Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Морфологический и таксономический анализ асептатных грегарин (SPOROZOA, GREGARINOMORPHA) фауны Белого моря

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Морфологический и таксономический анализ асептатных грегарин (SPOROZOA, GREGARINOMORPHA) фауны Белого моря"

московский государственный университет имени а а Ломоносова

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

№ правах рукописи

СИИДШЮВ ТИМУР ГЕННАЛЬЕВИЧ

ШРйОЛОГйЧЕСКИЯ Н ТАКС0Н0151ЧЕСКНЯ АНАЛИЗ АСЕПГАТНЫХ ГРЕТ АРИН (Брогогоа, СгегагШопюгрЬа) ОАУНЫ БЕЛОГО МОРЯ

Специальность 03.00.03 - ¡зоология

АВТОРЕФЕРАТ джсерт&цю« на соискание учекой степень" кандидата биологических паук

Шсква - 1992

Работа выполнена на кафедре зоологии и сравнительной анатомии беспозвоночных тавотных биологического факультета Шсковского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

П. Е Ыатёкин

Официальные опонненты: доктор биологических наук, профессор кандидат биологических наук, доцент

Е Ш. Сафьянова А. А. Добровольский

Ведущее учреждение:

Институт цитологии РАН (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится 4 ыаа 1802 г. в 15 ч. 30 мин. на заседании специализированного совета Д 053.05.34 в Московской государственной университете им. Ы. Е Ломоносова, по адресу: 110899, ГСП, Мэсква В-234, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета ЦГУ.

Автореферат разослан

1992г.

Ученый секретарь специализированного кандидат биологических наук

введение.

Актуальность проблемы. Грегаринам отводится вакное место в современных систематических и филогенетических построениях в пределах типа Sporozoa. Часть грегарин сохранила ряд примитивных черт - наличие у некоторых представителей в жизненном цикле ме-рогонии, суиествование у взрослых тофоэоитов структур, присупщх лишь ранним стадиям развития других споровиков. Все это позволяет считать их наиболее древней в филогенетическом отношении группой среди современных Sporozoa Поэтому, изучение грегарин имеет большое значение для улгубления наших представлений о филогенетической и систематической структуре типа Sporozoa, многие представители которого являются возбудителями серьезных заболеваний человека и животных.

Многие грегарикы являются массовыми паразитами практически всех групп морских беспозвоночных. Вплоть до настоящего времени морские грегарины остаются полностью неизученными не только для Белого шря, но и для большинства морей СССР- вообщэ. Отсутствие сведений по фауне грегарин препятствует выяснению роли этих организмов в экологии морских сообществ. Беизученность морских грегарин не позволяет определить степень их влияния на популяции массовых и важных в практическом отношении видов шрских беспозвоночных.

Морские грегарины наиболее разнообразная экологическая группа класса, включающзя, к тому яе, наиболее примитивные асеп-татные (лишенные септы) формы, представляющие особый интерес в отношении поникания эволюции грегарин и споровиков в целом. Это. в частности, архигрегарины (отряд Archlgregarinida) и грегарины семейства Lecudinidae - одного из крупнейших (более 130 видов) в подотряде Aseptata (отряд Eugregarinida).

В настояние время из-за слабой изученности грегарин отсутствуют четкие диагностические признаки видов, что обуславливает неразработанность их систематики в-целом и крайне затрудняет видовую идентификацию. Такая ситуация имеет место и в отношении вышеуказанных групп (Leviпе, 1971; 1977), так Как большинство видов в них описано только по трофозоитам (другие стадии яизнен-ного цикла чаще всего неизвестны) на основе, часто, довольно однообразной внешней морфологии и экспериментально ие подтвержденного мнения о видоспецифичности грегарин к хозяевам. В то же время, как известно из литературных источников, трофоэоиты гре-

гарин обладают богатой и интересной ультраструктурой, которув почти никто не пробовал использовать для решения вопросов систематики. В отношении семейства 1.еси<Ип1<1ав, как, впрочем, и других семейств, применение ультраструктурных данных в систематике осложняется, кроме того, очень небольшим числом видов, подвергнутых ультраструктурному исследованию (4 вида из более чем 130).

Цель работы заключалась в выявлении разнообразия ультраструктуры трофозоитов грегарин Белого моря (преимущественно сем. ЬосисйпКЗае) и поиску на этой основе ультраструктурных признаков, которые могли Оы использоваться в систематике этих простейших.

В соответствии с этим, основные задачи (направления) работы были следующими:

1. Исследование массовых видов морских беэпозвоночных с целью нахождения в них трофозоитов грегарин семейстЕа Ьеси(Нп1(!ае.

2. Изучение ультраструктуры обнаруженных трофозоитов.

3. Сравнительно-морфологический анализ изученных структур и выяснение возможности их использования в систематике группа

4. Описание новых таксонов и переописание уже известных с привлечением полученных данных.

Б. На основании полученных результатов и анализа имеющихся в литературе данных подготовить теоретические предпосылки и предварительные рекомендации для последующих исследований этой группы паразитических простейших.

Научная новизна первые предпринято комплексное исследование грегарин Белого моря. Обнаружено и изучено 13 видов грегарин в различных морских беспозвоночных. Из них 9 видов описаны как новые для науки. Впервые описана ультраструктура эпицита 12 видов и на этой основе выявлены новые систематические признаки, позволившие произвести таксономические перестановки в семействе ЬесисИтйае. Разработана новая унифицированная методика описания грегарин с использованием ультраструктурных признаков.

Практическое и теоретическое аначение. Новые систематические признаки на основе ультраструктуры переднего конца трофозоитов и эпицитарных гребней должны быть использованы в качестве определительных, что сделает идентификацию видов грегарин по

трофозоитам более достоверной. Изучение ультраструктуры трофоэо-итов несомненно полезно не только для построения естественной системы грегарин, но и для понимания путей их эволюции, а также для понимания эволюции споровиков в целом.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на IV региональной конференции по проблемам изучения, рационального использования к охраны природных ресурсов Белого моря (1990). Основные положения диссертации докладывались на заседании кафедры зоологии и сравнительной анатомии беспозвоночных животных С1991).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 работы и 2 находятся в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы и приложения. Основная часть работы изложена на 116 страницах машинописного текста и содержит 3 рисунка и 1 таблицу. Список литературы включает 139 названий, из них 130 - на иностранных языках. В приложении содержатся 13 рисунков и 31 таблица со 185 микрофотографиями.

v МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Материал для данной работы был собран с июня по август 1989 и 1990 г. на Беломорской биостанции МГУ (пролив Великая Сама, Кандалакшский залив Белого моря). Изучались массовые виды литоральных и сублиторальных беспозвоночных на предмет нахождения в них грегарин. Основная масса материала добывалась при тралениях тралом Сиксби с малых судов в районе Великой Салш (Саламатовы скалы, Еремеевский порог), на южном траверзе Киндо-шса и в губе Ермолинской. t&CTb проб была собрана при погружениях с помощью л ёгководолазной техники в районе Саламатовых скал и Еремеевского ,порога. Сбор хозяев, обитающих на литорали (Lineus sp. ) осуществлялся на Киндо-мысе в отлив под камнями. Для поиска Lumbrineris fragtlis, были предприняты глубоководные траления (>100 и) на траверзе Киндо-мыса с сейнера СЧ2 2032.

Выбор хозяев осукрствлялся по двум критериям. Во-первых, это должны были быть массовые виды. В них предполагалась большая вероятность обнарумения паразитов, так как высокая численность создает лучшие условия для замыкания их жизненного цикла и вара-

жения хозяев. Во -вторых, это должны были быть потенциальные хозяева интересующих нею объектов - грегарин семейства Lecudinidae. Такими хозяевами являются представители различных групп червей, преимущественно полихет, а также асцидии. Исходя из этих двух принципов исследовано в общей сложности 424 экземпляра 29 видов хозяев, йтносяшихсн к 3-м группам: Nemertini, Polychaeta, Ascidiaoea.

Определение большинства хозяев осуществлялось по книгам "Определитель фауны и флоры северных морей СССР" под редакцией Е. Н. Гаевской (1947) и "Практический определитель многощетинковых червей Белого моря" (А.Б.Цетлин, 1980). Опредение асцидий провел К. Ы. Санамян.

Поиск грегарин осуществлялся путем просмотра вскрытого, предварительно отпрепарированного кишечника, под бинокуляром ЫЕС -1 и микроскопом ЫБР-1. йивые объекты, помещенные в каплю морской воды под покровным стеклом изучались в световом микроскопе ЫБР-1. Микрофотографии живых объектов были получены с помощью насаженного на микроскоп фотоаппарата "Зенит-Е". Съемка производилась на фотопленки "Ыикрат-200" и "Иикрат-300". Дйя приготовления постоянных препаратов грегарин фиксировали жидкостью Бузна с последующей отмывкой 70 спиртом. После окраски гематоксилином Караччи объекты заключались в канадский бальзам по стандартной методике. 5-10 экземпяров грегарин каждого обнаруженного вида были зафиксированы 4Z формалином, а затем 27. раствором 0s04>

После восходящей спиртовой проводки (35°, 50°, 70°, 80°, 96°) объекты переводили в смесь 96 спирта и ацетона 1:1, далее следовали три смены ацетона по 1 часу и высушивание в критической точке. Вслед за этим объекты подвергались золото -платиновому напылению и изучались в сканирующем электронном микроскопе Hitachi S -405А. В общей сложности при помощи СЭМ изучено более 100 трофозоитов. Для получения ультратонких срезов грегарин фиксировали 1,52 глютаральдегидом на 0,1 М какодилатном буфере, постфиксировали 2Х раствором 0s04 на 0,1 Ы какодилатном буфере,а

ватем заливали в эпон-аралдит по стандартной методике. Полученные блоки резали на ультратоме LKB-III. Ультратонкие срезы, окрашенные уранил-ацетатом и цитратом свинца по Рейнольдсу, изуча-

ли в электронном микроскопе J ЕМ-100 В. Для изучения в электронном микроскопе выбирались наиболее крупные, раэвитыэ трофозоиты. В процессе работы исследовано более 300 электронных микрофотографий с Т3!1

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. ' ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектами исследования стали 13 видов грегарин. Все они указаны для Белого моря впервые, при этом 9 видов - новые для науки. Паразиты обнаружены (табл. 1) в кишечниках представителей 10 видов беспозвоночных, относящихся к трем группам: Polychaeta (Б видов), Nemartint (2 вида) и Ascidiacea(2 вида). При этом в Lumbrlrierls fragilis отмечено совместное паразитирование 3-х видов, а в FlabelliEera affinis - 2-х видов грегарин. Случаев нахождения одного и того же вида паразитов в разных видах хозяев не отмечено.

ТОНКАЯ ШРФОЛОГИЯ ТРОООЗОИТОЕ Изучение тонкой морфологии трофозоитов выявило ряд различий между исследованными видами, касающихся, прежде всего, строения кортекса и переднего конца.

Кортикальные структуры. Исследование кортикальных структур трофозоитов с помощьи трансмиссионного электронного микроскопа (ТЭЫ) на поперечных срезах показало резкое отличие Selenidium pennatum, у которого отсутствует эпицит, от других исследованных видов, обладающих хорош развитыми эпицитарныш г резнями.

Покровы. Покровы трофозоитов S. pennatum представлены гладкой трехмембраняой пелликулой, характерной для всех споровиков *на тех или иных стадиях жизненного цикла (Vivier et al., 1970). Снаружи пелликула покрыта тонким слоем гликокажикса толщиной Б-6 на. Под пелликулой тянутся продольные никтротрубочки (25 ш), расположенные в несколько слоев. Каждая микротрубочка на поперечном срезе окруизна областью гиалоплазмы грубо гексагональной формы. Обнаружены микропоры, также как пелликула, характерные для всех споровиков и имеющие сходное строение в разных группах (Scholtyseck, Mehlhorn, 1970): мембраны внутреннего мембранного

Таблица 1. Распределение обнаруженных видов грегарин по хозяевам.

Виды грегарин Хозяева Лэкали-вадия Экстенсивность инвазии Интенсивность инвазии

Arohlgregarinida

1. Selenidtum pennatum sp. n. Flabelligera aff mis кишечник 100Х десятки экз.

Eugregarinida

2. Lecudina pellucida Nereis pelagica то ке 67Х десятки

3. L. longissima то же 100Х единицы

4. L. olaviformis sp. n. Б. Paraleoudina oatalinensis Lumbrinens . fragilis то же то же БОХ 100% единицы десятки

6. Sphinotooystis phyllodools sp. n. Phyllodooe citrina то же 1 5 КЗ. >100 экз.

7. Ophioidina linei sp. n. Lineus sp. то же 100% >100 экз.

8. Lankesteria ourvtcephala sp. n. Dendrodoa grossularia то же 26Х десятки - экз.

0. L. leviriei sp. n. Ascidia callosa то же 100* десятки

10. Salebrina lenta sp. n, Nemertint gen. sp. то же 1 экв. >100 экз.

11. Loxoirorpha harmothoe Harmothoe iirfcrioata то же 27Х единицы

J2. Kamptocephalus mobilis sp. n. Flabelligera affinis то же юог единицы

13. Mastygorhynchus bradae sp. n. Brada villosa то же 80Х >100 экз.

комплекса пелликулы образуют разрыв, через который плазмалемма инвагинирует в эктоплазму. Устье микропоры окружено муфтой из электронноплотного матрикса. Подобная S. pennatum ультраструктура кортекса (отсутствие эпицита, наличие слоев продольных суб-пелликулрных микротрубочек) характерна для представителей отряда Archigregarinida (Vivior, Schrevel, 1964, 1966; Schrevel 1968, 1970, 1971, 1972 и др. ).

Покровы остальных исследованных видов существенно отличаются от таковых S. pennatum. Вся поверхность их трофозоитов покрыта гребнями, которые представляют собой многочисленные узкие продольные складки пелликулы, идущие вдоль всего тела грегарин и в совокупности формирующие зпицит - структуру, характерную для отряда Eugregarinida Эпицитарные гребни являются достаточно жесткой и устойчивой структурой - они сохраняются даже у лопнувших, разрушенных клеток (Philippe, Schrevel, 1982; Philippe et al. 1987). Именно они, путем ундуляции, обеспечивают скользящее движение (Vavra, Small, 1969; Mackenzie, Walker, 1983).

Структура эпицита исследованных видов имеет много общих черт. Гребни ; эпицита, как уre указывалось, образованы пелликулой, характерной для всех споровиков, и состоящей из трех мембран. Внешняя мембрана (8 нм) - плазмалемма - покрыта гликокалик-сом, который может быть различной толщины и плотности. Средняя и внутренняя мембраны ( 7 ны каждая) обычно сближены и формируют внутренний мембранный комплекс (ВМК), отделенный от внешней мембраны промежутком, заполненным однородной гранулярной субстанцией. В вершинах гребней находятся апикальные арки (между плазма-леммой и ВЫК) и апикальные филамекты (прилегают к ВМК со стороны цитоплазмы). Их количество может быть разным у разных видов; 'кроме того, у видов с многочисленными апикальными арками и фила-ментами их число может незначительно варьировать.

Изнутри к пелликуле прилегает подстилающий слой толщиной 20 -25 нм, состоящий, по-видимому, из тонких фибрилл и часто образующий в вершинах гребней апикальное утолдрние в котором может залегать плотная, более или менее оформленная продольная осевая структура - т. н. "средняя ось". Шдобный жв слой, называемый, "базашгой ламеллой", отделяет внутренние полости гребней от эктоплазмы, сливаясь с подстилающем в промежутках между гребнями.

Мнкропоры типичного для споровиков строения располагаются в бороздах между гребнями.

Описанную выше структуру эпицита можно назвать "классической", так как она присуща большинству грегарин, в частности, 10 из исследованных нами видам.

На основании различий в форме контуров гребней на поперечном срезе, структуре гдликокаликса, числе апикальных арок и фи-ламентов, а также наличию или отсутствию средней оси эпициты ис- ■ следованных видов можно разбить на 6 морфологических типов.

Тип 1 ("лекудинный"). Контуры гребней на поперечном срезе ампуловидные, часто несколько вздутые и имеюцие перехват у основания. Гликокаликс не развит. Апикальные арки и филаменты могут быть выражены в разной степени; если они есть, то число их около 10. Апикальное утолщэние подстилающего слоя выражено слабо, либо не выражено. В эту группу входят эпициты Lecudina longissima, L olaviformis и L. pellucida.

Тип 2. Контуры гребней на поперечном срезе пальцевидные -боковые стенки параллельные, вершина закругленная. Гликокаликс почти не развит. Апикальные арки и филаменты развиты хорошо, их число сравнительно невелико - около Б. Имеется средняя ось. Сюда относится Paralecudina catalinensis.

Тип 3. Контуры гребней на поперечном срезе пальцевидные. Гликокаликс развит хорошо. Апкадьныз арки и филаменты выражены отчетливо, их количество - 6-8. Средняя ось развита слабо. Подстилающий слой рыхлый. Этим типом строения эпицита обладает Sphinctocystis phyllodocis.

Тип 4. Контуры гребней на поперечном срезе лепестковидные, тесно сближенные. Гликокаликс развит очень сильно. Количество апикальных арок и филаыентов - около 3. Средняя ось имеется. Представитель - Ophioidina Hnei.

Тип б ("ланкестерийный"). Контуры гребней на поперечном срезе более или менее пальцевидные, могут быть укороченными. Гликокаликс развит сильно. Апикальных арок - 3-4. Апикальных филаыентов - 3. Хорошо развита средняя ось. Сюда относятся представители рода Lankesterja и Salebrina lenta.

Тип 6. Контуры гребней на поперечном срезе расширены на вершине. Гликокаликс плотный, но тонкий. Апика^&мое утолцгние

подстилаюиего слоя развито очень сильно - оно заполняет всю верхушку гребня и да*к достигает его базальной части. Представитель - Loxomorpha harmothoe.

Два из исследованных видов грегарин - Kamptocephalus mobilis и litestigorhynchus bradae - обладают аберрантными структурами эпицита. При этом у них наблюдается ряд общих черт -отсутствие "базальной ламеллы", характерное расположение микропор на боковых стенках гребней, плоские вершины, различная степень видоизменения апикальных арок и филаментов.

Фибриллярные структуры эктоплазмы. У всех исследованных видов грегарин хорошо развиты пронизывающие всю цитоплазму структура, читающиеся на некоторых снимках как сеть фибрилл. Их толщина примерно одинакова - около 16 нм. Этот материал напоминает таковой, образующий подстилающий слой и базальную ламеллу, и, возможно, имеет ту га природу.

К фибриллярным структурам эктоплазмы относятся такие микротрубочки. Они есть у всех грегарин и имеют толщину 240-250 км. Selenidium pennatum, как и положено ар х иг ре г арии ам, имеет несколько (2-3* слоев продольных субпелликулярных микротрубочек. У Eugregarinida, обладающих классическим эпицитом, продольные микротрубочки отсутствуют, за исключением переднего конца, зато почти всегда ииеюгся кольцевые. Исследование наш виды грегарин разнятся по наличию или отсутствию этих структур, глубине их залегания и интенсивности развития. У большинства на срез попадают одна - две мкротрубочки одновременно (Lankesteria ourvtcephala, L. levineij Lecudina pel lucida, L. longissima, L. sp., Loxomorpha harmothoö, грегарина из нешртины Gen. sp. ). При этом у Lecudina longissima и L. sp. они залегают почти субпелли-* кулярно, а у прочих видов сдвигаются в эктоплазму на различную глубину. Гораздо сильнее развиты микротрубочки у Sphinctocystis phyllodocis и Lecudina catalinensis. На срезах видны целые их пучки, причем у L catalinensis они залегают на глубине порядка 1 ккм, почти на самой границе эндоплазмы.

У грегарин с аберрантными эпицитамн - Karrptocéphalus и Mastigorhynchus - кольцевые микротрубочки, видимо, отсутствуют или развиты очень плохо. Необычно наличие мошиого пучка продольных микротрубочек на границе экто- и эндоплазмы у

КапрЬосерЬа1из. Вообще, развитие дополнительных структур типа продольных микротрубочек, часто встречается у зугрегарин, обладающих видоизмененными эпицитами - например, у представителей семейства Мэпосузийае.

Вакуоли и включения. Эктоплазма грегарин богата различными вакуолями и включениями. ' Можно выделить несколько групп вакуолей: вакуоли, содержащие электронноплотные включения, вакуоли, содержащие электронноплотные фибриллы (встречены только у Катр1осер)та1из тоЫ 1и МазидогЬупсГииз Ьга<1ае), вакуоли, заполненные плотным материалом ("плотные гранулы"). Первые две группы вакуолей встречаются у большинства исследованных видов. Они обычно имеют округлую или неправильно-округлую форму и размеры порядка 0,2-0, 75 мкм.

Особый интерес вызывают "плотные гранулы". На некоторых срезах видно, что они окружены мембраной, которая, правда, плохо сохранилась. Таким образом, в сущности, они представляют собой вакуоли, заполненные электронноплотним материалом. У части исследованных видов эти вакуоли входят в контакт с пелликулой. В этом месте внутренний мембранный комплекс разрывается, а мембрана вакуоли соединяется с внешней мембраной пелликулы (плазмалем-к»й). В результате происходит выброс содержимого вакуоли наружу. Судя по всему, содержимое представляет собой мукополисахариды, • образующие слизь. Таким образом, "плотные гранулы" по-видимом!' являются секреторными и служат для секреции слизи.

Плотные тела, имеющееся в цитоплазме Бе1егпсИшп реппа^т по морфологии и расположению сходны с роптриями и микронемами ар-хигрегарин (БсЬгеуе1, 1968а; 1969а; 1971аЬ). Они никогда не входят в контакт с пелликулой и их количество возрастает по направлению к переднему концу.

Строение переднего конца. Иэрфология поверхности. Разнообразие строения поверхности переднего конца большинства исследованных видов определяется двумя параметрами - степенью развития апикальной папиллы и наличием или отсутствием гладкой плопщки -области, лишенной гребней.

По этим признакам можно выделить несколько типов строения переднего конца. Первый тип свойственен ЬесисИпа ре11иса<1а, Ь. 1огц^зз1та и Ь. с^ау^огвиБ Гладкая плопвдка у них отсутствует,

- И -

а апикальная папиллз либо также отсутствует (L. longissima), либо выражена очень слабо и выглядит как результат слияния гребней (L. sp. , L. pel lucida)

Следующий (2-й) тип строения имеет L. catalinensis. Он характеризуется отсутствием гладкой плопвдки и хорошим развитием апикальной папиллы.

Такой же степенью развития апикальной папиллы характеризуются Lankesteria levinei, Lankesteria curvicephala и Sphincto-cystis phyllodocis, имеющие 3-й тип строения переднего конца. В атом ряду наблюдается тенденция к образованию гладкой плопщдки ьа счет уменьшения высоты гребней до нуля не доходя до апикальной папиллы.

Salebrina lenta (4-й тип) обладает хорошо развитой гладкой площадкой с едва заметной апикальной палиллой.

Гладкая плоивдка на переднем конце Ophioidina line i (Б-й тип), видимо, образовалась в результате срастания эпицитарных гребней. В центре её имеется терминальное углубление.

Шестой тип представляет Kamptocephalus mob i 1 i s, у которого имеется гладкая плоовдка, образованная сросшимися гребнями; апикальная папилла полностью отсутствует.

Особыми типами строения передних концов обладают Loxomorpha harmothoë и Mastigorhynchus bradae, имеющие эпимеритоподобныэ прикрепительные приспособления. У Loxorrarpha на "хоботке", который способен отбрасываться, имеются зигзагообразные гребни. Прикрепительный аппарат Mastigorhynchus состоит из двух частей -базальной, несущей гребни, и отделенной резкой бороздой от остальной части тела и апикалзной ("хоботка"), лишенной гребней.

Ультраструктура. Нами были исследованы продольные срезы пег реднего конца Б видов грегарин. Результаты исследования переднего конца трех из пяти видов - Lecudina pellucida," Lankesteria levinei и Salebrina lenta согласуются с результатами более ранних исследований L. pellucida (Schrevel, Vivier, 1966). У всех трех видов отмечено наличие вдесь вакуолей с включениями и обилие "плотных" гранул, которые мы считаем секреторными. Наличие роптрий у L. pellucida нашими исследованиями не подтверждается. Также отсутствует и мукрональная вакуоль, описанная у Ascocystis culicis (Walsh, Callaway, 1969). L. pellucida и Salebrina lenta

имеют хорошо развитую систему микротрубочек. Следует отметить полное отсутствие гранул парагликогена в мукрональной цитоплазме, что объясняет прозрачность мукрона у живых грегарин. У Ьапкез1епа 1еУ1пе1, в отличие от двух других видов в мукрон заходят крупные липидные гранулы.

Передний конец КалтрЬосерЬа1из тоЬШэ июет уникальную структуру - гребни эпицита срастаются здесь вершинами, в результате чего образуются каналы, постепенно уменьшающиеся в диаметре по мере приближения к переднему концу. Видимо, такая конструкция обеспечивает возможность механического присасывания грегарины к клеткам кишечного эпителия хозяина. Предположительный механизм работы "присоски" таков: происходит укорочение гребней и сужение каналов - в результате гладкая площадка на переднем конце становится вогнутой.

Ультраструктура переднего конца Маз11 догЬупсЬ.иБ Ьгайае подтверждает негошлогичность базальной части прикрепительного аппарата этой грегарины протомериту еептаткых форм, так как сама септа отсутствует. Вместо нее имеется мощное кольцо фибрилл, лежащее чуть выше перетяжки, имеющей вид кольцевидной борозды. Цитоплазма переднего конца Р. Ьгас1ае, как и у большинства грегарин, лишена гранул парагликогена Сюда заходят вакуоли и плотные гранулы, которых, однако, немного по сравнению с другими видами. Хорошо развиты микротрубочки, особенно в основании "хоботка".

Итак, для цитоплазмы переднего конца трофозоитов большинства ис следованных видов характерны те же признаки, что и для эктоплазмы - отсутствие парагликогена, обилие вакуолей, наличие микротрубочек. В целом, можно выдвинуть предположение, что ыукро-нальная цитоплазма изначально является утолщэнным специализированным участком эктоплазмы.

Эндоплазма и ядро.

Эндоплазматические структуры и ядра грегарин обладают значительно меньшим разнообразием, чем кортикальные структуры.

Паратликоген. Парагликогеи является запасным углеводом грегарин и откладывается в цитоплазме в виде зерен. Максимальные размеры зерен варьирует, в зависимости от вида в небольших пределах от 0,5-0,7 мкм до 1-1,3 мкм. В этом отношении выделяется только ЬапкезСепа сигИсерПа2а, ииекчш очень крупные зерна до

2,2 мкм в диаметре. Форма зерен обычно округлая или неправильно округлая, за исключением L. cataünensis и L. pellucida

Структура зерен также неодинакова у разных видов. Можно выделить 2 основных типа строения. Первый тип - зерна с "Концентрическим уплотнением" то есть на периферии зерна имеется ободок повышенной электронной плотности. Сюда относятся Lecudina catalinensts и Lankesteria levinei. Второй тип - зерна с "радиальными уплотнениями", то есть от периферии по направлению к центру зерна сходятся как бы "лучи" повышенной электронной плотности которые могут иметь различную степень выраженности в зависимости от вида. Такое различие в структуре зерен связано, возможно, с процессом их образования и роста. Вероятно, зерна парагликогена первого типа имеют один центр роста, тогда как зерна второго типа - несколько. Зоны повышенной электронной плотности возникают, возможно, на границах участков роста

Клеточные органеллы. Основные клеточные органеллы большинства исследованных видов - ЭПР обоих типов, комплексы Гольджи, имеют типичное для всех эукариот строение. Отклонения от общей схемы наблюдаются только в строении Sphinctocystis phyllodocis (инверсия части диктиосом).

Нам не удалось обнаружить у исследованных видов четко выраженных митохондрий. Возможно, это связано с недостатком фиксации. Кроме того, митохондрии у грегарин относительно немногочисленны и могли просто не попасть на срез.

Ядро. Ядро попало на срезы 6 изученных видов грегарин. Это грегарина из неыертииы Gen. sp., Lecudina catalinensts, L. pellucida, Lankesteria lev.nei, Sphinctocystis phyllodocis и Mastigorhynchus bradae. Ядерная оболочкаМ- bradae имеет неболв; шие выросты, в отличие от ядер других видов. Интересно строение имеет ядро Sphinctocystis phyllodocis - в его кариолимфе присутствуют плотные толстые нити, природа которых не установлена. Ёоаможно, это частично конденсированный хроматин, либо тяжи ри-бонуклеопротеида (РНП).

Ядра остальных исследованных видов иыеют классическую для грегарин структуру. Это типичные пузырьковидные ядра, не имеющие выростов оболочки. Кариодимфа их достаточно однородна и не содержит включений, кроме хорошо видных на срезах ядрышек округлой

формы.

СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ УЛЬТРАСТРУКТУРНЫХ ПРИЗНАКОВ.

Для того, чтобы оценить таксономическую значимость новых признаков, необходимо сопоставить новые данные с существующими представлениями о системе.

В настоящее время диагностика видов,родов, а в некоторых случаях и семейств грегарин строится, в основном, на "хозяинном" подходр и, часто, довольно однообразной (как в семействе Lecudinidae) внешней морфологии трофозоитов на светооптическом уровне. В соответствии с этим большинство описанных видов, в т.ч. Selenidium pennatum, можно было бы отнести к отряду Eugregarinida, семейству Lecudinidae, и, более того, к роду Lecudina (за исключением Loxomorpha, Mastigorhynchus и Lankesteria, имеющих достаточно характерную внешнюю морфологию).

Изучение ультраструкгуры трофозоитов, однако, показало существование у Selenidium pennatum черт, однозначно свидетельствующих о его принадлежности к отряду Archigregarinida - отсутствие эпицита, наличие слоев продольных субпедликулярных микротрубочек, присутствие в цитоплазме роптрий и микроне м.

Остальные исследованные виды, в полном соответствии с диагнозом .1 ввиду отсутствия противоречащих данных, мы относим к отряду Eugregarinida, семейству Lecudinidae.Среди исследованных нами видов грегарин имеются 4 уже описанных. Это Lecudina pellucida - типовой вид рода Lecudina, L. longisstma, L. catalinensis и Loxomorpha harmothoe. Кроме того, имеются два вида, отнесенные нами к роду Lankesteria - L curvicephala и L. levinei. Род Lankesteria представляет собой хорошо очерченную, морфологически моноиорфную группу паразитов оболочников (асци-дий). Поэтому мы можем с высокой степенью вероятности утверждать естественность этой группы. /

При проведении типизации эпицитов в разделе 4.1.1., Lecudina pellucida и L. longissima попали вместе с новым видом L. claviformis в группу с "лекудинным" эпицитом. Lankesteria levinei и Lankesteria curvicephala попали в группу с "ланкесте-рийним" эпицитом. Наконец, Loxomorpha harmothoe образует отдельный тип строения. Таким образом, различия в типе строения эпици-

та достаточно хорошо кореллируют с другими признаками (хозяева, внешняя морфология), на основе которых рода ЬапкеэЬепа и ЬохотогрЬа отграничиваются от рода ЬесисИпа. Это свидетельствует о возможности применения рассмотренного признака в качества 1фи-терия рода.

Различия в форме и размерах контуров гребней, в количестве и степени выраженности апикальных арок и филаментов наблюдаются также среди видов, обладающих одним и тем же типом строения эпи-цита и относимых к одному роду (1.ееи<Ппа ре11ис1с1а, 1опе1331Ш и Ь. с1аУ1Гогт1з; иапкевЬеПа сигУЮерЬа^а и Ь. 1еу 1 пе 1). Эти различия хорошо кореллируют с различиями в морфологии и виде хозяина, в котором паразитирует данный вид грегарин. Таким образом, они могут использоваться в качестве таксономических признаков с видовым рангом.

Одним из признаков, могущим иметь существенное систематическое значение является строение переднего конца грегарин (5сЬгеуе1, 1С39). Среди исследуемых нами видов прикрепительный отбрасываемый "хоботок" имеют два вида, относящиеся к различным родам - Ьохопюгр1та ГигтоШое и Мази^огЬупсГшз Ьгайае. Наличие подобного органа не соответствует диагнозу рода ЬесисПпа Строение переднего конца исследованных видов подробно обсуждалось в одноименном разделе.

Сопоставление выделенных типов строения переднего конца с существующими представлениями о системе, а также со структурой эпицита, показывает, что различия в строении переднего конца грегарин неплохо укладываются в рамки существующей системы с одной стороны и не противоречат данным, полученным при исследовании эпицитов с другой. Все это дает достаточную основу для принятия во внимание указанных признаков при решении систематических вопросов.

Таким образом, возникает необходимость введений ультраструктурных признаков - структуры зпицита и строения переднего конца в диагнозы видов и родов. Относительно других подобных признаков таких выводов сделать нельзя из-за недостатка данных. Огромную ценность ультраструктурные признаки могут иметь в случаях совместного обнаружения нескольких видов грегарин (например, ЬесисИпа 1опг1йз|та, Ь. с1аУ1Гопгиз, Рага1есисИп&

catalinensis, совместно паразитирующие в Luirtorineris fragilis; Selenidium pennatum и Kanptocephalus mobilis - в Flabelligera affinis), особенно если они имеют сходную морфологию.

Используя выявленные ультраструктурныз прианаки, мы произвели ряд таксономических перестановок: на основе различий в типе строения эпицита и переднего конца описаны новые-,рода: Sphincto-cystis, Salebrina, Kamptocephalus, Mastigorhynchus; из состава рода Lecudina 2«ведена Lecudina catalinensis Levirw - для нее та ксономичесгч обоснован новый род Paralecudina.

В заключение мы выдвигаем некоторые рекомендации для составления описания видов грегарин по трофозоитам, приняв во внимание важность изучения ультраструкгуры.

Итак, для полного описания вида грегарины по трофозоиту, по нашему мнению, требуется: а) фотография живого объекта; б) рисунок с окрашенного тотального препарата; в) фотографии со сканирующего электронного микроскопа - обязательно передний конец к поверхность (на увеличении не менее 10000); какие-либо интересные особенности строения эпицита долишь» быть также отражены; г) келательно план поперечного среза примерно посередине тела; д) плановый снимок кортекса трофозоита (эпицит, эктоплазма, верхняя часть эндоплазмы) на увеличении 10000; желательно плановый снимок зерен гликогена; е) фотография эпицитарных гребней на большом увеличении, чтобы можно было прочитать их сруктуру («еда-тедьно, чтобы на снимке присутствовали мнкропоры); а такта фотографии, отражающие различные интересные особенности строения, присущие данному виду. При описании фотографий кроме обычных данных следует приводить средние значения высоты и сирины гребней, расстояния между ними, а также указывать в тексте число апикальных арок и филаменюв (если это возможно). Ш нашему мнению, такой подход к описаниям видов будет полезен для изучения всех грегарин в целом. „

, ВЫВОДЫ.

1. Впервые предпринято комплексное исследование грегарин Белого моря.

2. В окрестностях Беломорской биологической станции МГУ, у представителей 10 из 28 обследованных видов массовых морских

- 17 - .

беспозвоночных, относящихся к трем группам (Polychaeta, Nemsrtíni, Ase i di асе а) обнаружено 13 видов асептатных грегарин.

3. 4 вида грегарин - Lecudina pellucida von Kölliker, L. longissima Hoshide, Paralecudina catalinensis (Levine) Simdyanov и Loxomorpha harmothoe K. Hoshide - впервые указаны для фауны России; 9 видов - Selenidium pennatum, Lecudina claviformis, Lankesteria curvicephala, L. levinei, Ophioidina linei, Sphinctocystis phyllodocis, Salebrina lenta, Kamptocephalus mobilis и Mastigorhynchus bradae - описаны как новые для науки. Выделено 5 новых для науки родов - Kamptocephalus, Mastigorhynchus, Paralecudina, Salebrina, Sphinctocystis.

4. Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия трофозоитов обнаруженных видов асептатных грегарин, проведенная для 12 из них впервые, показала, что основные клеточные компоненты большинства исследованных видов - пелликула, иикропоры, микротрубочки, ЭПР обоих типов, парагликоген, комплексы Гольдки и ядра имеют строение, типичное для грегарин и эукариот в целом. Небольшие отклонения от общей схемы, касающиеся морфологии ядра и диктиосом наблюдается в строении только двух из изученных видов. Анализ электронношкроскопических данных показал, что один вид - Selenidium pennatum - относится к отряду Archigregarinida, тогда Kait Остальные 12 видов - к отряду Eugregarintda, семейству Lecudinidae.

5. Показано значительное разнообразие строения эпицита у трофозоитов исследованных видов грегарин семейства Lecudinidao. Установлено, что Mastigorhynchus bradae и Kamtocephalus mobilis обладает аберрантными эпицитами, лишенными "баэальной ламеллы", тогда как остальные виды имеют "классическую структуру" эпицита, в рамках которой выделено 6 типов строения на основе формы гребней, структуры гликокаликса, числа и степени развития апикальных арок и филаментов, степени развития средней оси и апикального утолнэния подстилающего слоя. В 1- й тип строения ("лекудинный") вошли Lecudina pellucida, L. longissima и L. claviformis; во 2-й - Paralecudina catalinensis; -в 3-й - Sphinctocystis phyllodoois; в 4-й - Ophioidina linei; в 5-й ("ланкестерийный") - Lankesteria curvicephala, L. levinei и Salebrina lenta; в 6-й - Loxomorpha harmothoe.

6. Изучение стооения переднего конца трофоэоитов грегарин семейства Lecudinidae с помощью сканирующего (12 видов) , и прос-зечиваюирго (5 видов) электронных микроскопов позволило выделить на основании степени выраженности двух структур - апикальной па-лиллы и гладкой площадки 6 типов строения поверхности мукрона. 1-й тип - гладкая площадка отсутствует, апикальная папилла развита слабо или отсутствует (Lecudina pellucida, L longissíira, L. claviformib); 2 -й тип - гладкая площадка отсутствует, апикальная ПЕПИлла развита хорошо (Paralecudína cataünensis), 3-й тип - апикальная папилла развита хорошо, гладкая площадка присутствует в различной степени выраженности (Lankesteria curvicephala, L. levinei, Sphinctocystis phyllodocís); 4-й тип -гладкая площадка выражена хорошо, апикальная папилла развита слабо (Salebrina lenta); Б-й тип - гладкая плопвдка развита хорошо, апикальная папилла отсутствует (Kamptocephalus mobilis); 6-й тип - в центре хорошо развитой гладкой плопрдки имеется углубление (Ophioidina 1 inei). Гладкая площадка образуется как в результате уменьшения высоты гребней,эпицита до нуля (1-4 типы), так и в результате их срастания (5-й тип). Особенности ультраструктуры позволяют сделать вывод о том, что цитоплазма переднего конца представляет собой утолщенный и сильно специализированный участок эктоплазмы.

8. На основании изучения ультраструктуры трофозоитов грега-ерин путем сопоставления с системой, полученной яа основе традиционных подходов, доказана таксономическая значимость строения эпифита и поверхности переднего конца. Анализ морфологии этих структур у 12 исследованных видов семейства Lecudinidae позволил выделить 4 новых рода. Таким образом, возникает необходимость введения в диагнозы видов и родов грегарин ультраструктурных признаков наряду с традиционными.

9. Предложена универсальная схема описания видов грегарин по трофозоитам, основанная на сочетании светооптических и злект-ронномикроскопических методов исследования.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Симдянов Т. Г. Грегарины некоторых литоральных и сублиторальных беспозвоночных окрестностей ВВС МГУ. У/ Проблемы изу-

чения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого шра. Тезисы докладов IV региональной конференции. Архангельск. 1990. стр. 251-253.

2. Симдяноэ Т. Г. 5о1опкПип реппаист ср. п. - новиЛ вид архигрегарин нз ПаЪаШ^ога оТГИИз (ЛппеПсЗа, Ро1усЬае1а).// Паразитология. 1992. Н 4.

3. Сиыдяпов Т. Г. Разнообразие кортикальных структур у асеп-татиш беломорских грэгарш. Тезисы докладов на V дздегатском съезде Всесоюзного обпэстиа протовоологов при АН СССР. 1992. (в печати).

ОТВДЯНШ ТШУР ГЕННАДЬЕВИЧ

мотасшогичнотЯ и таксономический анализ асшгатншс грегарин (Брогогоа, ОгвеаппоаюгрИа) ФАУНЫ бед ого моря

/Автореферат/

Подписано к печатв 23.03.92.Формат 1/16 п.д.1,2

УС,иад„я,1по,Тар^ ¡ИР,9УВ» № --

Ротапринт МАСИ /ВТУЗ-ЗИЯ/, 109280,Москва,Автозаводская, 18.