Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Развитие и регенерация пищеварительной системы у голотурии Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota)

ВАК РФ 03.00.30, Биология развития, эмбриология

Автореферат диссертации по теме "Развитие и регенерация пищеварительной системы у голотурии Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota)"

На правах рукописи

МАШАНОВ Владимир Сергеевич

РАЗВИТИЕ И РЕГЕНЕРАЦИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ У ГОЛОТУРИИ ЕиРЕЫГА СТА РПЛ иЭА ТП1Х (HOLOTHUROIDEA, DENDROCHIROTA)

03.00.30 - биология развития, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток 2004

Работа выполнена в Институте биологии моря ДВО РАН

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, старший научный сотрудник, зав. лабораторией сравнительной цитологии ИБМДВО РАНИ.Ю. Долматов Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудниклаб. эмбриологии ИБМДВО РАНВ.В. Исаева

Кандидат биологических наук, доцент кафедры клеточной биологии АЭМББТ ДВГУН.П. Токмакова

Ведущая организация:

Институт биологии развития РАН

Защита состоится >0' ¿004 г. в ТЛГ* часов на заседании диссертационного

совета Д 005.008.01 при Институте биологии моря ДВО РАН по адресу: 690041, Владивосток, ул. Пальчевского, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии моря ДВО РАН (690041, Владивосток, ул Пальчевского, 17).

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук М.А. Ващенко

2004-4 25051

3

ВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Регенерация и эмбриогенез являются отражением общей для всех живых существ способности к морфогенезу. Внешнее их сходство заключается в том, что в результате обоих этих процессов происходит формирование новой структуры. В подавляющем большинстве случаев структура, образованная в результате регенерации как морфологически, так и функционально практически не отличается от той, которая была утрачена. В этом случае возникает -вопрос: если регенерация той или иной части тела и ее развитие в ходе онтогенеза могут иметь одинаковый конечный результат, то может ли морфогенез при регенерации рассматриваться как рекапитуляция морфогенетических процессов индивидуального. развития? С одной стороны, поскольку при регенерации образуется заново такой же орган, как и удаленный, то нельзя ожидать, что пути развития этих opi-анов будут совершенно различными. Однако, с другой стороны, сходство между онтогенезом и регенерацией никогда не бывает полным, всегда имеются различия, выраженные в большей или меньшей степени (Лиознер, 1982).

Сравнение индивидуального развития и регенерации полезно в том отношении, что оно позволяет лучше понять характерные особенности обоих процессов. Такое сопоставление также способствует более глубокому пониманию механизмов морфогенеза и их изменений при тех или иных условиях. К сожалению, к настоящему времени только очень немногие органы изучены в достаточной степени для того, чтобы можно было провести детальное сравнение морфогенеза одних и тех же структур при регенерации и в ходе индивидуального развития животного. К числу таких модельных систем относятся конечность, хвост, хрусталик и сетчатка амфибий, а также скелетные мышцы позвоночных (см. обзоры: Карлсон, 1986; Carlson, 1998). Аналогичные данные относительно органов беспозвоночных еще более редки (Долматов, 1996а; Bely, Wray, 2001; Dolmatov, Ginanova,2001).

Голотурии представляют собой удобный объект для изучения процессов регенерации, так как они обладают способностью к относительно быстрому восстановлению утраченных частей тела после самых разнообразных повреждений (Hyman, 1955;.r Долматов, 1999). В частности, эти животные могут в течение нескольких недель полностью восстанавливать внутренние органы, утраченные при эвисцерации. .

Макроанатом ические особенности регенерации пищеварительной трубки у взрослых голотурий изучены относительно подробно, выдвинут ряд гипотез о происхождении клеточных источников регенерации (Kille, 1935; Dawbin, 1949; Smith, 1971а; Mosher, 1956; Bai, 1971; Gibson, 1W;1 et

al., 1998; Garcia-Arraras et al., 1999; аналогичные дан-

! С.Петср£»»г и, 5

i 09 U

ные для более ранних стадий онтогенеза отсутствуют. Долматовым (1994; 1996а) было показано, что способность к регенерации у голотурий и ее механизмы зависят от возраста животного, тем не менее, причины этого и конкретные механизмы до сих пор не описаны.

Наиболее интересной в этом отношении оказалась голотурия ЕирвШаЫа /гаи(аМх (Holothuгoidea, DendrocЫrota), пентактулы которой способны восстанавливать утраченные задние части тела, а взрослые особи - только передние (Долматов, 1994).

Общая характеристика.индивидуального развития К ¡гаи(а1т была дана. Долматовым и Юшиным (Dolmatov, Yushin, 1993). Ими было показано, что этот вид характеризуется лецитотрофным типом развития с укороченным метаморфозом и отсутствием катастрофической трансформации внутренних органов. В то же время характер закладки и дифференцировки тканей пищеварительной трубки-был освещен недостаточно полно.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось изучение и сравнительный анализ клеточных механизмов морфогенеза пищеварительной системы у голотурии ЕиргМайа/гаи(аМх в оэтогенезе и при регенерации после различных способов повреждения.

В этой связи необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить особенности формирования пищеварительной трубки в ходе индивидуального развития голотурии Е/гаи(аМх.

2. Исследовать нормальное гистологическое строение стенки пищеварительного тракта у взрослых особей данного вида.

3. Изучить клеточные механизмы репаративной регенерации пищеварительной трубки у голотурии Е. /гаи(аМх на разных стадиях онтогенеза

4. На основании полученных собственных результатов и данных других авторов сравнить различные типы морфогенетических механизмов формировать пищеварительной трубки в ходе индивидуального развития и при регенерации у голотурии Е./га^а&Ы.

Научная новизна. На основе наших собственных детальных исследований впервые сделана попытка сопоставления морфогенетических механизмов, лежащих в основе формирования пищеварительной трубки голотурии в ходе нормального онтогенеза и при регенерации. Для изучения цитологических особенностей процессов развития и восстановления были применены современные морфологические методы световой и электронной микроскопии.

При решении этой главной задачи нами было проведено детальное гистологическое исследованиеххроения разных отделов пищеварительной трубки у массового дальневосточного, бида голотурий Е. /гаи(аМх (Holothuгoidea, Dendгochiгota),

послужившего нам модельным объектом. Впервые на ультрастуктурном уровне исследовано становление тканей пищеварительной трубки в ходе онтогенеза голотурии. Впервые изучены механизмы регенерации пищеварительной трубки у пен-тактул (ювенильных особей) голотурии, показано их принципиальное отличие от таковых у взрослых животных. Кроме того, нам впервые удалось получить доказательства в пользу того, что при регенерации пищеварительной трубки у взрослых голотурий отряда DendrocЫrota пищеварительный эпителий может возникать из клеток мезодермального происхождения.

Теоретическое и практическое значение работы. Сопоставление регенерации и нормального онтогенеза важно для понимания наиболее общих закономерностей морфогенеза. Полученные данные дополняют представления о биологии развития- голотурий. Голотурия £1 /гаыЗаМх характеризуется -разнообразием восстановительных реакций на разных стадиях жизненного цикла и поэтому может представлять собой удобный модельный объект для изучения регуляции морфогенетических процессов. Основные результаты работы могут быть включены в программу общих и специализированных курсов по биологии развития для высших учебных заведений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 1 и 2-й Региональный конференциях по актуальным проблемам морской биологии и экологии (Владивосток, 1998, 1999); ежегодный научнвж конференциях института биологии моря ДВО РАН (Владивосток, 1999, 2000, 2002); Региональной конференции молодым ученыж "Биомониторинг и рациональное использование морских и пресноводным гидробионтов" (ТИНРО, Владивосток, 1999); 2-й немецкоязыиной конференции по иглокожим (Германия, Берлин, 2002); региональной конференции молодык ученый ДВО РАН (Владивосток, 2002); 11-й международной конференции по иглокожим (Германия, Мюнхен, 2003); 1-м съезде Общества клеточной биологии (Санкт-Петербург, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ и 2 находятся в

печати.

Структура и объем диссертации. Работа построена в соответствии с традиционным планом и включает в себя введение, обзор литературы, краткую характеристику методов исследования, изложение собственных результатов автора, обсуждение полученных данных и их сопоставление с наблюдениями других авторов,-заключение, в^1воды и список литературы (104 источника, из который 33 на русском и 71 на иностранный языках). Диссертация изложена на 101 странице и содержит 22 рисунка.

Благодарности. Автор считает своим приятным долгом вылазить благодарность своему научному руководителю д.б.н. И.Ю. Долматову за помощь,

поддержку и руководство при выполнении настоящей работы; огромное спасибо за терпение и помощь О.Р. Зуевой, Д.В. Фомину и к.б.н. Н.П. Токмаковой; отдельная благодарность проф. Т. Хайнцеллеру и Б. Ашауэр (LMU, Munchen), а также коллективам лаборатории цитологии и лаборатории эмбриологии ИБМ ДВО РАН и Института анатомии LMU (Мюнхен, Германия).

Работавыполнена прифинансовой поддержке грантов: РФФИ№99-04-48903,99-15-96061,02-04-49481,02-04-07526,03-04-63153ифондомDAAD.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Сбор взрослых половозрелых особей Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota) проводили в заливе Восток Японского моря. Часть особей сразу вскрывали и фиксировали разные отделы пищеварительной трубки для световой и электронной • микроскопии как описано ниже. Остальных животных помещали в аквариумы с аэрируемой морской водой.

В лабораторных условиях особи Е. fraudatrix довольно часто нерестятся без каких-либо искусственных воздействий. Оплодотворённые яйцеклетки содержались в стеклянных сосудах с чистой морской водой, где и проходило их развитие. Для исследования регенерации у молоди пятимесячных пентактул разрезали поперечно примерно посередине тела (на уровне второго-третьего отделов кишки) при помощи заточенных препаровальных игл. Передние и задние половинки помещали в отдельные стеклянные сосуды с морской водой и наблюдали за ходом их регенерации. У взрослых особей эвисцерацию вызывали путем инъекции в перивисцераль-ный целом нескольких миллилитров дистиллированной воды.

Животных на разных стадиях развития и регенерации фиксировали в 2.5% глутаровом альдегиде, приготовленном на морской воде или на 0.05М какодилат-ном буфере (рН 7.6), в течение 24 ч при 4°С. Затем материал дофиксировали OsO4, декальцинировали в растворе аскорбиновой кислоты (Dietrich, Fontaine, 1975), если это было необходимо, обезвоживали этанолом и ацетоном и заключали в смесь араддита и эпона 812. Срезы изготовляли на ультратоме Ultracut E (Reichert). Полутонкие срезы (0,6 - 1,0 мкм) окрашивали 1% метиленовым синим с бурой или 1% толуидиновым синим и изучали с помощью светового микроскопа Jenamed 2. Ультратонкие срезы контрастировали растворами уранил-ацетата и цитрата свинца и просматривали на трансмиссионных электронных микроскопах JEM-100B и Zeiss ЕМ 10.

Кроме того, для изучения гистологического строения пищеварительной трубки в норме материал дополнительно фиксировали жидкостью Буэна, заливали в парафин и изготовляли срезы толщиной 5-6 мкм. Срезы окрашивали гематоксилином Караччи с докраской эозином, метиленовым синим, азокармином по Маллори,

толуидиновым синим. В работе использовали следующие гистохимические методы: выявление нейтральных полисахаридов периодатом калия с реактивом Шиффа, окрашивание прочным зеленым при рН 2.2 на общие белки, альциановым синим при рН 1 и 2.5 на гликозаминогликаны и Суданом черным на общие липиды(Луппа, 1980).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Строение пищеварительной трубки голотурии Eupentactafraudatrix в норме.

В пищеварительном тракте Е. fraudatrix выделяются следующие отделы (Рис. 1А): глотка, расположенная внутри аквафарингеалыюго комплекса, короткий пищевод, желудок; бульба, три колена кишечника (первое нисходящее, восходящее и второе нисходящее) и клоака. Стенка пищеварительной тр>бки голотурии Е. fraudatrix имеет типичную трехслойную организацию. Она состоит из внутреннего выстилающего эпителия, прослойки соединительной ткани и наружного целомичс-ского эпителия.

Отчетливо выделяются два типа организации внутреннего выстилающего эпителия: передние отделы кишечной трубки (глотка, пищевод и желудок) выстланы кутикулярным эпителием, состоящим в основном Ш Т-образных клеток (Рис. 1Б), а в бульбе, кишечнике и клоаке выстилка не покрыта кутикулой и образована

А Б В

Рис. 1. Строение пищеварительной трубки £ /ташкога в норме: А - схема анатомического строения пищеварительной трубки; Б • схема организации кугикулярной выстилки передних отделов пищеварительной трубки, В - схема организации пищеварительного эпителия кишечника; аг - аппарат Гольдки; б - бульба; 6м - базальная мембрана, вк - восходящее колено кишечника; вз - везикулярный энтероцит; ж - желудок; к - клоака, кт - кутикула; мв - микроворсинки, мт - митохондрии; мц - муко-цит; нк! - первое нисходящее колено кишечника; нк2 - второе нисходящее колено кишечника, но - нервные отростки, я - пищевод, св - секреторные вакуоли; тк - Т-образные клетки, ф - фагосомы

столбчатыми везикулярными энтероцитами (Рис. 1В). Такие морфологические особенности эпителия передних отделов, как наличие кутикулярной пластинки и погруженность тел клеток глубоко в подлежащую соединительную ткань, сближают его с эпидермисом покровов тела (Bouland et al., 1982) и, очевидно, являются адаптацией к различным механическим воздействиям. Основной функцией Т-образных клеток, вероятно, является секреция вещества кутикулы. Характерной особенностью везикулярных энтероцитов выстилки кишечника и клоаки является наличие в надъядерной цитоплазме многочисленных секреторных вакуолей (Рис. 1В), содержащих гликозаминогликаны. Везикулярные энтероциты были обнаружены в кишечнике всех исследованных голотурий, принадлежащих к отрядам Dendrochirota, Aspidochirota и Synaptida (Филимонова, 1979; Feral, Massin, 1982; Елисейкина, Лейбсон, 1996; Foster, Hodgson, 1996). По всей видимости, эти клетки способны выполнять целый ряд функций: выделение слизистого секрета в просвет пищеварительной трубки, абсорбция питательных веществ на поверхности микроворсинок, внутриклеточное переваривание пищевых частиц, синтез ферментов полостного пищеварения, запасание питательных веществ и их транспорт в гемальные лакуны. Та или иная функция получает преимущественное развитие в зависимости от роли, которую играет данный отдел кишечника в пищеварении (Филимонова, 1979). На большем протяжении пищеварительной трубки встречается третий клеточный тип — мукоциты (Рис. 1Б, В). Это крайне специализированные клетки, единственной функцией которых является синтез и выделение слизи.

Основу целомического эпителия (мезотелия), покрывающего стенку пищеварительной трубки, образуют два клеточных типа: перитонеальные и миоэпители-альные клетки. Оба этих клеточных типа связаны с базальной мембраной, но мио-эпителиальные клетки непосредственно прилегают к базальной мембране, а пери-тонеальные клетки образуют наружный покров и посылают к базальной мембране свои базальные отростки. Таким образом, мезотелий пищеварительной трубки голотурии Е. fraudatrix является типичным однослойным многорядным эпителием, согласно классификации Ригера и Ломбарди (Rieger, Lombardi, 1987). Подобная организация мезотелия характерна как для голотурий (Kawaguti, 1964; Jensen, 1975; Филимонова, 1979; Feral, Massin, 1982X так и для других классов иглокожих (DeRidder, Jangoux, 1993; Byrne, 1994).

Перитонеальные клетки, по-видимому, являются полифункциональными. Наличие пучков внутриклеточных филаментов в базальных ножках перитонеоци-тов, очевидно, позволяет им выполнять опорную функцию. Тела и ножки перито-неальных клеток образуют подобие каркаса, в ячейках которого располагаются миоэпителиальные и вакуолярные клетки, а также тела и отростки нейронов гипо-нейрального сплетения. По отношению к гипонейральному сплетению, перитонео-

циты, вероятно, выполняют защитную функцию, ограждая его со стороны целоми-ческой полости. Эти клетки, по-видимому, способны также фагоцитировать чужеродный материал, попавший в целом, и синтезировать некоторые компоненты це-ломической жидкости. Кроме того, наличие липидных капель в цитоплазме позволяет предположить, что перитонеальные клетки могут принимать участие в запасании питательных веществ.

Миоэпителиальные клетки мезотелия образуют мускулатуру пищеварительной трубки, которая, очевидно, обеспечивает перемещение пищевых частиц, а также способствует циркуляции гемальной жидкости в лакунах соединительнотканного слоя (DeRiddeг, Jangoux, 1993). Наибольшее развитие мускулатура получает в стенке желудка, что, наряду с мощной кутикулой, покрывающей здесь пищеварительный эпителий, позволяет этому отделу осуществлять перетирание пищи.

Нервная система, ассоциированная с пищеварительной трубкой, представлена телами и отростками нейронов гипонейрального сплетения, локализованного в мезотелии. Некоторые отростки нервных клеток могут также достигать и пищеварительного эпителия. Функция гипонейрального сплетения, очевидно, заключается в контроле активности как миоэпителиальных клеток мезотелия, так и клеток пищеварительного эпителия.

В мезотелии пищеварительной трубки голотурии Е./гаи(аМх мы также обнаружили вакуолярные клетки, вся цитоплазма которых заполнена электронопроз-рачными вакуолями с содержимым неизвестной природы. Несмотря на то, что эти клетки могут быть довольно многочисленными (например, во втором нисходящем колене кишечника), их функция остается неясной.

Несомненный интерес представляет проблема физиологической регенерации пищеварительного эпителия у голотурий. В выстилке пищеварительной трубки Е. /гаи(аМх встречаются единичные гибнущие клетки с пикнотическим ядром. В то же время нами не обнаружено ни низкодифференцированных камбиальных элементов, ни резервных клеток. В цитоплазме митотически делящихся везикулярных энтероцитов сохраняются секреторные вакуоли, следовательно, они делятся в дифференцированном состоянии.

В миоэпителиальных и перитонеальных клетках мезотелия пищеварительной трубки мы обнаружили веретеновидные структуры, состоящие из плотно конденсированных миофиламентов (ВСМ). При изучении репаративной регенерации у иглокожих (Dolmatov, 1992; Долматов, 1996а) было установлено, что ВСМ образуются за счет конденсации миофиламентов сократительного аппарата в дедиффе-ренцирующихся миоэпителиальных клетках. Дедифференцированные миоэпители-альные клетки приобретают способность к митотическому делению и миграции, а ВСМ либо резорбируются самой клеткой, либо выбрасываются наружу. Следова-

тельно, в норме миоэпителиальные клетки мезотелия также способны дедифферен-цироваться и, вероятно, делиться. Наличие же ВСМ в перитонеальных клетках мезотелия можно объяснить тем, что эти структуры отторгаются дедифференцирую-шимися миоэпитслиальными клетками и впоследствии фагоцитируются перитоне-оцитами.

Таким образом, несмотря на ярко выраженную способность к аутотомии и быстрому восстановлению (Лейбсон, Долматов, 1989; Leibson, 1992; данная работа), пищеварительная трубка голотурии £ АткЫпх представляет собой довольно сложно организованный в гистологическом отношении орган, состоящий из нескольких различных отделов с соответствующей функциональной специализацией клеток.

Формирование пищеварительной трубки в ходе индивидуального развития.

Зачаток пищеварительной трубки появляется к концу вторых суток после оплодотворения, когда архентерон разделяется на энтероцель (зачаток целомической мезодермы) и энтодермальный зачаток. После замыкания бластопора энтодермальный зачаток кишки утрачивает связь с бластодермой и приобретает форму трубочки, слепо замкнутой с обеих сторон (Рис. 2А). На стадии 2-4 сут после оплодотворения зачаток образован недифференцированными моноцилиарными эпителиальными клетками, которые имеют коническую форму, располагаются на типичной базаль-ной мембране и соединены друг с другом десмосомами (Рис. ЗА). На данной стадии развития правый и левый соматоцели разрастаются, окружая зачаток кишечника. Висцеральный листок соматоцсля, таким образом, образует мезотелий - наружный слой стенки пищеварительного тракта.

На 6-8 сут после оплодотворения зачаток пищеварительного тракта остается слепо замкнутым с обоих концов, но приобретает характерный $-образный изгиб (Рис. 2Б). Начинается дифференцировка пищеварительного и целомического эпи-телиев. Клетки выстилки передней части зачатка образуют апикальную кутикулу и становятся Т-образными клетками. Этот участок зачатка впоследствии дает начало пищеводу и желудку. На всем остальном протяжении кишки, в апикальной цитоплазме клеток появляются скопления электронопрозрачных вакуолей (Рис. ЗБ), содержащих гликозаминогликаны. Такие клетки становятся везикулярными энте-роцитами, а соответствующая часть зачатка дает начало кишечнику и клоаке. В мезотелий начинают дифференцироваться миоэпителиальные (Рис. ЗБ) и перитоне-альные клетки. В задней части животного появляется небольшое впячивание покровного эпителия, которое соответствует зачатку ректума (Рис. 2Б).

На 12 сут начинается дифференцировка пищеварительной трубки на отделы. В выстилающем эпителии будущего кишечника появляется второй тип клеток -

Рис 2. Схемы разных стадий формирования пищеварительной трубки в развитии и при регенерации. А - В. Нормальное развитие: Л - 2 - 4 суг развития; Б - 6 - 12 суг, В - 20 суг, Г - Е. Регенерация у 5-месячных пентактул: Г - 12 ч после разрезания (мезентерий не показан); Д - 2 - 20 суг, Е - 20 - 31 сут (мезентерий не показан); Ж - И. Регенерация взрослых особей: Ж - 5 - 7 сут; 3-10 суг, И - 27 сут; ж - желудок; зз - задний зачаток; зк - зачаток пищеварительной трубки; зр - зачаток ректума; к - кишечник; кл -клоака; м - мезентерий; пз - передний зачаток; пт - пищеварительная трубка; р ~ рек-тум.

Рис 3. Изменения строения тканей пищеварительной тр)бкн в нормальном онтогенезе и при регенерации А - В. Схема строения тканей зачатка пищеварительной трубки в нормальном развитии: А, 2 - 4 суг, Б. Стенка переднего отдела кишечника на 8 сут развития; В. Пищевари-тельный эпителий второго отдела кишечника на 12 сут развития; Г - Е. Регенерация у 5-месяч-ных пентактул: Г - задняя часть кишки через 12 ч после разрезания; Д - место перехода желудка в кишечник на 4 - 6 сут регенерации; Е - задняя часть регенерирующего кишечника на 4 - 6 сут ре-генерации; Ж и 3. Регенерация у взрослых животных: Ж - полутонкий срез переднего зачатка на 5 сут после эвисцерации (Масштаб 50 мкм), 3. Ульграструктура эпителия складок, обозначенных стрелками на Рис. ЗЖ (Масштаб: 3 мкм); аг - аппарат Гольджи; всм - веретеновидная струк-тура из миофиламентов; еэ -везикулярный энтероцит; гэ - гранулярный энтероцит; дк - дегенерирующая клетка, лег -желточная гранула; кт - кутикула; мк - миоэпителиальная клетка; мф - миофиламенты; но -нервные отростки, от - остаточное тельце, пк - перитонеальная клетка; р - ресничка; ев -секреторные вакуоли; сг - секреторные гранулы; стс - соединительнотканный слой; ф -фагосома; хр - хромосомы; шэр - шероховатый эндоплазматический ретикулум; стрелками обозначены складки дедифференцированного мезотелия.

- гранулярные энтероциты, характерной особенностью которых является наличие в надъядерной цитоплазме крупных округлых электроноплотных гранул (Рис. ЗВ).

К 15-20 сут развития ранее слепо замкнутый энтодермальный зачаток пищеварительного тракта соединяется со стомодеумом и зачатком ректума, в результате чего образуется непрерывная пищеварительная трубка (Рис. 2В). Ротовое отверстие ведет в пищевод, переходящий в желудок. Далее следует длинный S-образно изогнутый кишечник, который продолжается в ректум, открывающийся наружу анальным отверстием. Пищеварительный эпителий и мезотелий претерпевают дальнейшую дифференцировку. В мезотелий появляются продольные и кольцевые тяжи нервныж отростков птоневрального сплетения. Миоэпителиальные клетки мезоте-лия образуют продольную и кольцевую мускулатуру пищеварительной трубки, которая получает наибольшее развитие в стенке желудка.

У 5-месячнык пентактул в кишечном эпителии появляется еще одни клеточный тип - мукоциты.

Митотическая активность в кишечном эпителии на протяжении всего изученного периода развития носила диффузный характер. На самыж ранних стадиях развития в митоз вступают малодифференцированные эпигениальные клочки ру.-стилки. После завершения дифференцкровки клетки пищеварительного эпителия сохраняют способность к пролиферации. Например, делиться могут везикулярные энтероциты выстилки кишечника; при вступлении в митоз в их цитоплазме сохраняются секреторные вакуоли, митохондрии и цистерны ШЭР.

Таким образом, у E. fraudatrix наблюдается в целом типичный для иглокожих характер развития пищеварительной трубки в ходе онтогенеза (Иванова-Казас,

1995). Энтодермальныш зачаток кишки возникает из архентсрона после отделения от последнего энтероцеля (целомического зачатка). За счет энтодермы развивается пищеварительный эпителий пищевода, желудка, кишечника и клоаки, т.е. выстилка бульшей части пищеварительной трубки.

Дифференцировка зачатка пищеварительной трубки начинается задолго до формирования ротового и анального отверстий. В ходе дифференцировки в выстилающем эпителии выделяются везикулярные энтероциты, гранулярные энтероциты, мукоциты и клетки кутикулярного эпителия в выстилке передней части зачатка; в мезотелий дифференцируются миоэпителиальные и перитонеальные клетки. Такая дифференцировка носит дефинитивный характер, так как эти же клеточные типы обнаруживаются и в эпителиях стенки пищеварительного тракта взрослых голотурий (Feral, Massin, 1982; Smiley, 1994; Елисейкина, Лейбсон, 1996; Foster, Hodgson,

1996). Особый интерес представляет дифференцировка выстилки передней части слепо замкнутого зачатка пищеварительной трубки в кутикулярныш эпителий. В соотвествии с точкой зрения Ферала и Массена (Feral, Massin, 1982), этот эпителий

должен иметь эктодермальное происхождение, поскольку по своим морфологическим характеристикам (наличие кутикулы, характерная форма клеток) он очень близок к эпидермису голотурий (Bouland et ah, 1982; Smiley, 1994). У ряда животных выстилка передних отделов пищеварительной трубки действительно имеет эктодермальное происхождение (Hyman, 1951; Беклемишев, 1964; Иванова-Казас, 1979). Однако, согласно нашим наблюдениям, кутикулярный эпителий появляется в передней части энтодермального зачатка пищеварительной трубки задолго до прорыва ротового отверстия. Следовательно, кутикулярная выстилка пищеварительного тракта £. fraudatrix имеет преимущественно энтодермальное происхождение. Поэтому по особенностям морфологии клеток не всегда можно судить об их происхождении, по крайней мере, в данном случае. Наши данные подтверждают точку зрения ряда авторов (Runnstrom, 1928; Inaba 1930; Hyman, 1955; Иванова-Казас, 1978; Smiley et ah, 1991; Малахов, Черкасова, 1991; Mashanov, Dolmatov, 2000), согласно которой вклад эктодермы в формирование пищеварительной трубки у гололурий весьма незначителен.

Таким образом, из сказанного можно заключить, что в процессе индивидуального развития голотурии К fraudatrix малодифференцированный эпителий эн-тодермального зачатка, обособившись из состава архентерона, дифференцируется непосредственно в дефинитивный пищеварительный эпителий, который по своей гистологической структуре сходен с выстилкой пищеварительного тракта взрослых голотурий. Однако имеются также и некоторые отличия. Во-первых, в выстилке кишечника ювенильных особей помимо везикулярных энтероцитов и мукоцитов обнаруживаются также гранулярные энтероциты - клетки, в надъядерной цитоплазме которых располагаются электроноплотные округлые гранулы, предположительно, зимогеновой природы (Feral, Massin, 1982). В кишечнике взрослых особей Е. fraudatrix таких клеток обнаружено не было. Нам не удалось установить причину этого различия в клеточном составе пищеварительного эпителия, но можно предположить, что оно связано с различным составом пищи ювенилов и взрослых животных. Во-вторых, у взрослых голотурий в перитонеальных клетках мезотелия появляются пучки внутриклеточных филаментов, что, видимо, позволяет этим клеткам более эффективно выполнять опорную функцию.

Регенерация пищеварительной трубки у пятимесячных пентактул Е. fraudatrix.

После поперечного разрезания пентактул все задние половинки погибали в течение нескольких дней. Большинство передних половинок, напротив, выживали и успешно регенерировали утраченные части тела. Процесс регенерации кишки у пятимесячных пентактул голотурии Е. fraudatrix условно можно разделить на три

основные стадии Продолжительность первой стадии составляет около двух суток с момента разрезания Эта стадия характеризуется тем, что рана остается открытой, а перерезанный конец кишки выдастся из раны наружу (Рис 2Г) В кишечном эпителии, особенно в месте повреждения, происходят дегенеративные изменения, о чем свидетельствует большое количество аутофагосом и плотных концентрических скоплений ШЭР в энтсроцитах (Рис. ЗГ). К концу первой стадии задняя часть кишки полностью дегенерирует, и стенка тела в месте разреза закрывается В свободном крае мезентерия между кончиком остатка пищеварительной трубки и задней стенкой тела формируется соединительнотканное утолщение

Вторая стадия (2-20 сут) характеризуется активными морфогенетическими процессами. Остаток кишечной трубки в это время слепо замкнут и целиком находится внутри тела животного (Рис. 2Д) Между ним и задним концоч животного по краю мезентерия формируется соединительнотканный тяж. В выстилающем эпителии и мезотелии появляются митозы (Рис. ЗД, Е) Митотически делящиеся клетки располагаются диффузно по длине кишки, никаких скоплений или бластемы нами обнаружено не было. Делящиеся клетки в выстилающем эпителии дедифференци-рованы лишь частично: на протяжении всего митотического цикла в цитоплазмщ сохраняются специфические органоиды, например, секреторные вакуоли Делящиеся энтероциты и Т-образные клетки связаны с соседними клетками десмосомами, то есть остаются в составе эпителия. За счет пролиферации пищеварительный эпителий кишки постепенно врастает в соединительнотканное утолщение края мезентерия, и таким образом формирует выстилку задних отделов пищеварительного тракта. Навстречу кончику регенерата кишки происходит впячивание покровного эпителия, соответствующее зачатку ректума.

В отличие от кишечного эпителия, мезотелиальные клетки в процессе регенерации дедифференцируются полностью, что выражается в изменении формы клеток и разрушении сократительного аппарата миоэпителиальных клеток, при этом миофиламенты конденсируются с образованием ВСМ (Рис ЗД, Е) Дедиффс-ренцировка начинается на заднем конце кишки, вблизи от места повреждения, и постепенно распространяется вперед, к желудку. Дедифференцированные клетки приобретают способность к митотическому делению и, вероятно, к миграции, оставаясь, однако связанными между собой посредством межклеточных контактов. Впоследствии в мезотелии начинается редифференцировка в базальной части мио-эпителиальных клеток появляются пучки миофиламентов, а в толще мезотелия обнаруживаются тяжи нейритов.

На протяжении всей второй стадии продолжаются процессы дегенерации. На это указывает наличие клеток с пикнотизированным ядром, электроноплотной цитоплазмой и концентрическими скоплениями ШЭР. Диффузное распределение

как дегенерирующих, так и делящихся клеток по всей длине кишки означает, что в процессы перестройки вовлечена вся пищеварительная система.

На третьей стадии (20-31 сут) анатомическая целостность пищеварительного тракта полностью восстановлена: кишечник переходит в ректум, который открывается наружу анальным отверстием (Рис. 2Е). В задней части кишки происходит дифференцировка тех отделов, которые были утрачены при повреждении, а к 31-м сут после нанесения повреждения этот процесс практически завершается. Кишечный и пищеварительный эпителии восстанавливают свою нормальную гистологическую структуру.

Регенерация пищеварительной трубки у взрослых особей Е./гаШаШх.

В отличие от пентактул, взрослые голотурии Е. ¡гаЫШт способны к эвис-церации. Как и у других представителей отряда DendrocЫrota, аутотомия внутренних органов происходит через передний конец тела; при этом удаляется практически вся пищеварительная трубка, за исключением клоаки. На первой стадии регенерации (5-7 сут после эвисцерации) происходит формирование соединительнотканного зачатка в свободном крае дорзалыюго мезентерия на переднем конце тела животного (Рис. 2Ж). Целомический эпителий, покрывающий вентральную поверхность зачатка дедифференцируется и образует складки, глубоко погружающиеся в подлежащую соединительную ткань (Рис. ЗЖ). Клетки выстилки складок способны к митотическому делению и могут содержать ВСМ в цитоплазме (Рис. 33).

На второй стадии (10 сут после эвисцерации) передний зачаток приобретает трубчатую форму: эпителиальная выстилка складок утрачивает связь с целоми-ческим эпителием, покрывающим поверхность зачатка и дает начало кишечному эпителию, ограничивающему просвет пищеварительной трубки. Клетки кишечного эпителия начинают дифференцироваться в энтероциты. Появляется задний зачаток пищеварительной трубки, растущий вперед от клоаки по свободному краю вентрального мезентерия (Рис. 23). Выстилка клоаки за счет пролиферации клеток врастает в соединительнотканное утолщение вентрального мезентерия и дает начало пищеварительному эпителию заднего зачатка. Этот эпителий образован уплощенными везикулярными энтероцитами, характерными для клоаки в норме.

На протяжении третьей стадии, в течение 10-27 сут после эвисцерации, зачатки растут навстречу друг другу, продолжается дифференцировка клеток пищеварительного эпителия. Четвертая стадия (27 сут после эвисцерации) характеризуется тем, что оба зачатка объединяются, образуя непрерывную пищеварительную трубку (Рис. 2И). Гистологическое строение пищеварительного эпителия неотличимо от такового у интактных животных. В дальнейшем кишечник постепенно удлиняется и утолщается, образуя характерные петли.

Клеточные источникирегенерации

Как у ювенильных, так и у взрослых особей голотурии E. fraudatrix мезоте-лий регенерирует за счет собственных клеток. Формирование целомичсского эпителия восстанавливающегося органа за счет собственного клеточного материала является, по-вддимому, общим правилом для всех изученных голотурий (Dolmatov, 1992; Gaisia-Arraras et al, 1998; VandenSpiegel et al.', 2000; Шукалюк, Долматов, 2001; Garsia-Arraras, Greenberg, 2001). На ранних стадиях регенерации происходит дедифференцировка миоэпителиальных и перитонеальных клеток. В результате сократительный аппарат миоэпителиальных клеток разрушается, а составлявшие его миофиламенты группируются в плотные веретеновидные структуры (ВСМ) (Dolmatov, 1992; Dolmatov et al, 1996). Они достаточно долго могут сохраняться в цитоплазме, в связи с чем являются хорошими естественными маркерами дедиффе-ренцированных миоэпителиальных клеток. Дедифференцировка перитонеальных клеток сопровождается изменением формы клетки и фрагментацией пучков внутриклеточных филаментов (у взрослых животных). Клетки дедиффернцированного целомического эпителия приобретают способность к пролиферации и миграции в область повреждения, причем клетки перемещаются не поодиночке, а единый эпителиальным пластом, сохраняя межклеточные контакты.

Наиболее спорным вопросом регенерации голечурий является происхождение кишечной выстилки. У голотурий, относящихся к отряду Apoda и у ряда изученных представителей отряда Aspidochirota пищеварительный эпителий регенерата происходит за счет клеток энтодермальной выстилки остатка пищеварительной трубки (Bertolini, 1932; Smith, 1971a, b; Gibson, Burke, 1983; Garcia-Arraras et al., 1998; Шукалюк, Долматов, 2001). Основными механизмами, обеспечивающими восстановление кишки, являются либо морфаллактическая перестройка остатка органа (у Apoda), либо, дедифференцировка и пролиферация клеток кишечного эпителия, что и обеспечивает врастание последнего в соединительнотканное утолщение края мезентерия (у Aspidochirota). У ювенилов голотурии £ fraudatrix кишечному эпителию регенерирующих отделов пищеварительной трубки дает начало выстилка остатка кишки, то есть, вновь образованный пищеварительный эпителий остается энтодермальным по своему происхождению.

В случае взрослых голотурий отряда Dendrochirota проблема осложняется тем, что при аутотомии, в связи с передним способом эвисцерации, удаляются почти все энтодермальные ткани. Только в заднем конце животного сохраняется клоакальный отдел кишки энтодермального происхождения. В соответствии с нашими данными, пищеварительная система у голотурии E. fraudatrix регенерирует после эвисцерации за счет двух клеточных источников. На ранних стадиях регенерации целомический эпителий погружается в соединительную ткань переднего зачатка и

формирует там сначала полости, а затем единую выстилку. Одновременно с этим кишечный эпителий клоаки частично дедифференцируется и врастает в задний зачаток, формируя пищеварительный эпителий задних отделов кишки. За счет пролиферации клеток кишечные эпителии в обоих зачатках постепенно распространяются навстречу друг другу и объединяются. К этому моменту дифференцировка эпителиев заходит достаточно далеко, и клетки обоих зачатков практически не отличаются друг от друга.

Ранее в литературе уже обсуждалась возможность восстановления выстилки кишки из мезодермальных тканей (Bertolini, 1930; Kille, 1935; Dawbin, 1949, Mosher, 1956; Tracey, 1972; Лейбсон, 1980; Leibson, 1992). В качестве вероятных источников регенерации рассматривались клетки стенки каналов амбулакральной системы, выстилки перивисцерального целома, и даже свободные мулыипотентные необластоподобные клетки. Однако, нами впервые было показано, что кишечный эпителий голотурии может при регенерации развиваться за счет трансформации дифференцированных клеток мезотелия - иеритонеоцитов и миоэпителиальных клеток. Ни на одной из стадий восстановительного процесса мы не наблюдали вовлечения в морфогенетический процесс никаких полипотентных резервных клеток.

Интересно отметить, что при регенерации пищеварительной трубки у взрослых голотурий Е fraudatnx мезотелий не только восстанавливает свою собственную целостность и дает начало пищеварительному эпителию в переднем зачатке, но также служит и источником свободных клеток соединительнотканного слоя пищеварительной трубки. На это указывает тот факт, что в цитоплазме некоторых из этих клеток содержатся ВСМ. Эти наши данные согласуются с мнением ряда других авторов, которые считают, что целомоциты иглокожих происходят от клеток целочического эпителия (Vanden Bossche, Jangoux, 1976; Smiley, 1994; Garcia-Arraras, Greenberg, 2001). При регенерации, особенно на ранних стадиях, потребность в целомоцитах, очевидно возрастает, поскольку они выполняют ряд важных функций, например, фагоцитоз клеточного дебриса, перестройка матрикса соединительной ткани при закладке и росте зачатка и т.п. (Garcia-Arraras, Greenberg, 2001).

Изменениемеханизмоврегенерации в онтогенезе

Долматов (1994) показал, что способность к регенерации и ее характер у голотурий с возрастом могут изменяться. Полученные нами данные подтверждают этот вывод. На протяжении всего процесса восстановления у пентактул Е fraudatnx сохраняется трехслойная организация стенки регенерата кишки: пищеварительный и кишечный эпителии регенерируют за счет своих собственных клеточ-

ных источников. У взрослых же особей большую роль в восстановлении пищеварительного эпителия играют клетки мезодермальной природы.

Характер регенерации кишки у пентактул Е. fraudatrix сходен с таковым у взрослых голотурий отряда Apoda (Smith, 1971a,b; Gibson, Burke, 1983) и части Aspidochirota (Garcia-Arraras et al., 1998; Шукалюк, Долматов, 2001). Таким образом, хотя Apoda, Dendrochirota и Aspidochirota - довольно сильно дивергировавшис группы (Кегг, Kim, 1999), можно предположить, что у их общего предка регенерация кишки происходила, вероятно, за счет тканей остатка пищеварительной трубки. Следовательно, пентактулы голотурии Е. fraudatrix при регенерации, вероятно, рекапитулируют более древние механизмы восстановления. А возникновение способа регенерации пищеварительного эпителия из мезодермальных тканей у взрослых Dendrochirota, возможно, связано с появлением у них переднего способа эвисцерации, который в свою очередь был, по-видимому, обусловлен преобразованием передней части стенки тела в тонкую пленку (интроверт) в связи с переходом к питанию частицами, взвешенными в толще воды (Долматов, 19966).

Индивидуальноеразвитие ирегенерация

Если сравнивать с онтогенезом регенерацию у взрослых животных и у юве-нилов Е. fraudatrix, то восстановительный процесс последних ближе к онтогенезу в том смысле, что в ходе его не происходит нарушения специфичности зародышевых листков: кишечный эпителий образуется за счет энтодермы, а мезотелий - за счет висцерального листка целома; в обоих случаях одинаково происходит формирование ректума. Кроме того, наблюдаются интересные параллели и в самом морфогенезе пищеварительной трубки. У голотурий отряда Aspidochirota, для которых характерен непрямой тип развития, личиночный анус (производное бластопора) при метаморфозе закрывается, и провизорная кишка дегенерирует до уровня желудка. Позднее дефинитивный кишечник отрастает от заднего конца желудка, а на заднем конце тела образуется новое анальное отверстие (Smiley, 1986; Smiley et al., 1991; Малахов, Черкасова, 1992). У большинства изученный голотурий с прямым развитием бластопор на ранних стадиях развития также замыкается, а дефинитивный анус прорывается позднее, когда растущая кишка достигает стенки тела (Chia, Buchanan, 1969; Иванова-Казас, 1978; Dolmatov, Yushin, 1993). Следовательно, замыкание бластопора и образование дефинитивного ануса у Е. fraudatrix и ряда других видов, из развития которых выпала стадия планктотрофной питающейся личинки, вероятно, можно расценивать как рекапитуляцию перестройки задних отделов пищеварительного тракта, происходившей при метаморфозе предка с планктотрофным развитием.

При регенерации пищеварительной трубки как у пентактул £. fraudatrix (Dendrochirota), так и у взрослых голотурий отряда Aspidochirota (Bertolini, 1932; Garcia-Arraras et al., 1998; Шукалюк, Долматов, 2001) наблюдается рост регенерата кишки от остатка пищеварительной трубки в каудальном направления до соединения с эпидермисом покровов тела (у пентактул Е. fraudatrix) или с задним зачатком, растущим вперед от клоаки (в случае взрослых аспидохирот).

Таким образом, как при метаморфозе в ходе индивидуального развития, так и в ряде случаев при регенерации наблюдается рост новой кишки от остатка пищеварительной трубки. В связи с этим, интересно отметить, что у голотурии С. japónica (Dendrochirota), в отличие от К fraudatrix, замыкания бластопора на ранних этапах развития не происходит, и он становится дефинитивным анусом (Mashanov, Dohnatov, 2000). Этот вид не способен к регенерации кишечника ни на одной из стадий онтогенеза (Долматов, 1994).

Между процессами формирования кишки в онтогенезе и при регенерации пентактул Е. fraudatrix имеется не только сходство, но и ряд очевидных отличий. Так, например, процессы заживления раны, дегенерации поврежденных тканей и дедифференцировки наблюдаются только при регенерации и, очевидно, не имеют аналогов в нормальном развитии.

Еще меньше общих черт с онтогенезом имеет регенерация пищеварительной трубки у взрослых особей Е. fraudatrix. В этом случае большую роль в формировании выстилки регенерата здесь играет целомический эпителий. В онтогенезе он развивается из стенки соматоцсля, формируя выстилку вторичной полости тела (Hyman, 1955; Dolmatov and Yushin, 1993). Первыми участие клеток целомического эпителия в регенерации показали Vanden Bossche и Jangoux (1976). Они обнаружили, что у морских звезд этот эпителий являегся источником клеток полости тела, амебоцитов. У голотурий за счет целомического эпителия происходит восстановление мышц стенки тела (Dolmatov et al., 1996; Dolmatov, Ginanova, 2001) и кишечной выстилки (Mosher, 1956; Leibson, 1992; данная работа). Предполагается также участие целомического эпителия в регенерации кишки у морских лилий (Dolmatov et al., 2003).' Такие широкие гистобластические потенции целомического эпителия связаны не с наличием специальных мультипотентных резервных клеток, а с тем, что, несмотря на хорошо выраженную специализацию, перитонеальные и миоэпи-телиальные клетки легко дедифференцируются при различных повреждающих воздействиях (Долматов, 1999).

Восстановление пищеварительного эпителия из мезотелия представляет собой яркий пример метаплазии (транедифференцировки). Вообще, явление развития при регенерации каких-то структур из несвойственных им источников известно довольно давно (регенерация хрусталика и сетчатки у амфибий). Однако, как пра-

вило, трансдифференцировка происходит в пределах одного и того же зародышевого листка (Stroeva, Mitashov, 1983; Карлсон, 1986; Muller, 1997; Carlson, 1998). С другой стороны, формирование производных одного зародышевого листка за счет клеток другого - достаточно распространенное явление при бесполом размножении животных. Так, например, при бесполом размножении у асцидий в зависимости от типа почкования из мезодермы (эпикарда) или эктодермы (стенки перибранхиаль-ной полости) могут возникать все остальные недостающие ткани, независимо от их происхождения в онтогенезе (Иванова-Казас, 1977,1995). В настоящее время среди голотурий известны шесть видов, которые способны к бесполому размножению путем поперечного деления (Emson, Wilkie, 1980). Однако, поскольку клеточные источники и механизмы, лежащие в основе этого процесса, практически не изучены, то провести конкретное сопоставление регенерации и бесполого размножения в этом классе животных пока невозможно.

ВЫВОДЫ

1. Стенка пищеварительной трубки голотурии Eupentacta fraudatrix имеет типичное трехслойное строение. Она образована внутренним кишечным и наружным целомическим эпителиями, разделенными прослойкой соединительной ткани. Основу выстилки составляют Т-образные клетки (в глотке и пищеводе) и мульти-функциональные везикулярные энтероциты (в кишечнике и клоаке), В ряде отделов встречаются мукоциты. Целомический эпителий (мезотелий) образован миоэпите-лиальными и перитонеальными клетками и включает в себя базиэпителиальное гипонейральное нервное сплетение. Физиологическая регенерация кишечного эпителия осуществляется за счет пролиферации дифференцированных везикулярных энтероцитов.

2. Формирование пищеварительной трубки в ходе онтогенеза голотурии Е. fraudatrix происходит типичным для иглокожих способом. Кишечный эпителий в

пищеводе, желудке, кишечнике и клоаке имеет энтодермальное происхождение. Вклад эктодермы в образование пищеварительной трубки незначителен: из нее образуется выстилка только глотки и ректума. Мезотелий кишки формируется за счет вентрального листка соматоцеля.

3. На разных стадиях онтогенеза пищеварительная трубка голотурии Е. fraudatrix восстанавливается за счет различных механизмов. Регенерация кишечного и целомического опителиев у пентактул происходит за счет соответствующих тканей остатка пищеварительной трубки. Основными механизмами, обеспечивающими восстановление, являются пролиферация частично дедифференцированных клетох пищеварительного эпителия, а также дедифференцировка, миграция, пролиферация и последующая редифференцировка клеток мезотелия. При регенерации взрослых особей Е. fraudatrix важную роль в формировании кишечного эпителия играют ткани мезодермального происхождения. Целомический эпителий, покрывающий передний зачаток, дедифференцируется, погружается в подлежащую соединительную ткань и дает начало пищеварительному эпителию. В заднем зачатке кишечный эпителий образуется за счет энтодермальных тканей клоаки.

4. Ни у ювенильных особей, ни у взрослых животных не было обнаружено участия каких-либо резервных клеток в восстановительных морфогенезах. Широкие гистобластические возможности целомического эпителия обусловлены способностью высокоспециализированных миоэпителиальных и перитонеальных клеток легко переходить в дедифференцированное состояние.

5. У Е. fraudatrix формирование пищеварительной трубки в ходе индивидуального развития, при регенерации у пентактул и при регенерации взрослых животных осуществляется за счет трех различных морфогенетических механизмов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Машанов B.C., Долматов, И.Ю. Эмбриогенез голотурии Cucumaria japonica

(Dendrochirota, Holothuroidea) // Региональная конференция по актуальным проблемам морской биологии и экологии. Владивосток: Изд-во ДВГУ. 1998. С. 86-88.

2. Машанов B.C., Долматов, И.Ю. Ультраструктура кишечного эпителия ювенилов

голотурии Eupentacta fraudatrix II Биомониторинг и рациональное использование морских и пресноводных гидробионтов. Владивосток: ТИНРО-ЦЕНТР. 1999. С. 70-71.

3. Машанов B.C., Долматов И.Ю. Ультраструктура пищеварительного тракта у 5-

месячных пентактул голотурии Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota) //II Региональная конференция по актуальным проблемам морской биологии, экологии, и биотехнологии. Владивосток: Изд-во ДВГУ. 1999. С. 102-103.

4. Машанов B.C., Долматов И.Ю. Регенерация кишки у 5-месячных пентактул го-

лотурииEиpentactafraиdatrX(Holothuroidea, Dendrochirota) после поперечного разрезания // II Региональная конференция по актуальным проблемам морской биологии, экологии, и биотехнологии. Владивосток: Изд-во ДВГУ. 1999. С. 103-105.

5. Mashanov V.S., Dolmatov IYu. Developmental morphology of a holothurian, Cu-

cumaria japonica (Dendrochirota, Holothuroidea), a species with accelerated metamorphosis // Invert. Reprod. Dev. 2000. V. 37, № 2. P. 137-146.

6. Машанов B.C., И.Ю. Долматов. Ультраструктура пищеварительного тракта у

пятимесячных пентактул голотурии Eupentactafraudatrx ГГБиол. моря. 2001. Т. 27, №5. С. 320-328.

7. Машанов B.C., И.Ю. Долматов. Ультраструктурные особенности регенерации пи-

щеварительного тракта у пятимесячных пентактул голотурии Eupentacta fraudatrix 11Биол. моря. 2001. Т. 27, № 6. С. 430-437.

8. Mashanov V.S., Dolmatov IYu. Regeneration of digestive tract in the pentactulae ofthe

far-eastern holothurian Eupentactafraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota) // Invert Reprod. Dev. 2001. V. 39, № 2. P. 143-151.

9. Mashanov V.S., Dolmatov I.Yu. Development of the alimentary canal in Eupentacta

fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota) // Trefen deutschsprachiger Echinoder-mologen. Progtamm und Abstracts. S. 23.

10. Машанов B.C., Долматов И.Ю., Хайнцеллер Т. Клеточные механизмы регенера-

ции пищеварительной системы у голотурии EupentactafraudatrixIГЦщтологш. 2003. Т. 45, №9. С. 902.

р * 17 65

11. Mashanov V.S., Dolmatov LYu, Heinzeller T. Gut formation during development and

regeneration in the holothurian Eupentactafraudatrix//11 International Echinoderm Conference: Munich, Germany, Oct. 6-10,2003: Abstracts - Munich, Germany, 2003. P. 24.

12. Mashanov V.S., Dolmatov LYu Functional morphology of the developing alimentary

canal inthe holothurianEupentactafraudatrix(Holothuroidea, Dendrochirota)//Acta Zoologica. 2004. V. 84.

РНБ Русский фонд

МАША 25051

РАЗВИТИЕ И РЕГЕНЕРАЦИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ У ГОЛОТУРИИ EUPENTACTA FRAUDATRIX (HOLOTHUROIDEA, DENDROCHIROTA)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологическихнаук

Подписано в печать января 2004 года. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Усл. печ. л. /, С ■ Заказ № 9 .

Издательство Дальневосточного университета. 690600, г. Владивосток,ул. Октябрьская, 27.

Отпечатано в Издательско-полиграфическом комплексе ДВГУ. 690600, г. Владивосток, ул. Алеутская, 56.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Машанов, Владимир Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Регенерация и индивидуальное развитие.

2.2. Морфофункциональная организация пищеварительного тракта у взрослых голотурий.

2.2.1. Пищеварительный (выстилающий) эпителий.

2.2.2. Соединительнотканный слой.

2.2.3. Мезотелий.

2.2.4. Нервное сплетение.

2.3. Развитие пищеварительной трубки в онтогенезе голотурий.

2.3.1. Развитие с полным метаморфозом.

2.3.2. Развитие с укороченным метаморфозом.

2.3.3. Проблема происхождения выстилки передних и задних отделов пищеварительного тракта.

2.4. Физиологическая регенерация кишечного эпителия.

2.5. Репаративная регенерация пищеварительной трубки.

2.5.1. Эвисцерация.

2.5.2. Регенерация у Aspidochirota.

2.5.3. Регенерация у Dendrochirota.

2.5.4. Регенерация у Apoda.

2.5.5. Изменение способности к регенерации в ходе онтогенеза голотурий.

3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ.

4.1. Строение пищеварительной трубки голотурии Eupentacta fra udatrixв норме.

4.2. Развитие пищеварительной трубки в онтогенезе.

4.3. Регенерация пищеварительной трубки у пентактул.

4.3.1. Макроморфология регенерирующей пищеварительной трубки.

4.3.2. Ультраструктура регенерирующего пищеварительного тракта

4.4. Регенерация пищеварительной трубки у взрослых голотурий.

4.4.1. Макроморфология регенерирующей пищеварительной трубки.

4.4.2. Микроскопическое строение регенерирующей пищеварительной трубки.

5. ОБСУЖДЕНИЕ.

5.1. Строение пищеварительной трубки голотурии ЕиРЕтлстл рка иил тюх в норме.

5.2. Формирование пищеварительной трубки в ходе индивидуального развития.

5.3. Регенерация пищеварительной трубки.

5.3.1. Стадии регенерации пентактул.

5.3.2. Стадии регенерации взрослых животных.

5.3.3. Клеточные источники.

5.3.4. Изменение механизмов регенерации в онтогенезе.

5.4. Индивидуальное развитие и регенерация.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Развитие и регенерация пищеварительной системы у голотурии Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota)"

Актуальность проблемы. Регенерация и эмбриогенез являются отражением общей для всех живых существ способности к морфогенезу. Внешнее их сходство заключается в том, что в результате обоих этих процессов происходит формирование новой структуры. В подавляющем большинстве случаев структура, образованная в результате регенерации как морфологически, так и функционально практически не отличается от той, которая была утрачена. В этом случае возникает вопрос: если регенерация той или иной части тела и ее развитие в ходе онтогенеза могут иметь одинаковый конечный результат, то может ли морфогенез при регенерации рассматриваться как рекапитуляция морфогенетических процессов индивидуального развития? С одной стороны, поскольку при регенерации образуется заново такой же орган, как и удаленный, то нельзя ожидать, что пути развития этих органов будут совершенно различными. Однако, с другой стороны, сходство между онтогенезом и регенерацией никогда не бывает полным, всегда имеются различия, выраженные в большей или меньшей степени (Лиознер, 1982).

Сравнение индивидуального развития и регенерации полезно в том отношении, что оно позволяет лучше понять характерные особенности обоих процессов. Такое сопоставление также способствует более глубокому пониманию механизмов морфогенеза и их изменений при тех или иных условиях. К сожалению, к настоящему времени только очень немногие органы изучены в достаточной степени для того, чтобы можно было провести детальное сравнение морфогенеза одних и тех же струюур при регенерации и в ходе индивидуального развития животного. К числу таких модельных систем относятся конечность, хвост, хрусталик и сетчатка амфибий, а также скелетные мышцы позвоночных (см. обзоры: Карлсон, 1986; Carlson, 1998). Аналогичные данные относительно органов беспозвоночных еще более редки (Долматов, 1996а; Bely, Wray, 2001; Dolmatov, Ginanova, 2001).

Голотурии представляют собой удобный объект для изучения процессов регенерации, так как они обладают способностью к относительно быстрому восстановлению утраченных частей тела после самых разнообразных повреждений (Hyman, 1955; Долматов, 1999). В частности, эти животные могут в течение нескольких недель полностью восстанавливать внутренние органы, утраченные при эвисцерации.

Макроанатомические особенности регенерации пищеварительной трубки у взрослых голотурий изучены относительно подробно, выдвинут ряд гипотез происхождения клеточных источников (Kille, 1935; Dawbin, 1949; Smith, 1971а; Mosher, 1956; Bai, 1971; Gibson, Burke, 1983; Leibson, 1992; Garcia-Arraras et al., 1998; Garcia-Arraras et al., 1999; Santiago et al., 2000). Однако аналогичные данные для более ранних стадий онтогенеза отсутствуют. Долматовым (1994; 1996а) было показано, что способность к регенерации у голотурий и ее механизмы зависят от возраста животного, тем не менее, причины этого и конкретные механизмы до сих пор не описаны.

Наиболее интересной в этом отношении оказалась голотурия Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota), пентактулы которой способны восстанавливать утраченные задние части тела, а взрослые особи - только передние (Долматов, 1994).

Общая характеристика индивидуального развития Е. fraudatrix была дана Долматовым и Юшиным (Dolmatov, Yushin, 1993). Ими было показано, что этот вид характеризуется лецитотрофным типом развития с укороченным метаморфозом и отсутствием катастрофической трансформации внутренних органов. В то же время характер закладки и дифференцировки тканей пищеварительной трубки освещен недостаточно полно.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось изучение и сравнительный анализ клеточных механизмов морфогенеза пищеварительной системы у голотурии Eupentacta fraudatrix в онтогенезе и при регенерации после различных способов повреждения.

В этой связи необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить особенности формирования пищеварительной трубки в ходе индивидуального развития голотурии Е. fraudatrix.

2. Исследовать нормальное гистологическое строение стенки пищеварительного тракта у взрослых особей данного вида.

3. Изучить клеточные механизмы репаративной регенерации пищеварительной трубки у голотурии Е. fraudatrix на разных стадиях онтогенеза.

4. На основании полученных собственных результатов и данных других авторов сравнить различные типы морфогенетических механизмов формирования пищеварительной трубки в ходе индивидуального развития и при регенерации у голотурии Е. /гаис1а1пх.

Научная новизна. На основе наших собственных детальных исследований, впервые сделана попытка сопоставления морфогенетических механизмов, лежащих в основе формирования пищеварительной трубки голотурии в ходе нормального онтогенеза и при регенерации. Для изучения цитологических особенностей процессов развития и восстановления были применены современные морфологические методы световой и электронной микроскопии.

При решении этой главной задачи нами впервые было проведено детальное гистологическое исследование строения разных отделов пищеварительной трубки у массового дальневосточного вида голотурий Е. /гаис1шг1х (Но!оШиго1с1еа, Оепс1госЫ-го1а), послужившего нам модельным объектом. Впервые на ультрастуктурном уровне исследовано становление тканей пищеварительной трубки в ходе онтогенеза голотурии. Впервые изучены механизмы регенерации пищеварительной трубки у пентактул (ювенильных особей) голотурии, показано их принципиальное отличие от таковых у взрослых животных. Кроме того, нам впервые удалось получить доказательства в пользу того, что при регенерации пищеварительной трубки у взрослых голотурий отряда Вепс1госЫго1а пищеварительный эпителий может происходить из клеток мезодермальной природы.

Теоретическое и практическое значение работы. Сопоставление регенерации и нормального онтогенеза, важно для понимания наиболее общих закономерностей морфогенеза. Полученные данные дополняют представления о биологии развития голотурий. Голотурия Е. /гаис1а1г1х характеризуется разнообразием восстановительных реакций на разных стадиях жизненного цикла, и поэтому может представлять собой удобный модельный объект для изучения регуляции морфогенетических процессов. Основные результаты работы могут быть включены в программу общих и специализированных курсов по биологии развития для высших учебных заведений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 1 и 2-й Региональных конференциях по актуальным проблемам морской биологии и экологии (Владивосток, 1998, 1999); ежегодных научных конференциях института биологии моря ДВО РАН (Владивосток, 1999, 2000, 2002); Региональной конференции молодых ученых "Биомониторинг и рациональное использование морских и пресноводных гидробионтов" (ТИНРО, Владивосток, 1999); 2-й немецкоязычной конференции по иглокожим (Германия, Берлин, 2002); региональной конференции молодых ученых ДВО РАН (Владивосток, 2002); 11-й международной конференции по иглокожим (Германия, Мюнхен, 2003); 1-м съезде Общества клеточной биологии (Санкт-Петербург, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ и 2 находятся в печати.

Структура и объем диссертации. Работа построена в соответствии с традиционным планом и включает в себя введение, обзор литературы, краткую характеристику методов исследования, изложение собственных результатов автора, обсуждение полученных данных и их сопоставление с наблюдениями других авторов, заключение, выводы и список литературы (104 источника, из которых 33 на русском и 71 на иностранных языках). Диссертация изложена на 101 странице и содержит 22 рисунка.

Заключение Диссертация по теме "Биология развития, эмбриология", Машанов, Владимир Сергеевич

Выводы

1. Стенка пищеварительной трубки голотурии ЕиреШас1а/гаис1шг1х имеет типичное трехслойное строение. Она образована внутренним кишечным и наружным целомическим эпителиями, разделенными прослойкой соединительной ткани. Основу выстилки составляют Т-образные клетки (в глотке и пищеводе) и полифункциональные везикулярные энтероциты (в кишечнике и клоаке). В ряде отделов встречаются мукоциты. Цел омический эпителий (мезотелий) образован миоэпите-лиальными и перитонеальными клетками и включает в себя базиэпителиальное ги-понейральное нервное сплетение. Физиологическая регенерация кишечного эпителия осуществляется за счет пролиферации дифференцированных везикулярных эн-тероцитов.

2. Формирование пищеварительной трубки в ходе онтогенеза голотурии Е. /гаис1а1г1х происходит типичным для иглокожих способом. Кишечный эпителий в пищеводе, желудке, кишечнике и клоаке имеет энтодермальное происхождение. Вклад эктодермы в образование пищеварительной трубки незначителен: из нее образуется выстилка только глотки и ректума. Мезотелий кишки формируется за счет вентрального листка соматоцеля.

3. На разных стадиях онтогенеза пищеварительная трубка голотурии Е./гаи-с1а1г1х восстанавливается за счет различных механизмов. Регенерация кишечного и целомического эпителиев у пентактул происходит за счет соответствующих тканей остатка пищеварительной трубки. Основными механизмами, обеспечивающими восстановление, является пролиферация частично дедифференцированных клеток пищеварительного эпителия, а также дедифференцировка, миграция, пролиферация и последующая редифференцировка клеток мезотелия. При регенерации взрослых особей Е./гаи^аМх важную роль в формировании кишечного эпителия играют ткани мезодермального происхождения. Целомический эпителий, покрывающий передний зачаток, дедифференцируется, погружается в подлежащую соединительную ткань и дает начало пищеварительному эпителию. В заднем зачатке кишечный эпителий образуется за счет энтодермальных тканей клоаки.

4. Ни у ювенильных особей, ни у взрослых животных не было обнаружено участия каких-либо резервных клеток в восстановительных морфогенезах. Широкие гистоблаетические возможности целомического эпителия обусловлены способностью высокоспециализированных миоэпителиальных и перитоиеальных клеток легко переходить в дедифференцированное состояние.

5. У Е. /гаис1а1г1х формирование пищеварительной трубки в ходе индивидуального развития, при регенерации у пентактул и при регенерации взрослых животных осуществляется за счет трех различных морфогенетических механизмов.

6. Заключение

Результаты исследований показали, что пищеварительная трубка у голотурии Е. /гаис1мпх — это сложный специализированный орган, состоящий из нескольких отделов: глотки, пищевода, желудка, кишечника и клоаки. Ее стенка имеет типичное трехслойное строение. Она образована внутренним кишечным и наружным це-ломическим эпителиями, разделенными прослойкой соединительной ткани. Основу выстилки составляют Т-образные клетки (в глотке и пищеводе) и полифункциональные везикулярные энтероциты (в кишечнике и клоаке). В ряде отделов встречаются мукоциты. Целомический эпителий (мезотелий) образован миоэпителиаль-ными и перитонеальными клетками и включает в себя базиэпителиальное гипоней-ральное нервное сплетение.

Развитие пищеварительной трубки у Е. ^-аийаХггх происходит типичным для иглокожих образом. После завершения гаструляции архентерон разделяется на эн-тероцель (общий зачаток целомической мезодермы) и энтодермальный зачаток, который дает начало кишечному эпителию почти всей пищеварительной трубки, в том числе и кутикулярной выстилке передних отделов. Вклад эктодермы в этот процесс незначителен. Дифференцировка пищеварительного и целомического эпи-телиев носит дефинитивный характер, т.е. дифференцируются сразу те клеточные типы, которые характерны для кишки взрослых голотурий.

Регенерацию пищеварительной трубки у Е. /гаис1а{г1х изучали на двух разных стадиях индивидуального развития: у пятимесячных пентактул (после поперечного разрезания) и у взрослых особей (после эвисцерации). Нами установлено, что на этих этапах жизненного цикла восстановительные процессы реализуются за счет разных механизмов, что согласуется с данными Долматова (1994) об изменении у голотурий способности к регенерации с возрастом. Пентактулы не способны к эвисцерации. После поперечного разрезания выживают и регенерируют только передние половинки. Кишечный и целомический эпителии восстанавливаются за счет соответствующих слоев остатка пищеварительной трубки, без нарушения специфичности зародышевых листков. Энтероциты и Т-образные клетки кишечного эпителия дедифференцируются лишь частично. Тем не менее, они способны к пролиферации, обеспечивая рост регенерата. В целомическом эпителии, напротив, происходит полная дедифференцировка. Дедифферецированные клетки приобретают способность к пролиферации и миграции к месту повреждения.

При эвисцерации у взрослых особей Е. /гаис1Шг1х удаляется практически вся пищеварительная трубка, за исключением клоаки. После заживления раны появляются два зачатка будущей кишки. Передний зачаток закладывается вблизи места стыка амбулакров. Выстилка здесь образуется за счет дедифференцировки целомического эпителия, который впоследствии погружается в соединительную ткань и дифференцируется в пищеварительный эпителий. Выстилка в заднем зачатке возникает из энтодермальных тканей клоаки. Ни у пентактул, ни у взрослых животных нами не было обнаружено участия в восстановительных процессах каких-либо резервных клеток.

Ни у ювенилов, ни у взрослых особей Е. гаийаЫх регенерация пищеварительной трубки не рекапитулирует развитие этого органа в ходе онтогенеза. Восстановительный процесс у пентактул более близок к индивидуальному развитию, поскольку в этом случае не нарушается специфичность зародышевых листков. Однако, процессы заживления раны, дегенерации поврежденных тканей и дедифференцировки наблюдаются только при регенерации и, очевидно, не имеют аналогов в нормальном развитии. Регенерация у взрослых особей по своим механизмам сильно отклоняется от индивидуального развития и связана с трансдиффренциров-кой целомического эпителия в кишечную выстилку. Такая глубокая трансформация одной дефинитивной ткани в другую дефинитивную ткань, в норме возникающую из другого зародышевого листка, - относительно редкое явление. Оно характерно в основном для бесполого размножения некоторых М^агоа (Иванова-Казас, 1977).

Таким образом, у голотурии Е/гаис1а1г1Х нормальный онтогенез, регенерация у ювенилов и регенерация у взрослых особей представляют собой три принципиально различных по своим механизмам морфогенетических процесса, которые, тем с не менее, приводят к одному и тому же результату - формированию пищеварительной трубки с ее характерной гистологической структурой.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Машанов, Владимир Сергеевич, Владивосток

1. Беклемишев В.Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. Т. 1. Проморфология. М.: Наука. 1964.432 с.

2. Воронцова М.А. Регенерация органов у животных. М.: Сов. Наука. 1949. 268с.

3. Долматов И.Ю. Способность к регенерации и ее изменение в онтогенезе у голотурий // Онтогенез. 1994. Т 25, № 1. С. 31-37.

4. Долматов И. Ю. Клеточные механизмы регенерации у голотурий и их становление в онто- и филогенезе: Автореф. дис. . докт. биол. наук. Владивосток: ИБМ ДВО РАН. 1996а. 44с.

5. Долматов И. Ю. Бесполое размножение, эвисцерация и регенерация у голотурий // Онтогенез. 19966. Т. 27. № 4. С. 256-265.

6. Долматов И.Ю. Регенерация у иглокожих // Биол. моря. 1999. Т. 25, № 3. С. 191-200.

7. Долматов И.Ю, Иваитей В.А. Гистогенез продольных мышечных лент у голотурий // Онтогенез. 1993. Т. 24, № 6. С. 67-72.

8. Елисейкина М.Г. Морфофункциональные состояния и физиологическая регенерация выстилающего эпителия пищеварительного тракта у японской кукума-рии: Автореф. дис. .канд. биол. наук. Владивосток. 1993. 26 с.

9. Елисейкина М.Г., Лейбсон H.JL Ультраструктурная характеристика кишечного эпителия японской кукумарии Cucumaria japónica II Биол. моря. 1996. Т. 22, № 2. С. 102-109.

10. Иванова-Казас О.М. Бесполое размножение животных. JL: Изд-во ЛГУ. 1977.240 с.

11. Иванова-Казас О.М. Сравнительная эмбриология беспозвоночных животных. Иглокожие и полухордовые. М.: Наука. 1978.166 с.

12. Иванова-Казас О.М. Сравнительная эмбриология беспозвоночных животных. Членистоногие. М.: Наука. 1979. 224 с.

13. Иванова-Казас О.М. Эволюционная эмбриология животных. СПб.: Наука. 1995. 565 с.

14. Карлсон Б.М. Регенерация. М.: Наука. 1986. 191 с.

15. Короткова Г.П. Регенерация животных. СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета. 1997.480 с.

16. Ламаш Н.Е. Содержание углеводов и белков в гонаде и стенке тела у Еиреп-tacta fraudatrix во время регенерации внутренних органов // Биол. моря. 1991. № 6. Ц С. 91-94.

17. Лейбсон Н.Л. Об источниках регенерации кишки у голотурий // Онтогенез. 1980. Т. 11, №5. С. 559-560.

18. Лейбсон Н.Л. Об особенностях клеточного размножения в кишечном эпителии голотурии Cucumaria fraudatrix // Биол. моря. 1981а. № 3. С. 81-83.

19. Лейбсон Н.Л. Об источниках регенерации кишечного эпителия при его сезонном обновлении у дальневосточного трепанга // Препринт № 4. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 19816. 28 с.

20. Лейбсон Н.Л. Необычный способ регенерации кишечного эпителия при сезонной перестройки у голотурии Stichopus japonicus (о возможности «внешнего камбия») // Арх. анат., гистол., эмбриол. 1982. Т. 82, № 1. С. 74-80.

21. Лейбсон Н.Л. Организация кишечного эпителия с диффузным клеточным размножением как эволюционный этап у целомических животных. // Биол. моря. 1986. №5. С. 6-19.

22. Лейбсон Н.Л. Клеточное размножение в эпителиях органов пищеварительной системы моллюсков и иглокожих // Журн. общей биологии. 1989. Т. 6, № 6. С. 799-807.

23. Лейбсон Н.Л., Долматов И.Ю. Эвисцерация и регенерация внутреннего комплекса голотурии Eupentacta fraudatrix (Holothurioidea, Dendrochirota) // Зоол. ж. 1989. Т. 68, № 8. С. 67-74.

24. Лиознер Л.Д. Основные проблемы учения о регенерации. М.: Наука. 1975.103 с.

25. Лиознер Л.Д. Регенерация и развитие. М.: Наука. 1982. 167 с. Луппа X. Основы гистохимии. М.: Мир. 1980.

26. Малахов В.В., Черкасова И.В. Эмбриональное и раннее личиночное развитие голотурии Stichopus japonicus var. armatus (Aspidochirota, Stichopodidae) // Зоол. ж. 1991. Т. 70, № 4. С. 55-67.

27. Малахов В.В., Черкасова И.В. Метаморфоз голотурии Stichopus japonicus var. armatus (Aspidochirota, Stichopodidae) // Зоол. ж. 1992. Т. 71, № 9. С. 11-21.

28. Марушкина Н.Б., Грачева Н.Д. Авторадиографическое изучение пролифера-тивной активности в эпителии кишки трепанга Stichopus japonicus в нормальных условиях и после аутотомии // Цитология. 1978. Т. 20, № 4. С. 426-431.

29. Машанов B.C., Долматов И.Ю. Ультраструктура пищеварительного тракта у пятимесячных пентактул голотурии Eupentacta fraudatrix II Биол. моря. 2001. Т. 27. №5. С. 363-371.

30. Миташов В.И., Строева О.Г., Синицина В.Ф. Радиоавтографическое исследование роста и дифференцировки регенерирующей сетчатки у взрослых тритонов //Онтогенез. 1973. Т. 4. С. 564-580.

31. Филимонова Г.Е. Функциональная морфология пищеварительной системы иглокожих. Л.: Наука. 1979. 120 с.

32. Шукалюк А.И. , Долматов И.Ю. Регенерация пищеварительной трубки голотурии Apostichopus japonicus после эвисцерации //Биол. моря. 2001. Т. 27, № 3. С. 202-206.

33. Akimenko M.A., Johnson S.L., Westerfield M., Ekker M. Differential induction of four msx homeobox genes during fin development and regeneration in zebra-fish // Development. 1995. V. 121, № 2. P. 347-357.

34. Bai M.M. Regeneration in the holothurian, Holothuria scraba Jager // Indian J. Exp. Biol. 1971. V. 9, № 4. P. 467-471.

35. Bely A.E., Wray G.A. Evolution of regeneration and fission in annelids: insights from engrailed- and orthodenticle-class gene expression // Development. 2001. V. 128, №14. P. 2781-2791.

36. Bertolini F. Regenerazione dell' apparato digerente nelle Stichopus regalis II Pubbl. Staz. Zool. Napoli. 1930. V. 10. P. 439-449.

37. Bertolini F. Rigenerazione dell' apparato digerente nelle Holothuria II Pubbl. Staz. Zool. Napoli. 1932. Vol. 12. P. 432-443.

38. Birenheide R., Tamori M., Motakawa T., Ontani M., Iwakoshi E., Muneoka Y., Fujita T., Minakata H. and Nomoto K. Peptides controlling stiffness of connective tissue in sea cucumbers // Biol. Bull. 1998. V. 194. P. 253-259.

39. Bouland C., Massin C. and Jangoux M. The fine structure of the buccal tentacles of Holothuria forskali (Echinodermata, Holothuroidea) // Zoomorphology. 1982. V. 101. P. 133-149.

40. Byrne M. The mechanical properties of the autotomy tissue of the holothurian Eupentacta quinquesemita and the effects of certain physico-chemical agents // J. Exp. Biol. 1985a. V. 117. P. 69-86.

41. Byrne M. Evisceration behaviour and the seasonal incidence of evisceration in the holothurian Eupentacta quinquesemita (Selenka) // Ophelia. 1985b. V. 24, № 2. P. 75-90.

42. Byrne M. Induction of evisceration in the holothurian Eupentacta quinquesemita and evidence for the existence of an endogenous evisceration factor // J. Exp. Biol. 1986a. V. 120. P. 25-39.

43. Byrne M. The case for seasonal evisceration in the holothuroid Eupentacta quinquesemita (Selenka): a reply to Fankboner and Cameron (1985) // Can. J. Zool. 1986b. V. 64. P. 2391-2392.

44. Byrne M. Ophiuroidea // Microscopic anatomy of invertebrates, Vol. 14: Echino-dermata / Harrison F.W., Chia F.S. (eds.). New York: Wiley-Liss. 1994. P. 247-344.

45. Byrne M. The morphology of autotomy structures in the sea cucumber Eupentacta quinquesemita before and during evisceration // J. Exp. Biol. 2001. V. 204. P. 849-863.

46. Carlson B.M. Development and regeneration, with special emphasis on the amphibian limb // Cellular and Molecular Basis of Regeneration: From Invertebrates to Humans / Ferretti P., Geraudie J. (eds.). Chichester: John Wiley & Sons. 1998. P. 45-61.

47. Chia F.-S., Buchanan J.B. Larval development of Cucumaria elongata (Echino-dermata, Holothuroidea) // J. Mar. Biol. Ass. U. K. 1969. V. 49. P. 151-159.

48. Chia F.-S., Koss R. Asteriodea // Microscopic anatomy of invertebrates, Vol. 14: Echinodermata / Harrison F.W., Chia F.S. (eds.). New York: Wiley-Liss. 1994. P. 169245.

49. Dawbin W.H. Auto-evisceration and the regeneration of viscera in the holothurian Stichopus mollis (Hutton) // Trans. Roy. Soc. N. Z. 1949. V. 77, № 4. P. 497-523.

50. DeRidder C., Jangoux M. The digestive tract of the spatangoid echinoid Echinocar-dium cordatum (Echinodermata): Morphofunctional study // Acta Zool. (Stockholm). 1993. V. 74, №4. P. 337-351.

51. Dietrich H.F., Fontaine A.R. A decalcification method for ultrastructure of echinoderm tissues // Stain Technol. 1975. V. 50, № 5. P. 351-354.

52. Dolmatov I.Yu., Yushin V.V. Larval development of Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota) // Asian Marine Biol. 1993. V. 10. P. 125-134.

53. Dolmatov I.Yu., Eliseikina M.G., Bulgakov A.A., Ginanova T.T., Lamash N.E., and Korcharin V.P. Muscle Regeneration in the Holothurian Stichopus japonicus II Roux's Arch Dev Biol. 1996. V. 205. P. 486-493.

54. Dolmatov I.Yu., Ginanova T.T. Muscle regeneration in holothurians // Microsc.

55. Res. Tech. 2001. V. 55. P. 452-463.

56. Dolmatov I.Yu., Ferreri P., Bonasoro F., Candía Carnevali M.D. Visceral regeneration in the crinoid Antedon mediterránea II Echinoderm Research 2001 / Feral J.P., David B. (eds.). Lisse: Balkema. 2003. P. 215-220.

57. Emson R.H., Wilkie I.C. Fission and autotomy in echinoderms // Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev. 1980. V. 18. P. 155-250.

58. Fankboner P.V., Cameron J.L. Seasonal atrophy of the visceral organs in a sea cucumber//Can. J. Zool. 1985. V. 63. P. 2888-2892.

59. Feral J.P., Massin C. Digestive system: Holothuroidea // Echinoderm nutrition / Jangoux M., Lawrence J.M. (eds.). Rotterdam: Balkema. 1982. P. 192-212.

60. Filimonova G.E., Tokin I.B. Structural and functional peculiarities of the digestive system of Cucumariafrondosa II Mar. Biol. 1980. V. 60. P. 9-16.

61. Fish J.D. The digestive system of the holothurian, Cucumaria elongata. I. Structure of the gut and hemal system // Biol. Bull. 1967. V. 132, № 3. P. 337-353.

62. Foster G.G., Hodgson A.N. Feeding, tentacle and gut morphology in five species of southern African intertidal holothuroids (Echinodermata) // S. Afr. J. Zool. 1996. V. 31, №2. P. 70-79.

63. Garcia-Arraras J.E., Diaz-Miranda L., Torres I.I., File Sh., Jimenez L.B., Rivera-Bermudez K., Arroyo E.J., Cruz W. Regeneration of the enteric nervous system in the sea cucumber Holothuria glaberrima //J. Comp. Neurol. 1999. V. 406. P. 461-475.

64. Garcia-Arraras J.E., Greenberg M.J. Visceral regeneration in holothurians // Mi-crosc. Res. Tech. 2001. V. 55. P. 438-451.

65. Gardiner D.M., Blumberg B., Komine Y., Bryant S.V. Regulation of HoxA expression in developing and regenerating axolotl limbs // Development. 1995. V. 121. P. 1731-1741.

66. Gibson A.W., Burke R.D. Gut regeneration by morphallaxis in the sea cucumber Leptosynapta clarki(Heding, 1928)//Can. J. Zool. 1983. V. 61, № 12. P. 2720-2732.

67. Goss R.J. The evolution of regeneration: adaptive or Inherent // J. Theor. Biol. 1992. V. 159. P. 241-260.

68. Herreid C.F., Larussa V.F., Defesi C.R. Blood vascular system of the sea cucumber Stichopus moebill J. Morph. 1976. V. 150. P. 423-451.

69. Herreid C.F., Defesi C.R., Larussa V.F. Vascular follicle system of the sea cucumber Stichopus moebi II J. Morph. 1977. V. 154. P. 19-38.

70. Hoegh-Guldberg O., Emlet, R.B. Energy use during the development of a lecith-otrophic and planktotrophic echinoid // Biol. Bull. 1997. V. 192. P. 27-40.

71. Hyman, L.H. The Invertebrates: Acanthocephala, Aschelminthes, and Entoprocta. The pseudocoelomate Bilateria. New York: McGraw-Hill Book Co., Inc., 1951. 572p.

72. Hyman, L.H. The invertebrates: Echinodermata. The coelomate Bilateria. New York: McGraw-Hill Book Co., Inc., 1955. 763 p.1.aba D. Development of Caudina chilensis II Sei. Rept. Tohoku Univ. Sendai. 1930. V. 5. P. 215-248.

73. Jensen H. Ultrastructure of the dorsal hemal vessel in the sea-cucumber Parasti-chopus tremulus (Echinodermata: Holothuroidca) // Cell Tiss. Res. 1975. V. 160. P. 355369.

74. Kawaguti S. Electron microscopy of the intestinal wall of the sea-cucumber with special attention to its muscle and nerve plexus // Biol. J. Okayama Univ. 1964. V. 10. P. 39-50.

75. Kerr A.M., Kim J. Bi-penta-bi-decaradial symmetry: a review of evolutionary and developmental trends in Holothuroidea (Echinodermata) // J. Exp. Zool. 1999. V. 285. P. 93-103.

76. Kille F.R. Regeneration in Thyone briareus Lesueur following induced autotomy // Biol. Bull. 1935. V. 69. P. 82-103.

77. Kille F.R. Regeneration in holothurians // Ann. Rept. Tortugas Lab. Carnegie Inst. Wash. 1936. №35. P. 85-86.

78. Mashanov V.S., Dolmatov I.Yu. Developmental morphology of a holothurian Cu-cumaria japónica (Dendrochirota, Holothuroidea), a species with accelerated metamorphosis // Inver. Reprod. Dev. 2000. V. 37. P. 137-146.

79. McDevitt D.S., Brahma, S.K. Ontogeny and localization of the alpha, beta, and gamma crystallins in newt eye lens development // Dev. Biol. 1981. V. 84. P. 449-454.

80. McDevitt D.S., Brahma, S.K. Alpha-, beta-, and gamma-crystallins in the regenerating lens of Notophtalmus viridescens II Exp. Eye Res. 1982. V. 34. P. 587-594.

81. McEuen F.S., Chia F.-S. Larval development of a molpadiid holothuroid, Mol-padida intermedia (Ludwig, 1894) (Echinodermata) // Can. J. Zool. 1985. V. 63. P. 2553 -2559.

82. Mosher C. Observation on evisceration and visceral regeneration in the sea cucumber Actinopyga agassizi Selenka//Zoologica NY. 1956. V. 41. P. 17-26.

83. Müller W.A. Developmental biology. New York: Springer-Verlag. 1996. 382 p.

84. Nace A.G. The digestive system and lantern complex of Thyonella gemmata (Pourtales): Structure and regeneration // Diss. Abstr. Int. 1972. V. 32B. P. 5539.

85. Rieger R.M., Lombardi J. Ultrastructure of coclomic lining in echinoderm podia: significance for concepts in the evolution of muscle and peritoneal cells // Zoomorphol-ogy V.107. P. 191-208.

86. Rio-Tsonis K.D., Washabaugh C.H., Tsonis P.A. Expression of pax-6 during urodele eye development and lens regeneration // PNAS. 1995. V. 92, №11. P. 50925096.

87. Rosati F. The fine structure of the alimentary canal of holothurians // Monit. Zool. Ital. 1968. V. 2. P. 49-86.

88. Runnstrom S. Entwicklung von Leptosynapta inhaerens II Bergens Mus. Arb. 1928. Bd. l.S. 1-80.

89. Smiley S. Metamorphosis of Stichopus californicus (Echinodermata, Holothur-oidea) and its phylogenetie implications // Biol. Bull. 1986. V. 171. P. 611-631.

90. Smiley S., McEuen F.S., Chaffee C., Krishnan S. Echinodermata: Holothuroidea // Reproduction of marine invertebrates, Vol. 6 / Gies A.C., et al. (eds.). Pacific Grove: The Boxwood. 1991. P. 633-750.

91. Smiley S, Holothuroidea // Microscopic anatomy of invertebrates, Vol. 14: Echinodermata / Harrison F.W., Chia F.S. (eds.). New York: Wiley-Liss. 1994. P. 401-472.

92. Smith G.N. Regeneration in the sea cucumber Leptosynapta. I. The process of regeneration // J. Exp. Zool. 1971a. V. 177. P. 319-330.

93. Smith G.N. Regeneration in the sea cucumber Leptosynapta. The regenerative capacity//J. Exp. Zool. 1971b. V. 177. P. 331-342.

94. Stroeva O.G., Mitashov V. Retinal pigment epithelium: proliferation and differentiation during development and regeneration // Intern. Rev. Cytol. 1983. V. 83. P. 221-293.

95. Tracey D.J. Evisceration and regeneration in Thyone okeni (Bell, 1884) // Proc. Linnean Soc. NSW. 1972. V. 97. P. 72-81.

96. Vanden Bossche J.P., Jangoux M. Epithelial origin of starfish coelomocytes // Nature. 1976. V. 261. P. 227-228.

97. VandenSpiegel D., Jangoux M., Flammang P. Maintaining the line of defense: regeneration of Cuvierian tubules in the sea cucumber Holothuria forskali (Echinodermata, Holothuroidea) // Biol. Bull. 2000. V. 198. № 1. P. 34-49.