Suckley. В кн.: Рыбы в экосистемах лососевых рек Дальнего Востока. Владивосток, 1981. С. 5-66.

7. Гойда Е.А., Ротт Н.Н., Санагурский Д.И. Изменение трансмембранного потенциала зародышей вьюна при действии колхицина // Онтогенез. 1981.Т.12. № 6. С. 643-647.

8. Городилов Ю.Н. Равномерный темп метамеризации осевого отдела у зародышей костистых рыб при постоянной температуре // Докл.АН СССР. 1980. Т.251. № 2. С. 469-473.

9. Городилов Ю.Н. Стадии эмбрионального развития атлантического лосося Salmo salar L. 1. Принципы стадирования // Сб.научНых трудов ГосНИОРХ. 1982. Вып.190. С. 62-69.

10. И. Городилов Ю.Н. Стадии эмбрионального развития атлантического лосося Salmo salar L. II. Описание и хронология И Сб.науч.трудов ГосНИОРХ. 1983а. Вып.200. С. 107-126.

11. Городилов Ю.Н. Стадии эмбрионального развития атлантического лосося Salmo salar L. Ш. Таблица определения возраста и стадий зародышей // Сб.науч.трудов ГосНИОРХ. 19836. Вып.203. С. 8-12.

12. Городилов Ю.Н. Периодизация и хронология эмбрионально-личиночного развития некоторых видов пресноводных рыб. I. Щука обыкновенная Esox lucius LJI Сб.науч. трудов ГосНИОРХ. 1985. Вып.235. С. 31-49.

13. Городилов Ю.Н. Сравнительный анализ динамики раннего онтогенеза лососей рода Salmo И Вопр.ихтиологии. 1988. Т.28. № 2. С. 230-241.

14. Городилов Ю.Н. Значение фактора времени в регуляции эмбрионального развития (на примере низших позвоночных) // Онтогенез. 1990. Т.21. № 3. 319-330.

15. Городилов Ю.Н. Периодизация и хронология развития окуня обыкновенного Регса fluviatilis L. // Онтогенез. 1991. Т.22. № 3. С. 282-290.

16. Городилов Ю.Н. Анализ математической зависимости скорости эмбриогенеза от температуры у низших позвоночных // Журн. общ. биологии. 1992. Т.53. № 1. С. 118-128.

17. Городилов Ю.Н. Характеристика эмбрионально-личиночного развития Сахалинского тайменя // В сб.: «Систематика, биология и биотехника разведения лососевых рыб». Материалы V Всероссийского Совещания. СПб. 1994. С. 42-44.

18. Городилов Ю.Н. Сравнительное описание раннего онтогенеза у представителей лососевых рыб, относящихся к родам Salmo и Oncorhynchus // Тез. 1-го съезда ихтиологов России. 1997. Астрахань.

19. Городилов Ю.Н. Зародышевое и личиночное развитие атлантического лосося. В кн.: Атлантический Лосось (ред. Р.В.Казаков). СПб.: Наука. 1998. С. 142-158.

20. Городилов Ю.Н. К вопросу о происхождении гипофиза // Тез.докл.Симп.к 100-летию со дня рождения проф.НЛ.Гербильского «Экологические и функциональные основы адаптации гидробионтов». СПб. 2000. С. 45-46.

21. Городилов Ю.Н. Организатор Шпемана: его источники и производные (клеточно-тканевые и молекулярно-генетические аспекты) И Цитология. 2001а. Т. 43. № 2. С. 182-203.

22. Городилов Ю.Н. К вопросу о стратегии работ по интродукции тихоокеанских лососей в морях европейской части России // Вопросы рыболовства. 20016. Т.2. № 4. С. 604-618.

23. Городилов Ю.Н., Горышина Е.Н., Свимонишвили Т.Н. Регуляция относительной длительности эмбриогенеза у тихоокеанских лососей из рода Oncorhynchus // Всесоюзное Совещание по лососевидным рыбам. Тольятти. 1988. С. 72-74.

24. Городилов Ю.Н., Лильп И.Г. Продолжительность клеточных циклов и фаз митоза в период дробления у Salmo salar L. П Онтогенез. 1978. Т.9. №4. С. 363-375.

25. Городилов Ю.Н., Мельникова Е.Л. Сравнение процесса раннего онтогенеза между видами атлантических (род Salmo) и тихоокеанских (род Oncorhynchus) лососей // Тез.Междунар. Конф. "Атлантический лосось" Петрозаводск,4-6 сентября 2000. С. 18.

26. Городилов Ю.Н., Свимонишвили Т.Н. Изменение морфологии ядер в клетках зародышей лосося на ранних стадиях развития // Тез. докл.УН Всесоюз. Симп. по структуре и функциям клеточного ядра. 1980. Харьков.

27. Городилов Ю.Н., Свимонишвили Т.Н. Определение возраста зародышей семги и горбуши в период вылупления // Матер. Семинара по проблеме «Биол. ресурсы Белого моря и внутр. водоемов Европ. Севера». Петрозаводск. 1981а. С. 141-143.

28. Городилов Ю.Н., Свимонишвили Т.Н. О критериях бластуляции у зародышей рыб //Тез.докл. VI Всесоюз. Эмбриол. Конф. Москва. 19816.

29. Горшков С.А., Горшкова Г.В. Хромосомный полиморфизм у горбуши Oncorhynchus gorbuscha (Walbaum) // Цитология. 1981. Т. 23. С. 954-960.

30. Дабагян Н.В., Слепцова JI.A. Травяная лягушка Rana temporaria L. Объекты биологии развития. М.: Наука. 1975. С. 442-462.

31. Денисьевский А.В., Божок Ю.М. Значение промежуточного мозга в раннем морфогенезе аденогипофиза у птиц// Онтогенез. 1973. Т.4. №2. С. 168-175

32. Детлаф Т.А. Некоторые температурно-временные закономерности эмбрионального развития пойкилотермных животных. В кн.: Проблемы экспериментальной биологии. М. 1977. С. 269-287.

33. Детлаф Т.А.,Детлаф А.А. О безразмерных характеристиках продолжительности развития в эмбриологии //Докл. АН СССР. 1960. Т. 134. №1. 199-202.

34. Дорофеева Е.А. Сравнительно-морфологические основы систематики восточноевропейских лососей // Вопр. ихтиол. 1967. Т. 7. № 1. С. 3-17.

35. Дорофеева Е.А. Систематические отношения лососей рода Salmo // Зоол.Журн. 1975. Т.54. № 4. С. 583-589.

36. Дорофеева Е.А. Некоторые принципы классификации лососевых рыб (Salmonidae, Salmoninae). В кн.: Морфология и систематика лососевидных рыб. JI.: Изд. ЗИН АН СССР. 1985. С. 4-12.

37. Дыбан А.П., Пучков В.Ф., Баранов B.C., Самошкина Н.А., Чеботарь Н.А. Лабораторные млекопитающие. В моногр. "Объекты биологии развития" (ред. Т.А. Дет-лаф). М.:Наука. 1975. С. 505-566.

38. Емельянов С.В. Гетерохронии в закладке и быстроте развития составных элементов спинных и анальных плавников костистых рыб (к проблеме внутриорганных гетерохроний). В кн.: Эволюция темпов индивидуального развития животных. М.: Наука. 1977. С. 19-46.

39. Жаботинский A.M. Периодический ход окисления малоновой кислоты в растворе (исследование кинетики реакции Белоусова) // Биофизика. Т.9. 1964. С. 306-311.

40. Зелинский Ю.П., Свимонишвили Т.Н., Городилов Ю.Н. Кариотипы популяций семги (Salmo salar L.) рек Кереть и Печора // Сб. научых трудов «Кариологическая изменчивость, мутагенез и гиногенез у рыб. Л. 1980. С. 10-15.

41. Иванов П.П. Общая и сравнительная эмбриология. М.-Л. 1937. 810 с.

42. Иванов П.П. Первичная и вторичная метамерия тела // Журн. Общ. Биол. 1944. Т.5. №2. С. 61-95.

43. Иванова-Казас О.М. Сравнительная эмбриология позвоночных животных. Низшие хордовые. М.: Наука. 1978. 166 с.

44. Иванова-Казас О.М. Очерки по филогении низших хордовых // Тр.С- Петербургского Общ-ва Естествоиспыт. 1995. Т.84. Вып.4. 159 с.

45. Игнатьева Г.М. Закономерности раннего эмбриогенеза лососевых рыб, выявляемые методом безразмерной характеристики продолжительности развития // Онтогенез. 1970. Т.1. №1. С. 28-41.

46. Игнатьева Г.М. Ранний эмбриогенез рыб и амфибий. М.: Наука. 1979. 176 с.

47. Игнатьева Г.М., Ротт Н.Н. Временные соотношения между некоторыми процессами, осуществляющимися до начала гаструляции у костистых рыб // Докл. АН СССР. 1970. Т. 190. № 2. С. 484-487.

48. Кнорре А.Г. Эмбриональный гистогенез. Л.: Медицина. 1971.432 с.

49. Корж В.П. Гомеобокс. Факты и гипотезы // Онтогенез. 1987. Т. 18. № 4. С. 345-354.

50. Коровина В.М. О структуре семейства лососевых Salmonidae: материалы по строению икринок и некоторым особенностям морфогенеза. В кн.: Морфология и систематика рыб. Л.: Изд. ЗИН АН СССР. 1978. С. 40-52.

51. Корочкин Л.И. Новое в учении о гомеозисных генах // Онтогенез. 1987. Т. 18. № 6. С. 565-572.

52. Корочкин Л.И. Введение в генетику развития. М.: Наука. 1999. 249 с.

53. Леванидов В.Я. Экологические параллели внутри рода Oncorhynchus. В кн.: Экология и систематика лососевидных рыб. (Матер. 1-го Совещ. по лососевидным рыбам). Л.: Изд. ЗИН АН СССР. 1976. С. 69-72.

54. Лопашов Г.В. Спор из-за выеденных яиц//Онтогенез. 1992. Т.23. №1. С. 73-75.

55. Лукина Н.А., Свимонишвили Т.Н., Городилов Ю.Н. Гаметогенез у кеты Oncorhynchus keta (Walbaum) в зародышево-личиночный период и при подращивании молоди в режимах разных постоянных температур // Сб.науч. трудов ГосНИ-ОРХ. 1988. Вып.276. С. 80-93.

56. Майр Э. Зоологический вид и эволюция. М.: Мир. 1968. 597 с.

57. Николов Т. Долгий путь жизни. М.: Мир. 1986. 167 с.

58. Макеева А.П. Эмбриология рыб. Изд-во МГУ. 1992. 216 с.

59. Поленов А.Л. Эволюция гипоталамо-гипофизарного нейроэндокринного комплекса // Эволюционная физиология. Т.2. Л.: Наука. 1983. С. 53-109.

60. Решетников Ю.С. Экология и систематика сиговых рыб. М.: Наука. 1980.301 с.

61. Савваитова К.А. Арктические гольцы. М. «Агропромиздат». 1989. 224 с.

62. Саксен JI. и Тойвонен С. 1963. Первичная эмбриональная индукция. М. 343 с.

63. Северцов А.Н. Морфологические закономерности эволюции. М.-Л. 1939. 610 с.

64. Смирнов А.И. Биология, размножение и развитие тихоокеанских лососей. Изд-во МГУ. 1975.336 с.

65. Юнкер Р., Шерер 3. История происхождения и развития жизни. С.Петербург: Изд. «Кайрос». 1997. 262 с.

66. Adelmann H.B. The significance of the prechordal plate:an interpretive study // Am.J.Anat. 1922. V.31. P. 55-101.

67. Andreazzoli M., Pannese M., Boncinelli E. Activating and repressing signals in head development: the role of Xotxl and Xotx2 // Development. 1997. V.124. P. 1733-1743.

68. Ang S.L., Wierda A., Wong D., Stevens K.A., Cascio S., Rossant J. and Zaret K.S. The formation and maintenance of the definitive endoderm lineage in the mouse: Involvement of HNF3/forkhead proteins // Development. 1993. V.l 19. P. 1301-1315.

69. Ang S.L., Jin O., Rhinn M., Daigle N., Stevenson L., Rossant J. A targeted mouse Otx2 mutation leads to severe defects in gastrulation and formation of axial mesoderm and to deletion of rostral brain // Development. 1996. V.122. P. 243-252.

70. Aulehla A., Johnson R.L. Dynamic expression of lunatic fringe suggests a link between notch signaling and an autonomous cellular oscillator driving somite segmentation // Dev.Biol. 1999. V.207. P. 49-61.

71. Baker C.V.H., Bronner-Fraser M. The origins of the neural crest. II. An evolutionary perspective//Mech.Dev. 1997. V.69. P. 13-29.

72. Baker C.V.H., Bronner-Fraser V. Vertebrate cranial placodes. I. Embryonic Induction // Dev.Biol. 2001. V.232. P. 1-61.

73. Balon E.K. Early life histories of fishes: new developmental, ecological and evolutionary perspectives. Developments in Env.Biol.Fish 5. Dordrecht. 1985. 280 pp.

74. Barnes J.D., Crosby J.L., Jones C.M., Wright C.Y., Hogan B.L. Embryonic expression of Lim-1 the mouse homolog of Xenopus Xlim-1, suggests a role in lateral mesoderm differentiation and neurogenesis // Dev.Biol. 1994. V.161.

75. Beddington R.S.P. Induction of a second neural axis by the mouse node // Development. 1994.V.120. P. 613-620.

76. Beddington R.S.P. Cripto-analysis of embryonic codes // Nature. 1998. V.395. P. 641-642.

77. Beddington R.S.P. and Robertson E.J. Axis development and early assymetry in Mammals//Cell. 1999. V.96. P. 195-209.

78. Behnke R.J. The application of cytogenetic and biochemical systematics to phylogenetic problems in the family Salmonidae И Trans.Amer.Fish.Soc. 1970. V.99. P. 237-248.

79. Behnke R.J. The systematics of salmonid fishes of recently glaciated lakes // J.Fish.Res.Board Can. 1972. V.29. N.6. P. 639-671.

80. Blitz I.L., Cho K.W.Y. Anterior, neurectoderm is progressively induced during gastrulation:the role of the Xenopus homeobox gene orthodenticle // Development. 1995. V.121.P. 993-1004.

81. Blum M., Gaunt J., Cho K.W.Y., Steinbeisser H., Blumberg В., Bittner, D., and De RobertisE.M. Gatrulation in the mouse: the role of the homeobox gene goosecoid // Cell. 1992. V.69. P. 1097-1106.

82. Blumberg В., Wright C.V.E., De Robertis E.M., Cho K.W.Y. Organizer-specific homeobox genes in Xenopus laevis embryos // Science. 1991. V.253. P. 194-196.

83. Burgess R., Rawls A., Brown D., Bradley A., Olson E.N. Requirement of the paraxis gene for somite formation and musculoskeletal patterning // Nature. 1996. V.384, P. 570-573.

84. Burke A.C., Nelson C.E., Morgan B.A., Tabin С. Hox genes and the evolution of vertebrate axial morphology // Development. 1995. V.121. P. 333-346.

85. Cadigan K.M. and Nusse R. Wnt signalling: a common theme in animal development // Genes Dev. 1997. V.l 1. P. 3286-3310.

86. Camus A., Tam P.P.L. The organizer of the gastrulating mouse embryo // Curr.Topics Dev.Biol. 1999.V.45. P. 117-153.

87. Caplan A.J. Cartilage // Scientific American. 1984. V.251. N. 4. P. 82-91.

88. Capriolli A., Goitsuka R., Pouget C., Dunon D., Jaffredo T. Expression of Notch genes and their ligands during gastrulation in the chicken embryo // Mech.Dev. 2002. V.l 16. P. 161-164.

89. Carnac G., Kodjabachian L., Gurdon J.В., Lemaire P. The homeobox gene Siamois is a target of the Wnt dorsalisation pathway and triggers organizer activity in the absence of mesoderm // Development. 1997. V.l22. P. 3055-3065.

90. Carroll S.B. Homeotic genes and the evolution of artropods and chordates // Nature. 1995. V.376. P. 479-485.

91. Chiang C., Litingtung Y., Lee E., Young K.E., Cordeb J.L., Westfal H., Beachy P.A. Cyclopia and defective axial patterning in mice lacking Sonic hedgehog gene function // Nature. 1996. V.382. P. 595-601.

92. Cho K.W.Y., Blumberg В., Steinbeisser H., De Robertis,E.M. Molecular nature of Spemann's organizer: the role of the Xenopus homeobox gene goosecoid // Cell. 1991. V.67. P. 1111-1120.

93. Christ В., Ordahl C.P. Early stages of chick somite development // Anat.Embryol. (Berl.). 1995. V.191. P. 381-396.

94. Christian J.L. and Moon R.T. When cells take fate into their own hands: differential competence to respond to inducing signal generates diversity in the embryonic mesoderm //BioEssays. 1993a. V.15. P. 135-140.

95. Christian J.L. and Moon R.T. Interactions between Xwnt-8 and Spemann organizer signaling pathways generate a dorso-ventral pattern in the embryonic mesoderm of Xenopus //Genes Dev. 19936. V.7. P. 13-28.

96. Cohen S., Jurgens G. Drosophila headlines //Trends Genet. 1991. V.7. P. 267-272.

97. Conklin E.G. The embryology of Amphioxus // J.Morphol. 1932. V.54. P. 69-151.

98. Conway Morris S. The Cambrian "explosion": slow-fuse or megatonnage? // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2000. V.97. N.9. P. 4426-4429.

99. Cooke J. Control of somite number during morphogenesis of a vertebrate, Xenopus laevis //Nature. 1975. V.254. P. 196-199.

100. Cooke J. Somite abnormalities caused by short heat shocks to preneurela stages of Xenopus laevis //J.Embryol.Exp.Morphol. 1978. V.45. P. 283-294.

101. Cooke J. and Elsdale T. Somitogenesis in amphibian embryos. III. Effects of ambient temperature and developmental stage upon pattern abnormalities that follow short temperature shocks//J. Embryol.Exp.Morphol. 1980. V.58. P. 107-118

102. Cooke J. and Smith J.C. Measurement of developmental time by cells of early embryos // Cell. 1990. V.60. P. 891-894.

103. Cooke J. and Zeeman J.C. A clock and wavefront model for control of the number of repeated structures during animal morphogenesis //. J.Theor.Biol. 1976. V.58. P. 455-476.

104. Couly G.F. and LeDouarin N.M. Mapping of the early neural primordium in quail-chick chimeras. 1.Developmental relationships between placodes facial ectoderm and prosencephalon // Dev.Biol. 1985. V.l 10. P. 422-439.

105. Couly G.F. and LeDouarin N.M. The fate map of the cephalic neural primordium at the presomitic to the 3-somite stage in the avian embryo // Development. 1988. V.103. Supplement. P. 101-113.

106. Couly G.F., Coltey P.M., LeDouarin N.M. The developmental fate of the cephalic mesoderm in quail-chick chimeras // Development. 1992.V.114. P. 1-15.

107. Couly G.F., Coltey P.M., LeDouarin N.M. The triple origin of skull in higher vertebrates: a study in quail-chick chimeras // Development. 1993. V.l 17. P. 409-429.

108. Dale J.K., Pourquie O. A clock-work somite // Bioessays. 2000. V.22. P. 72-83.

109. Dale J.K., Vesque C., Lints T.J., Sampath Т.К., Furley A., Dodd J., Placzek M. Cooperation of BMP7 and SHH in the induction of forebrain ventral midline cells by prechordal mesoderm//Cell. 1997. 1997. V.90. P. 257-269.

110. David I.B., Toyama R. and Taira M. LIM domain proteins // C.R.Acad.Sci.III. 1995. V.318. P. 295-306.

111. Deardorff M.A., Tan C., Conrad L.J., Klein,P.S. Frizzled-8 is expressed in the Spemann organizer and plays a role in early morphogenesis // Development. 1998. V.125. P. 2687-2700.

112. De Robertis E.M. Dismantling the organizer // Nature. 1995. V374. P. 407-408.

113. De Robertis E.M., Fainsod A., Gont L.K., Steinbeisser H. The evolution of vertebrate gastrulation // Development Supplement. 1994. P. 117-124.

114. De Robertis E.M., Sasai Y. A common plan for dorsoventral patterning in Bilateria // Nature. 1996. V.380. P. 37-40.

115. Diakoku S., Chicamori M., Adachi Т., and Maki Y. Effect of basal diencephalon on the development of Rathke's pouch in rats: A study in combined organ culture // Dev.Biol. 1982. V.90 P. 198-202.

116. Dias M.S., Schoenwolf G.C. Formation of ectopic neuroepithelium in chick blastoderms: age related capacities for induction and selfdifferentiating following transplantation of quail Hensen's node // Anat.Rec. 1990. V.229. P. 437-448.

117. Domingo C., Keller R. Induction of notochord cell intercalation behavior and differentiation by progressive signals in the gastrula Xenopus laevis // Development. 1995. V.121. P. 3311-3321.

118. Doscocil M. The study of the proliferative activity of cells of Rathke's pouch and its surroundings in the chick onto genesis // Folia morphol.(Praha) 1966. V.14. P. 107-116.

119. Doscocil M. Development of the chick hypophysis // Acta Univ.Carol.Med. Monographia XI. Universita Karlova. Praha, CSSR. 1970. 131 pp.

120. Duboule D. Temporal colinearity and the phylotypic progression: a basis for the stability of a vertebrate Bauplan and the evolution of morphologies through heterochrony // Development. Supplement. 1994. V. 135-142.

121. Duboule D., Dolle P. The structural and functional organization of the murine Hox gene family resembles that of Drosophila homeotic genes // EMBO J. 1989. V.8. P. 1497-1505

122. Dubrulle J., McGrew V.J. and Pourquie O. FGF signaling controls somite boundary position and regulates segmentation clock control of spatiotemporal Hox gene activation //Cell. 2001. V. 106. P. 219-232.

123. Durbin L., Brennan C., Shiomi K. Cooke J., Barrios A., Shanmugaling ,Guthrie В., Lindberg R., Holder N. Eph signaling is required for segmentation and differentiation of the somites // Genes Dev. 1998. V.12. P. 3096-3109.

124. Eldredge N. and Gould S.J. Punctuated equilibria: an alternative to phyletic Gradualism // In: Models of Paleobiology. 1972. P. 82-115.

125. Elsdale Т., Davidson D. Timekeeping by frog embryos, in normal development and after heat shock // Development. 1987. V.99. P. 41-49.

126. Ericson J., Norlin S., Jessel T.M., Edlund T. Integrated FGF and BMP signalling controls the progression of progenitor cell differentiation and the emergence of pattern in the embryonic anterior pituitary // Development. 1998. V.125. P. 1005-1015.

127. Etkin W. Relation of the pars intermedia to the hypothalamus. In: "Neuroendocrinology" (Martini L. And Ganong W.F., eds.). vol.11, P. 261-282. 1967. Academic Press, New York/London.

128. Evrard Y.A., Lun Y. Aulehla A., Gan L., Johnson R.L. lunatic fringe is an essential mediator of somite sementation and patterning // Nature. 1998. V.394. P. 374-377.

129. Eyal-Giladi H. The notochord as inductor of the orohypophysis in Urodels (Pleurodeles waltlii) // Proc. Koninkl. Nederl. Akad. Wet., C. 1958. V.61. no 2. P. 224-234.

130. Ferrand R., Hraoui S. Origine exclusivement ectodermique de Padenohypophyse chez la Caille: demonstration par la methode des associations tissulaires interspecifiques // C.R.Seanc.Soc.Biol. 1973. V.l67. P. 740-743.

131. Finkelstein R., Perimon N. The molecular genetics and head development in Drosophila melanogasterIIDevelopment. 1991. V.l 12. P. 899-912.

132. Finkelstein R., Bonchinelli E. From fly head to mammalian forebrain: the story of Otd and Otx // Trends in Genetics. 1994. V.10. P. 310-315.

133. Flood P.R. Fine structure of the notochord of amphioxus // Symp.Zool. Soc.London. 1975. V.36. P. 81-104.

134. Foley A.C., Storey K.G., Stern C.D. The prechordal region lacks neural inducing ability, but can confer anterior character to more posterior neuroepithelium // Development. 1997.V.l24. P. 2983-2996.

135. Forey P., Janvier P. Agnathans and the origin of javed vertebrates // Nature. 1993. V.361. P. 129-134.

136. Forsberg H., Crozet F., Brown N.A. Waves of mouse Lunatic fringe expression, in four-hour cycles at two-hour intervals, precede somite boundary formation! // Curr.Biol. 1998. V.8. P. 1027-1030.

137. Fraser S., Keynes R., Lumsden A. Segmentation in the chick embryo hindbrain is defined by cell lineage rectrictions // Nature. 1989. V.344. P. 431-435.

138. Fredieu J.R., Cui Y., Maier D., Danilchik M.V. and Christian J.L. X wnt-8 and lithium can act upon either dorsal mesodermal cells to cause a loss of forebrain in Xenopus embryos//Dev.Biol. 1997.V.186. P. 100-114.

139. Gans С., Northcutt R.G. Neural crest and the origin of vertebrates: a new head // Science. 1983. V.220. P. 268-274.

140. Gaunt S.J. Conservation in the Hox code during morphological evolution // IntJ.Dev.Biol. 1994. V.38. P. 549-552.

141. Garsia-Fernandez J., Ferrier D.E.K., Minguillon C., Holland P.W.H. and Wada H. The Amphioxus genome has both archetypal and derived features // Zool.Sci. 2001. V.18. P. 454-455.

142. Gerhart J., Danilchik M., Doniach Т., Roberts S., Rowning B. and Stewart R. Cortical rotation of the Xenopus egg, consequences for the anteroposterior pattern of embryonic dorsal development // Development Supplement. 1989. V.107. P. 37-51.

143. Gerhart J. and Keller R. Region-specific cell activities in amphibian gastrulation // Ann.Rev.Cell Biol. 1986. V.2. P. 201-229.

144. Gehring W.J. The discovery of the homeobox in retrospective // Taniguchi Symposium on Developmental Biology IX. 1997. Kyoto, Japan. P. 45-50.

145. Gilbert S.F. Developmental Biology (4th edn). 1994. P. 586-622.

146. Gilbert S.F. Continuity and change: paradigm shifts in neural inguction // Int. J. Dev. Biol. 2001. V.45. P. 155-164.

147. Gilbert S.F., Opitz J.M., Raff R.A. Resynthesizing evolutionary and developmental biology // Dev.Biol. 1996. V.173. P. 357-372.

148. Giroud A., Boisselot J. Role de la chorde sur le developpement de l'hypophyse. A propos d'un cas de dedoublement partiel // Compt.rend.Assoc.Anat. 1948. V.54. P. 183-187

149. Glasgow E., Karavanov A.A. and David I.B. Neuronal and neuroendocrine expression of Lim3,a LIM class homeobox gene, .is altered in mutant zebrafish with axial signaling defects // Dev.Biol. 1997. V.192. P. 405-419. .

150. Glardon S., Holland L.Z., Gehring W.J. and Hollad N.D. Isolation and development expression of the amphioxus Pax-6 gene (AmphiPax-6): insights into eye and photoreceptor evolution // Development. 1998. V.125. P. 2701-2710.

151. Gleiberman A.S., Fedtsova N.G., Rosenfeld M.G. Tissue interactions in the induction of anterior pituitary: role of the ventral diencephalon, mesenchyme, and notochord // Dev.BioI. 1999. V.213. P. 340-353.

152. Glinka A., Wu W., Onichtchouk D., Blumenstock C., Niehrs C. Head induction by simultaneous repression of Bmp and Wnt signalling in Xenopus //Nature. 1997. V.389. P. 517-519.

153. Gorbman A., Nozaki M. and Kubokawa K. A brain-Hatschek's pit connection in amphioxus // Gen.Comp.Endocrinol. 1999. V.l 13. no 2. P. 251-254.

154. Gorodilov Y.N. Rhythmic processes in lower vertebrate embryogenesis and their role for developmental control // ZooI.Sci. 1992. V.9. P. 1101-1111.

155. Gorodilov Y.N. The relation between the temperature and the duration of embryogenesis in vertebrates may be described by a logarithmic parabola of the second order // Anim.BioI. 1995. V.4. P. 145-151.

156. Gorodilov Y.N. Description of the early ontogeny of the Atlantic salmon, Salmo salar, with a novel system of interval (state) identification // Envir.Biol.Fish. 1996. V.47. P. 109-127.

157. Gorodilov Y.N. The fate of Spemann's organizer// Zool. Sci. 2000. V.l 7. P. 1197-1220.

158. Gould S.J. Ontogeny and Phylogeny. 1977. Harvard Univ.Press, Cambridge. Gould S.J. Ontogeny and phylogeny revisited and reunited // BioEssays. 1992. V.l4. no.4. P. 275-279

159. Graff J.M. Embryonic patterning:to BMP or not to BMP, that is the question // Cell. 1997. V.89. P. 171-174.

160. Graff J., Theis R., Song J., Celeste A., Melton D. Studies with a Xenopus BMP receptor suggest that ventral mesoderm-inducing signals override dorsal signals in vivo // Cell. 1994. V.79. P. 169-179.

161. Graham A., Papolopulu N., Krumlauf R. The murine and Drosophila homeobox gene complexes have common features of organization and expression // Cell. 1989. V.57. P. 367-378.

162. Grainger R.M., Gurdon J.B. Loss of competence in amphibian induction can take place in single nondividing cells // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1989. V.86. P. 1900-1904.

163. Hall B.K. The neural crest. 1988. Oxford University Press. Oxford. Hamburger V. The heritage of experimental embryology. Hans Spemann and the organizer. 1988. Oxford University Press. New York.

164. Hamburger V., Hamilton H.I. A series of normal stages in the development of the chick embryo It J.Morphol. 1951. V.88. P. 49-92.

165. Hanneman E., Trevarrow В., Metcalf W.K., Kimmel C.B., Westerfild M. Segmental pattern of development of the hindbrain and spinal cord of the zebrafish embryo // Development. 1990. V.103. P. 49-58.

166. Нага K., Tydeman P., Kirschner M. A cytoplasmic clock with the same period as the division cycle in Xenopus eggs // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1980. V.77. P. 462-466.

167. Harland R.M., Gerhart J. Formation and function of Spemann's organizer // Annu.Rev.Dev.Biol. 1997. V.13. P. 611-667.

168. Hartley S.E., Home M.T. Chromosome polymorphism and constitutive heterochromatin in Atlantic salmon, Salmo salar//Chromosoma. 1984a. V.89. P. 377-380.

169. Hartley S.E., Home M.T. Chromosome relationship in the genus Salmo // Chromosoma. 1984b. V.90. P. 229-237.

170. Hatschek B. Studien uber Entwickelung des Amphioxus // Arb.Zool.Inst.Univ.Wein Zool.Sta.Triest. 1881. V.4 P. 1-88.

171. Hedgepeth C.M., Conrad L.J., Zheung J., Huang H.-C., Lee V.M.Y., Klein P.S. Activation the WNT signaling pathway: a molecular mechanism for lithium action // Dev. Biol. 1997. V.185. P. 82-91.

172. Hemmati-Brivanlou A., Melton D. Vertebrate embryonic cells will become nerve cells unless told otherwise//Cell. 1997. V.88. P. 13-17.

173. Hermesz E., Mackem S., Mahon K.A. Rpx: a novel anterior-restricted homeobox gene progressively activated in the prechordal plate and Rathke's pouch of the mouse embryo // Development. 1996. V.122. P. 41-52.

174. Hirsinger E., Jouve C., Dubrulle JM Pourquie O. Somite formation and patterning // Int.Rev.Cytol. 2000. V.198. P. 1-65.

175. Holland N.D. New perspectives on the origin and early evolution of the vertebrates // Zool.Sci. 2001. V.18. P. 452-453.

176. Holland P.W.H., Garsia-Fernandez J., Williams N.A., Sidow A. Gene duplication and the origins of vertebrate development // Development Supplement. 1994. P. 125-133.

177. Holland P.W.H., Garsia-Fernandez J. 1996. Hox genes and chordate evolution // Dev.Biol. V.173. P. 382-395.

178. Holland P.W.H., Ingham P., Krauss S. Mice and flies head to head // Nature. 1992. V.358. P. 627-628.

179. Holley S.A., Jackson P.D., Sasai Y., Lu В., De Robertis E.M., Hoffmann F.M. and Ferguson E.L. A conserved system for dorsal-ventral patterning in insects and vertebrates involving sog and chordin // Nature. 1995. V. 376. P. 249-253.

180. Holley S.A., Julich D., Rauch G.-J., Geisler R. and Ntlsslein-Volhard C. herl and the notch pathway function within the oscillator mechanism that regulates zebrafish somitogenesis // Development. 2002. V. 129. P. 1175-1183.

181. Horder T.J., Presley R. and Slipke J. The segmental bauplan of the rostral zone of the head in vertebrates // Function.Devel.Morphol. 1993. V. 3. P. 79-89.

182. Izpisua-Belmonte J.C., De Robertis E.M., Storey K.G., Stern C.D. The homeobox gene goosecoid at the origin of organizer cells in the early chick blastoderm // Cell. 1993. V. 74. P. 645-659.

183. Jacob M., Jacob H.J., Wachtler F., Christ B. Ontogeny of avian extrinsic ocular muscles. l.A Iight-and electronmicroscopic study //Cell Tissue Res. 1984. V. 237. P. 549-57.

184. Jiang Y.J. Aerne B.L., Smithers L., Haddon C. Ish-Horowicz D., Lewis J. Notch signalling and the synchronization of the somite segmentation clock // Nature. 1998. V. 408. P. 475-479.

185. Jollie M. The origin of the vertebrate brain // New York Academy of Sciences. Annals. 1977. V. 299. P. 74-86.

186. Jouve C., Palmeirim I., Henrique D., Beckers J., Gossler A., Ish-Horowicz D., Pourquie O. Notch signalling is required for cyclic expression of the hairy-like gene HES1 in the presomitic mesoderm // Development. 2000. V. 127. P. 1421-1429.

187. Kane D.A., Kimmel C.B. The zebrafish midblastula transition // Development. 1993. V. 119. P. 447-456.

188. Keller R., Danilchik M. Regional expression, pattern and timing of convergence and extension during gastrulation of Xenopus laevis // Development. 1988. V. 103. P. 193-209.

189. Keller R., Shih J., Domingo The patterning and functioning of protrusive activity during convergence and extension of the Xenopus organizer // Development. Supplement. 1992 a. P. 81-92.

190. Keller R., Shih J., Sater A. The cellular basis of the convergence and extension of the Xenopus neural plate // Dev.Dynam. 1992 б. V. 193. P. 199-217.

191. Kimelman D., Christian J.L., Moon R.T. Synergistic principles of development: overlapping patterning systems in Xenopus mesoderm induction // Development. 1992. V. 116. P. 1-9.

192. Kimmel C.B., Ballard W.W., Kimmel S.R., Ullmann В., Schilling T.F. Stages of embryonic development of the zebrafish // Dev.Dyn. 1995. V. 203. P. 253-310.

193. Kimmel C.B., Miller C.T., Kruze G., Ullmann В., BreMiller R.A., Larison K.D., and Snyder H.C. The shaping of pharyngeal cartilages during early development of the zebrafish // Dev.Biol. 1998. V. 203. P. 245-263.

194. Kimmel C.B., Miller C.T., Moens C.B. Specification and morphogenesis of the zebrafish larval head skeleton // Dev.Biol. 2001. V. 233. P. 239-257.

195. Kinder S.J., Tsang Т.Е., Wakamiya M., Sasaki H., Behringer R.R., Nagy A., Tarn P.P.L. The organizer of the mouse gastrula is composed of a dynamic population of progenitor cells for the axial mesoderm // Development. 2001. V. 128. P. 3623-3634.

196. Kingsbury B.F. and Adelmann H.B. The morphological plan of the head // Quart. J. Micr. Sci. N. S. 1924. V. 68. P. 239-285.

197. Kintner C.R. and Dodd J. Hensen's node induces neural tissue in Xenopus ectoderm. Implications for the action of the organizer in neurainduction // Development. 1991. V. 113. P. 1495-1505.

198. Kirschner M., Newport J., Gerhart J. The timing of early developmental events in Xenopus //Trends Genet. 1985. V. 1. P. 41-47.

199. Knoetgen H., Viebahn G., Kessel M. Head induction in the chick by primitive endoderm of mammalian, but not avian origin // Development. 1999. V. 126. P. 815-825.

200. Ко M.S.H., Kitchen J.R. Wang X., Threat T.A., Wang X., Hasegawa A., Sun Т., et al. Large-scale cDNA analysis reveals phased gene expression patterns during preimplantation mouse development // Development. 2000. V. 127. P. 1737-1749.

201. Kobayakawa J., Kubota H.J. Temporal pattern of cleavage and onset of gastrulation in amphibian embryos developed from eggs with the reduced cytoplasm // J. Embryol. Exp. Morphol. 1981. V. 62 P. 83-94.

202. Kontges G., Lumsden A. Rhombencephalic neural crest segmentation is preserved throughout craniofacial ontogeny // Development. 1996. V. 122. P. 3229-3242.

203. Kulesa P.M. and Fraser S.E. Neural crest cell dynamics revealed by time-lapse video microscopy of whole embryo chick explant cultures // Dev.Biol. 1998 a. V. 204. P. 327-344.

204. Kulesa P.M. and Fraser S.E. Segmentation of the vertebrate hindbrain: a time-lapse analysis// IntJ.Dev.Biol. 1998 б. V. 42. P. 385-392.

205. Langille R. and Hall B.K. Developmental processes, developmental sequences and early vertebrate phylogeny // Biol.Rev. 1989. V. 64. P. 73-91.

206. Laufer E., Dahn R., Orozco O.E., Yeo C.Y., Pisenti J., Henrique D., Abbott U.K., Fallon J.F., Tabin C. Expression of Radical fringe in limb-bud ectoderm regulates apical ectodermal ridge formation // Nature. 1997. V. 386. P. 366-373.

207. Le Douarin N.M. The neural crest. 1982. Cambridge: Cambridge University Press. 259 p.

208. Lemaire L., Roeser Т., Izpisua-Belmonte J.C., Kessel M. Segregating expression domains of two goosecoid genes during the transition from gastrulation to neurulation in chick embryos//Development. 1997. V. 124. P. 1443-1452.

209. Lemaire P., Garett N., Gurdon J. Expression of Siamois, a Xenopus homeobox gene expressed in dorsal-vegetal cells of blastulae and able to induce a complete secondary axis//Cell. 1995. V. 81. P. 85-94.

210. Lemaire P.and Kodjabachian L. The vertebrate organizer: structure and molecules 7/ Trends in Genetics. 1996. V. 12. P. 525-531.

211. LeSueur J.A., Graff J.M. Spemann organizer activity of Smad 10 // Development. 1999. V. 126. P. 137-146.

212. Lovtrup S. The Phylogeny of Vertebrata. 1977. London: John Wiley and Sons. Lumsden A., Keynes R. Segmental patterns of neuronal development in the chick hindbrain // Nature. 1989. V. 337. P. 424-428.

213. Lumsden ,A. and Krumlauf R. Patterning the vertebrate neuraxis // Science. 1996. V. 274. P. 1109-1115.

214. Lups Т. Uber die Entwicklung der Hypophysis in a pig // Anat.Rec. 1929. V.22. P.207-215.

215. Manac J.R. and Scott M.P A class act: conservation of homeodomain protein functions // Development. Supplement. 1994. P. 61-77.

216. Matsuo I., Kuratani S., Kimura C., Takeda N., Aizawa S. Mouse Otx2 functions in the formation and patterning of rostral head // Genes Developm. 1995. V. 9. P. 2646-2658.

217. Mayr E. Recapitulation reinterpreted: the somatic programm // Quart.Rev.BioI. 1994. V. 69. P. 223-232.

218. McGinnis W., Krumlauf R. Homeobox genes and axial patterning // Cell. 1992. V. 68. P. 283-301.

219. McGrew M.J., Dale J.K., Fraboulet S., Pourquie O. The Lunatic Fringe gene is a target of the molecular clock linked to segmentation in avian embryos // Curr.Biol. 1996. V. 8. P. 979-982.

220. Meier S. Development of the chick embryo mesoblast: morphogenesis of the prechordal plate and cranial segments// Dev.Biol. 1981. V. 83. P. 49-61.

221. Mihalkovics V. Wirbelsaife und Himanhang // Arch. Microsc. et morphol.exptl. Anat. 1875. V. 11. P. 389-441.

222. Mita I. Studies on factors affecting the timing of early morphogenetic events duringstarfish embryogenesis // J. Exp. Zool. 1983. V. 225. P. 295-299.

223. Mita I., Obata C. Timing of early morphogenetic events in tetraploid starfish embryos h J. Exp. Zool. 1984. V. 229. P. 215-222.

224. Mita I., Satoh N. Timing of gastrulation in fused double embryos formed from eggs with different cleavage schedules in the starfish, Asterina pectinifera II J. Exp. Zool. 1982. V. 223. P. 67-74.

225. Mitchison T.J., Cramer. Actin-based cell motility and cell locomotion // Cell. 1996. V. 84. P. 371-379.

226. Moore K.L. The developing human. Clinically oriented embryology. 1988. 4th Ed. Saunders Comp.Harcount Brace Jovanovich, Inc.

227. Neave F. The origin and speciation of Oncorhynchus // Trans.Roy.Soc.Canada. Ser.III. Sect.V. 1958. V. 52. P. 25-40.

228. Nelson W.O. Studies on the anterior hypophysis. 1. The development of the hypophysis in the pig // Amer.J.Anat. 1933. V. 52. P. 307-332.

229. Niehrs C. The molecular nature of Spemann's head organizer // Trends Genet. 1999. V. 15. P. 314-319.

230. Niehrs C., Keller R., Cho K.W.Y., De RobertisE.M. The homeobox gene goosecoid controls cell migrations in Xenopus embryos // Cell. 1993. V. 72. P. 491-503.

231. Nieuwkoop P.D. The formation of the mesoderm in urodelean amphibians. I. Induction by the endoderm // Roux's Arch.Entw.Mech. Org. 1969. V. 162 P. 341-373.

232. Nieuwkoop P.D., Faber J. Normal Table of Xenopus laevis (Daudin). 1956. Amsterdam. North-Holland Publ, Co. 243 p.

233. Northcutt R.G. and Gans C. The genesis of neural crest and epidermal placods: a reinterpretation of vertebrate origins // Quart. Rev.Biol. 1983. V. 58. P. 1-28.

234. Nozaki M., Gorbman A. The question of functional homology of Hatschek's pit ofamphioxus (Branchiostoma belcheri) and the vertebrate adenohypophysis // Zool. Sci.1992. V. 9. P. 387-395.

235. Nusse R., Varmus H.E. Wnt genes // Cell. 1992. V. 69. P. 1073-1087.

236. O'Rahilly R., Muller F. Developmental stages in human embryos: Including a revision of Streeter's "Horizons" and Survey of the Carnegie collection. 1987.

237. Carnegie Inst.Wash.Pupl. Palmeirim I., Henrique D., Ish-Horowicz D., Pourquie O. Avian hairy gene expression identifies a molecular clock linked to vertebrate segmentation and somitogenesis // Cell. 1997. V. 91. P. 639-648.

238. Pannese M., Polo С., Andreazzoli M., Vignaij R., Kablar В., Barsacchi G. and Bonchinelli E. The Xenopus homologue of Otx2 is a maternal homeobox gene that demarcates and specifies anterior body regions// Development. 1995. V. 121. P. 707-20

239. Pera E.M. and Kessel M. Patterning of the chick forebrain anlage by the prechodal plate //Development. 1997. V. 124. P. 4153-4162.

240. Pourquie O. Segmentation of the paraxial mesoderm and vertebrate somitogenesis // Curr.Top.Dev.Biol. 2000. V. 47. P. 81-105.

241. Price J.W. The embryology of the whitefish, Coregonus clupeaformic (Mitchill). Pt.2// Ohio J.Sci. 1934. V. 34. N.6. P. 399-415.

242. Psychyos D. and Stern C.D. Restoration of the organiser after radical ablation of Hensen's node and the anterior primitive streak in the chick embryo // Development. 1996. V. 122. P. 3263-3273.

243. Rathke H. Uber die enstehung der glandula pituitaria // Arch. Anat. Physiol. Wissen. Med. 1838. V. 5. P. 482-485.

244. Rosenquist G.C. The chorda center in Hensen's node of the chick embryo // Anat.Rec. 1983. V. 207. P. 349-355.

245. Sakai M., Kubota H.Y. Cyclic surface changes in the non-nucleate egg fragment of Xenopus laevis // Devel.Growth Differ. 1981. V. 23. P. 41-50.

246. Sakai M., Shinagava A. Cyclic cytoplasmic activity of non-nucleate egg fragments of Xenopus controls the morphology of injected sperms // J. Cell Sci. 1983. V. 63. P. 69-76.

247. Sander K. Akademie-J. 1993. 1/93. P. 7-10.

248. Sater A.K. and Jacobson A.G. The role of the dorsal lip in the induction of heart mesoderm in Xenopus laevis // Development. 1990. V. 108. P. 461-470.

249. Satoh N. Timing mechanisms in early embryonic development // Differentiation. 1982. V. 22. P. 156-163.

250. Satoh N. Developmental Biology of Ascidians. 1994. Cambridge Univ.Press. Cambridge, U.K.

251. Satoh N., Ikegami S. A definite number of aphidicolinsensitive cell-cyclic events are required for acetylcholinesterase development in the presumptive muscle cells of ascidian embryos // J.Embryol.Exp.Morphol. 1981. V. 64. P. 1-13.

252. Saxen L. Transfilter neural induction of amphibian ectoderm // Dev.Biol. 1961. V. 3. P. 140-152.

253. Schafer D.A., Welch M.D., Machesky L.M., Bridgman P.C., Meyer S.M., Cooper J.A. Visualization and molecular analysis of actin assembly in living cells // J. Cell Biol. 1998. V. 137. P. 1919-1930.

254. Schilling T.F., Kimmel C.B. Segment- and cell-type restricted lineages during pharingeal arch development in the zebrafish embryo // Development. 1994. V.120. P.483-494.

255. Schwind J.L. The development of the hypophysis cerebri of the albino rat // Amer.J.Anat. 1928. V. 41. P. 295-315.

256. Seessel A. Zur Entwicklungsgeschichte des Vorderdarms II Arch. Anat. Entwicklungsgeschichte. 1877. S. 449-467.

257. Seifert R, Jacob M. and Jacob H.J. The avian prechordal head region: a morphological study //J. Anat. 1993. V. 183. P. 75-89.

258. Servetnick M., Grainger R.M. Changes in neural and lens competence in Xenopus ectoderm: evidence for an autonomous developmental timer I I Development. 1991. V. 112. P. 177-188.

259. Shawlot W., Behringer R.R. Requirement for Liml in head-organizer function // Nature. 1995. V. 374 P. 425-430.

260. Sheng H.Z., Moriyma K., Yamashita Т.,Li H., Potter K.A., Westphal H. Multistep control of pituitary organogenesis// Science. 1997. V. 278. P. 1809-1812.

261. Sheng H.Z., Westphal H. Early steps in pituitary organogenesis 11 Trends Genet. 1999. V. 15. P. 236-240.

262. Sheng H.Z., Zhadanov A.B., Mosinger Jr В., Fujii Т., Bertuzzi S., Grinberg A., Lee E.J., Huang S.-P., Mahon K.A., Westphal H. Specification of pituitary cell lineages by the LIM homeobox gene Lhx3 // Science. 1996. V. 272 P. 1004-1007.

263. Shih J. and Fraser S.E. Characterizing the zebrafish organizer: microsurgical analysis at the early-shield stage//Development. 1996. V. 122. P. 1313-1322.

264. Shu D.G., Luo H.L., Conway Morris S., Zhang X.L., Hu S.X., Chen L., Han J.,Zhu M., Li Y., Chen L.Z. Lower Cambrian vertebrates from south China // Nature. 1999. V. 402. P. 42-46.

265. Simeone A., Acampora D., Gulisano M., Stornajuolo A., Boncinelli E. 1993. Nested expression domains of four homeobox genes in developing rostral brain // Nature. V. 358. P. 687-690.

266. Sive H.L., Hattori K., Weintraub H. Progressive determination during formation of the antero-posterior axis in Xenopus laevis//Cc\l 1989. V. 58. P. 171-180.

267. Smith G.R., Stearley R.F. The classification and scientific names of rainbow and cutthroat trouts// Fisheries. 1989. Vol. 14. P. 4-10.

268. Spemann H. Embryonic development and induction. 1938.

269. Jale Univ. Press. New Haven, Connecticut. Spemann H. and Mangold H. Uber Induction von Embryonalanlagen durch Implantation artfremder Organisatoren // Arch. EntwMech. Org. 1924. V. 100. P. 599-638.

270. Spratt N.T. Analysis of the organizer center in the early chick embryo. 1.Localization of prospective notochord and somite cells//J.exp.Zool. 1955. V. 128. P. 121-163.

271. Stachel S.E., Grunwald D.J. and Myers P.Z. Lithium perturbation and goosecoid expression identify a dorsal specification pathway in the pregastrula zebrafish // Development. 1993. V. 117. P. 1261-1274. .

272. Steinbeisser H. and De Robertis E.M. Xenopus goosecoid: a gene expressed in the prechordal plate that has dorsalizating activity // Compt.Rend.Acad.Scienc.Paris. 1993. V.316. P. 966-971.

273. Stern C.D., Fraser S.E., Keynes R.J. and Primmett D.R. A cell lineage analysis of segmentation in the chick embryo // Development. 1988. V. 104. P. 231-244.

274. Storey K.G., Crossley J.M., De Robertis E.M., Norris W.E., Stern C.D. Neural induction and regionalization in the chick embryo // Development. 1992. V. 114. P. 729-741.

275. Sulston J.E., Schierenberg E., White J.C., Thomson J.N. The embryonic cell lineage of the nematode Caenorhabditis elegans II Dev.Biol. 1983. V. 100. P. 64-119.

276. Suzuki M.M., Satoh N. Genes expressed in the Amphioxus notochord revealed by EST analysis // Dev.Biol. 2000. V. 224. P. 168-177.

277. Taira M., Jamrich M., Good P.J., David I.B. The LIM domain-containing homeobox gene Xlim-1 is expressed specifically in the organizer region of Xenopus gastrula embryos // Genes and Development. 1992. V. 6. P. 358-366.

278. Taira M., Otani H., Saint-Jeannet J.-P., David I.B. Role of the LIM class homeodomain protein Xlim-1 in neural and muscle induction by the Spemann organizer in Xenopus II Nature. 1994. V. 372. P. 677-679.

279. Takuma N., Sheng H.Z., Furuta Y., Ward J.M., Sharma K., Hogan B.L., Pfaff S.L. Westphal H., Kimura S. and Mahon K.A. Formation of Rathke's pouch requires dual inductin from the diencephalon // Development. 1998. V. 125. P. 4835-40.

280. Tam P.P.L. and Beddington R.S.P. The metameric organization of the presomitic mesoderm and somite specification in the mouse embryo // In: Somites in developing embryos (B.R., E.DA and L.J.W, eds). Plenum press, New York and London. 1986. P. 17-36.

281. Tam P.P.L., Steiner K.A., Zhou S.X., Quiman G.A. Lineage and functional analysis of the mouse organizer // Cold Spring Harb.Symp.Quent.Biol.LXII. 1997. P. 115-125.

282. Teerijoki H., Krasnov A., Gorodilov Y., Krishna S., Molsa H. Rainbow trout glucose transporter (OnmyGLUTl): functional assessment in Xenopus laevis oocytes and expression in fish embryos // Jour. Exp. Biol. 2001. V. 204. P. 2667-2673.

283. The C.elegans Sequencing Consortium: Genome sequence for the nematode C.elegans: a platform for investigation biology// Science. 1998. V. 282 P. 2012-2018.

284. Thomas P.Q., Johnson B.V., Rathjen P.D. Sequence, genomic organization, and expression of the novel homeobox gene Hesxl // Jour.Biol.Chem. 1995. V. 270. P. 3869-3875.

285. Treier M., O'Connell S., Gleiberman A., Price J. , Szeto D,, Burgess R., Chuang P.T., McMahon A.P. and Rosenfeld M.G. Hedgehog signaling is required for pituitary gland development // Development. 2001. V. 128. P. 377-386.

286. Trinkaus J.P. The yolk syncytial layer of Fundulus: its origin and history and its significance for early embryogenesis // J.Exp.Zool. 1993. V. 265. P. 258-284.

287. Triplett R.I., Meier S. Morphological analysis of the development of the primary organizer in avian embryos // J.Exp.Zool. 1982. V. 220. P. 191-206.

288. Valentine J.W., Ervin D.H., Jablonski D. Developmental evolution of Metazoan bodyplans: the fossil evidence // Dev.Biol. 1996. V. 173. P. 373-381.

289. Van Eeden F.J.M., Granato M., Schach U., Brand M., Furutani-Seiki M. et al. Mutation affecting somite formation and patterning in the zebrafish, Danio rerio // Development. 1996. V. 123. P. 153-164.

290. Vladykov V.D. A review of salmonid genera and their broad geographical Distribution // Trans.Roy.Soc.Canada. Ser.IV. Sect.3. 1963. V. 1. P. 459-504.

291. Vuorinen J., Piironen J. Electroforetic identification of Atlantic salmon (Salmo salar), Brown trout (S.trutta) and their hybrids // Canad.J.Fish.Aquat.Sci. 1984. V. 41. N.12. P. 1834-1837.

292. Wachtler F. and Jacob M. Origin and development of the cranial skeletal muscles // Biblio.Anat. 1986. V. 29. P. 24-46.

293. Watanabe Y.G. An organ culture study on the site of determination of ACTH and LH cells in the rat adenohypophysis // Cell Tissue Res. 1982. V. 227. P. 268-275.

294. Watkins-Chow D.E. and Camper S.A. How many homeobox genes does it take to make a pituitary gland? // Trends Genet. 1998. V. 14. P. 284-290.

295. Webb G.J.W., Cooper-Preston H. Effects of incubation temperature on Crocodiles and the evolution of reptilian oviparity// Amer.Zool. 1989. V. 29. P. 953-971.

296. Weinstein D.C., Ruiz Altaba A., Chen W.S., Hoodless P., Prezioso V.R., Jessel T.M., Darnell J.E. The winged-helix transcription factor HNF-3beta is required for notochord development in the mouse embryo // Cell. 1994. V. 78. P. 575-588.

297. Whittaker J.R. Segregation during ascidian embryogenesis of egg cytoplasmic information for tissue-specific enzyme development // Proc.Nat. Acad. Sci. USA. 1973. V. 70. P. 2096-2100.

298. Wilkinson D.G. Molecular mechanisms of segmental patterning in the vertebrate hindbrain and neural crest // BioEssays. 1993. V. 15. P. 499-505.

299. Zakany J., Kmita M., Alarcon P., de la Pompa J.-L. and Duboule D. Localized and transient transcription of Hox genes and the segmentation clock // Cell. 2001. V. 106. P. 207-217.

300. Zaraisky A.G., Ecochard V., Kazanskaya O.V., Lukyanov S.A., Fesenko I.V., Duprat A.M. The homeobox-containing Gene XANF-1 may control development of the Spemann organizer//Development. 1995. V. 121. P. 3839-3847.

301. Yamada T. Caudalization by the amphibian organizer: brachyuri, convergent extension and retinoic acid // Development. 1994. V. 120. P. 3051-3062.

302. Yasui K., Zhang S., Uemura M., Aizawa S., Ueki T. Expression of a twist-related gene, Bbtwist during the development of a lancelet species and its relation to cephalochordate anterior structures // Dev.Biol. 1998. V. 195 P. 49-59.

303. Yoneda M., Ikeda M., Washitani S. Periodic change in the tension at the surface of actvated non-nucleate fragments of sea-urchin eggs // Develop.Growth Differ. 1978. V. 20. P. 329-336.

304. Yuan S. and Schoenwolf G.C. Reconstitution of the organiizer is both sufficient and required to re-establish a fully patterned body plan in avian embryos // Development. 1999. V. 126. P. 2461-2473.