Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль аддуктора в нересте приморского гребешка

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль аддуктора в нересте приморского гребешка"

ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ МОРЯ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РАН

на правах рукописи

БОРОДУЛИН Юрий Григорьевич

РОЛЬ АДДУКТОРА В НЕРЕСТЕ ПРИМОРСКОГО ГРЕБЕШКА

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток 1993 г.

УДК 691.46:591:16

Работа выполнена на кафедре нормальной физиологии Владивостокского государственного медицинского института.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук А. А. Максимович доктор биологических наук, профессор В. М. Колдаев

Ведущая организация: Институт эволюционной морфологии и экологии животных имени А. Н. Северно на

Защита диссертации состоится 1994 г.

на заседании специализированного совета К 033.66.02 при Институте биологии моря ДВО РАН по адресу: 690041, Владивосток- 41. ул. Палъчевского, 17, Институт биологии моря.

С диссертацией можно ознакомиться в центральной библиотеке ДВО РАН.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук

С. Ы. 1*нездилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Приморский гребешок /Mizuhopecten yes-soensis (Jay)/, обитающий в водах Японского моря, является объектом пристального внимания исследователей в течение длительного времени. Особый интерес вызывали вопросы, связанные с воспроизводством моллюсков /YaTamoto G. , 1943-1964; Касьянов ЕЛ. И др. , 1974-1989; Мотавкин П. А. И др. , 1979-1990; Matsutani Т., Nomura Т. , 1982-1987/.

В итоге получен достаточно разнообразный материал. Нетто рш авторы считают, что механизмы выведения половых [снеток находятся в гонаде /Matsutani Т., Nomura Т., 1987/. Другие на основании исследований, проводимых на нескольких видах моллюсков, показали, что гонада не содержит достаточного количества образований, способных обеспечить вымет гоноцитов; сокращение ацинусов наблюдается лишь в посленерестовый период; в нересте значительное участие принимают мышцы и мантия, в ткани которых предварительно прорастает гонада /Касьянов В. JL , 1980, 1989/. И А. Мотавкин и соавт. /1983, 1990/, подчеркивая, что в воспроизводстве принимает участие весь организм в целом, отводят решающую роль сокращению стенки гонады. Найденные закономерности огазывают существенное влияние на нерест. Однако надо отметить, что выявлены далеко не все механизмы единого регуляторного процесса, обеспечивающего нерест.

Одновременно с этим не исследовались такие явления, гак' способ сигнализации особей во время нереста, механизмы нереста, конкретные звенья которых наиболее подверзяэны влиянию внешних" факторов.

Наши " первые исследования показали особую роль в нересте мышцы, соединяющей створки гребешка /аддуктора/. С цель» изучения ее участия в нересте приморского гребешка и было предпринято данное исследование.

Цель исследования - изучить роль аддуктора в нересте приморского гребешка.

Задачи исследования:

1. Найти оптимальный способ стимуляции нереста Определить роль аддуктора в этом процессе;

2. Изучить поведение особей во время нереста /активность аддуктора, способ сигнализации/.

3. Установить механизм участия аддуктора в вынете полових клеток.

4. Изучить механизм выпета половых клеток при действии экстремальных факторов.

5. Исследовать роль узлов центральной нервной системы в регуляции сокращения аддуктора во время нереста.

Научная новизна. Впервые установлено, что оптимальным способом стимуляции нереста является введение серотонина в аддуктор. Инъекция этого препарата в гонаду менее эффективна.

Во время нереста самки выбрасывают вместе с половыми клетками Оиолшинесцирующую слизь. Данное явление наблюдается в полнолуние. В эту фазу Луны готовность организма к вымету половых клеток наиболее велика. Это дает основание говорить о том, что в естественных условиях нерест возникает в полнолуние. Последнее подтверждается наблюдениями, показавшими, что в лабораторных условиях особи предпочитают нереститься в полнолуние. Характерно, что вымет половых клеток возникает в результате астивных сокраи^ний аддуктора.

Во время нереста увеличивается приток гемолимфы в гонаду Происходит вымывание половых клеток из гонодуктов. Движение жидкости обусловлено сокращениями аддуктора.

Защитные сокращения аддуктора, вызванные провоцирующими фшсторами, могут сопровождаться выметом половых клеток. Это влияние аддуктора на гонаду имеет такую же природу, как и при нересте, вызванном стимуляцией серотонина Роль аддуотора в вымете половых клеток подтверждается и тем, что при параличе его деятельности, вызванного различными способами, вымет половых клеток становится невозможным.

Сокращения фазной и тонической шшц аддуктора приморского гребешка блокируются холиноблокаторами. Особи, которым в аддуктор вводились холиноблокаторы, в ответ на инъекцию серотонина не нерестятся. При удалении висцерального узла, находя-к^гося непосредственно на поверхности аддуктора, наступает паралич мышцы. В этих условиях нерест также невозможен. Удаление цереброплевральных узлов снижает тонус аддуктора, сокращения становятся вялыми, замедленным!. Это, соответственно, меняет и характер вымету половых клеток.

- 5 -

Практическое значение работы.

1. Лайден оптимальный способ введения серотошша в организм тавотного, характеризующийся по сравнению с предыдущими приемами, высокой эффективностью, простотой и надежностью.

2. Предлагаемый способ стимуляции дает возможность получать достаточное количество половых продуктов для научных и практических целей.

3. Выявленные закономерности позволяют довольно точно определить сроки нереста.

4. Найденный механизм влияния экстремальных факторов на возникновение и течение нереста дает возможность прогнозировать отклонения в cpoicax нереста, возникающие при неблагоприятных условиях.

5. Установленный механизм нереста может быть использован для создания оптимальных условий при искусственном размножении приморского гребешка.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на XIV съезде Всесоюзного физиологического общества имени И. П. Павлова /Баку, 1983/, па VII Всесоюзном совещании эмбриологов /Москва, 1986/, на XV съезде Всесоюзного физиологического общества имени II П. Павлова /Кишшев, 1987/, на конференции "¡¿здшю-социальные аспекты проблемы "Чзловек-океол" /Владивосток, 1988/, на V Всесоюзной конференции "Эсолого-фи-зиологическиэ аспекты адаптации" /Шсглза, 1988/, на заседаниях проблемной комиссии по морфологии, биохимии и физиологии, на заседаниях Приморсгаго отделения Всесоюзного физкологпчес- ' кого общества имени И. П. Шилова.

Основные дапниз работы от раж ни в 7 публикациях.

Структура и объем работы. . Диссертация изложена на 127 страницах маЕинописного текста; состоит га введения, 6 глав, выводов; содержит 6 таблиц, иллюстрировала 37 фотографиями; в списке литературы - 153 источника отечественных и иностранных авторов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Стимуляция нереста производилась серотошшом. Серотонин, растворенный в морской воде /0,03%/, инъецировался в аддуктор в количестве 1,5 мл. Такой способ введения препарата наиболее эффективно стимулировал нерест. Последнее отражено в изобретении "Способ стимуляции нереста морского гребешка" /Бороду-лин 1й Г. и др., 1984, авторское свидетельство N 1214040, за-яв. 20.06.1084 г. Опубл. 28.02.1986 г. Бюл. N 6/.

Поведение особей во время нереста регистрировалось фотоаппаратом ' "Зенит-Е". Для фотографирования биолюминесценции использовалась пленка чувствительностью 250 ЕД по ГОСТу. Съемка велась в условиях темноты.

Удаление висцерального и цереброплевральных узлов проводилось через отверстия, сделанные в створке раковины.

Блокирование сократительной деятельности аддуктора особей, находящихся в состоянии нереста, достигалось введением 0,1% атропина или 0,011 мио-релаксина по 1,0 мл в аддуктор.

Доя записи сокращения мышц аддуктора создан специальный аппарат - "Прибор для записи сверхслабых сокращений", в основе которого лежит использование механотрона 6М х 1С /Бороду-лин Ю. Г. и др., 1989 г., удостоверение на рацпредложение N 2110 от 02.10.1989 г. БРИЗ БГЫИ/. Запись кривых осуществлялась на быстродействующем самописце Н-3020-5.

Для изучения рефлекторной регуляции аддуктора проводилась аппликация на поверхность мышцы, на месте соединения ее со створкой, холиноблокаторов: на фазную мышцу наносился мио-ре-лаксин (0.01Х), на тоническую - атропин (0.12). Запись сокращений осуществлялась до, во время и после аппликации блокато-ров и после их смыва

Реография аддуктора и гонады проводилась посредством рео-графа РГ-4. Для записи реограмм использовался ЭЭГ-4. Игольчатые электроды вводились в аддуктор и в гонаду. Запись проводилась у особей, находящихся в состоянии нереста, во время защитных сокращений аддуктора, при действии тока.

Количество жидкости в гонаде определялось посредством вы-

сушившим ткани в термостате.

Морфологию гонодуктов изучали посредством сканирующей электронной микроскопии. Кусочки тканей фиксировали в течение 1,5 часов в SZ глутаровом альдегиде, приготовленном на како-дилактном буфере, при Ph = 7,4. Постфиксация осуществлялась в 17. растворе OSO на гакодиластном буфере при температуре 4ГС в течение 1 часа Материал высушивался методом критической тошен в аппарате Hitachi НСР-2, его напыляли золотом и просматривали в cicaimpyioBteM микроскопе 15М-25СП при ускоряющем напряжении 75 кВ и увеличении от 100 до 20 ООО. Фотографию производили с использованием фотонасадки Мали ja

Для изучения гонады использовалась и световая микроскопия. Материал фиксировали в жидкости Буэна Парафиновые срезы толщиной 6-10 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. Окрашенные срезы изучались при помощи бинокулярного микроскопа МБС-9. В опыте использовались гонады опытных особей, которым предварительно вводился серотонин, и гонады контрольных особей, которым вводилась профильтрованная морская вода, на которой разводился серотонин.

Для обработки полученных данных вычисляли среднеарифметические величины / Ц + ш /, ютэффициент корреляции / г /, критерий .

ОСНОВНЬЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Проведенные наблюдения показали, что нерест животных сопровождается характерными поведенческими реакциями.

Прежде всего обращает на себя внимание высокая активность аддуктора, который первый реагирует на стимуляцию нереста Инъекция серотонина вызывает через 1-2 минуты, а иногда и сразу после введения препарата, энергичные сокращения мышцы. После этого деятельность аддуктора прекращается; створки несколько приоткрываются; в образовавшуюся между ними арль выдвигается довольно активно движущаяся нога;'отмечается активность щупалец, расположенных по краю-мантии; одновременно несколько выдвигаются наружу глаза Перед очередными сокращениями аддуктора животное втягивает ногу и, предварительно ти-

рока раскрыв створки, делает несколько энергичных движений. Во время последних, как правило, и наблюдается вымет половых клеток из мантийной полости. Таким образом, в процессе нереста активное участие принимают аддуктор, нога и мантия, с расположенными на ней глазами.

Особый интерес у исследователей вызывает вопрос о способе сигнализации животных во время нереста Для получения ответа на него изучались особенности проявления нереста в условиях темнота В результате проведенных наблюдений было найдено, что выыет половых продуктов у самок сопровождается интенсивной сине-голубой биолюминесценцией слизи, обволакивающей ово-цита

Систематическое изучение этого явления показало, что оно характеризуется определенной ритмичностью: биолюминесценция слизи возникает в полнолуние; в ближайшие два дня до и после полнолуния оно проявляется слабее. Данная связь наблюдалась нами в течение нескольких лет, что говорит о ее закономерности /Р < 0,001/.

Результаты следующей серии опытов выявили, что в полнолуние и в ближайшие два дня механизм нереста включается быстрее. Самцы выбрасывают сперму в среднем через 3,47 + 0.2 мин., а в контрольной группе - через 34,83 + 0,85 мин. /Р < 0,001/. Такая же закономерность наблюдается и у самок. Нерест особей опытной группы наблюдается через 9,64 + 0,32 мин., в контрольной группе - через 44,08 + 1,03 мин. /Р < 0,001/. Таким образом, как показывают эксперименты, наибольшая готовность особей к нересту наблюдается в дни полнолуния.

Полученные результаты дали основание предполагать, что нерест приморского гребешка в естественных условиях связан с полнолунием. Подтверждением этому могут служить результаты наблюдений, показывающие, что особи, находящиеся в аквариумах, предпочитают нереститься в. полнолуние, ночью.

Особый интерес вызывает вопрос о возможности нереста, вызванного спровоцированным сокращением аддуктора. Впервые это явление обратило на себя внимание при изучении биолюминесценции. Было обнаружено, что раздражение мантии приводило к активным сокращениям аддуктора, сопровождающимся выметом

биолюминесцирующей слизи. Для уточнения закономерности данного явления проведены соответствующие опыты, результаты которых показали, что в этих, явно стрессовых, ситуациях вымет половых клеток наблюдается у самцов в 42,12 случаев, у самок в 29,4%. Таким образом, экстремальные факторы могут вызвать4 вымет половых клеток. Однако, надо отметить, что введение 5-ОТ в организм эффеютгонее провоцирующего влияния экстремальных факторов. Об этом, основываясь на результатах сравнения по/г, можно говорить с достаточной достоверностью как для самцов /Р < 0,02/, так и для самок /Р < 0,001/.

Если провокации сокращения аддуктора приводят к вше ту половых клеток, то факторы, парализующие сокращения аддуктора, делают нерест невозможным. Об этом, в частности, говорят результаты опытов, полученные в следующих сериях.

Lubet Р. /1955-1987/, Nagabhushanam R. et al. /1963-1977/ обратили внимание, что удаление висцеральных узлов у двустворчатых моллюсков отодвигает сроки нереста. В связи с этим возникает вопрос, как влияет на нерест приморского гребешка удаление висцерального узла и как в этих условиях изменяет ' свою активность аддуктор.

Эксперименты показали, что удаление висцерального узла полностью парализует аддуктор. Его активность не вызывается ни введением серотонина, ни действием экстремальных факторов. Различие, при сравнении.с результатами контрольных опытов по критерию,^, существенно /Р < 0,01/.

Паралич аддуктора, наблюдающийся в результате экстирпации висцерального узла, сопровождается полным прекращением нерес- . та В контрольной группе животных инъекция серотонина вызывает закономерный вымет половых клеток. Сопоставление данных говорит о существенном влиянии висцерального узла на вымет половых клеток /Р < 0,001/.

Таким образом, удаление висцерального узла у приморского гребешка приводит к таким же последствиям, как и у других двустворчатых моллюсков •- к значительному снижению активности механизмов, обеспечивающих выведение половых клеток. Существенно, что неспособность к нересту у приморского гребешка сопровождается параличем функции аддуктора

Литературные данные о влиянии на нерест двустворчатых моллюсков цереброплевральных узлов достаточно противоречивы. Так, одни авторы отмечают, что удаление цереброплевральных узлов растормаживает нерест /ЫЬеЬ Р., 1956; НагаЬЬизЬапага 1?. е1 а1.. 1963/. Однако эта точка зрения не всегда находит своих сторонников /Ап^иШвзе и , 1963/.

Для уточнения роли цероброплевральных узлов в нересте „двустворчатых моллюсков'проводились опыты на приморских гребешках. Найдено, что не у всех особей с удаленными церебро-плевральными узлами инъекция 5-ОТ приводит к вымету половых клеток. Сопоставление полученных результатов с даными контрольной группы говорит о том, что удаление цереброплевральных узлов оказывает существенное влияние на нерест, различие достоверно /Р < 0,05/.

Миография выявила, что у части особей полностью отсутствует реакция тонических и фазных мышц аддуктора на инъекцию серотонина, у других - паралич фазной мышцы сопровождается повышенной реакцией тонической мышцы аддуктора. Последнее, как показывают результаты статистической обработки, - явление закономерное /Р < 0,01/.

Таким образом, результаты проведенных опытов еще раз подтвердили, что вымет половых клеток существенно связан с деятельностью аддуктора. Особенно наглядно это проявляется на особях с удаленными висцеральными узлами: экстирпация ганглия парализует деятельность мышцьг, в этих условиях вызвать вымет половых клеток невозможно. Удаление цереброплевральных узлов изменяет активность мышц аддуктора Это соответственно отражается и в характере нереста

Работами П..А. Мотавкина и соавт. /1979/ была выявлена значительная роль в регуляции нереста холинергических нейронов, которые, являясь частью сложных рефлекторных дуг, участвуют в вымете половых клеток. В частности было высказано предположение, что ацетилхолин возбуждает сократительные элементы стенки гонады, играющие решающую роль в выведении ово-цитов и спермы. Авторами, в частности, установлено, что инъекция в гонаду холиноблокаторов тормозит нерест. Японским авторам ►.ЫБиЬагН 'Т. , Мошига Т. /1982/ удалось в ряде опытов

получить вымет половых клеток после инъекции ацетилхолина в гонаду.

Наши исследования показали, что ацетилхолин имеет евдэ один объект стимуляции - аддуктор, орган, играющий наряду со стенкой гонады существенную роль в нересте. Найдено, что аппликация на поверхность фазной мышцы мио-релаксина /0,012/ блокирует ее сокращение, вызванное инъекцией серотонина /Р < 0,001/. Блокада тонической мышцы атропином /О,IX/ также парализует сокращения, вызванные введением 5-ОТ /Р < 0,01/.

Результаты следующей серии опытов показали, что предварительная инъекция атропина или мио-релаксина в аддуктор делает нерест в этих группах опытов невозможным, в то время как в контрольной серии опытов особи, в ответ на инъекцию, 5-ОТ нерестятся /Р < 0,01/.

Обобв^я данные представленных выше серий опытов, находим, что аддуктор играет существенную роль в выведении половых клеток: инъекция в аддуктор 5-ОТ значительно эффективнее, чем введение его в гонаду; выявлено, что факторы, провоцирующие сокращения аддуктора, могут вызвать вымет половых продуктов; факторы, парализующие деятельность аддуктора, прекращают нерест.

Для изучения механизма влияния аддуктора на вымет половых клеток проводилась реография аддуктора и гонады (табл. 1).

Анализ реограмм аддуктора и гонады, записанных у особей, находящихся в состоянии нереста, показал, что волны, распространяющиеся в гонаде, возникают в аддукторе. Об этом, по данным корреляционного анализа можно судить с высокой вероятностью /Р < 0,01/. Одновременно с этим было найдено, что высота волны в аддукторе существенно ниже,- чем в гонаде /Р < 0,05/.

Реограммы, полученные при спровоцированных сокращениях аддуктора, также показывают, что волны в гонаде являются отражением деятельности аддуктора /Р < 0,05/. Однако в этих условиях высота волны, распространяющейся в гонаде, практически не отличается от величины волны, возникающзй в аддукторе /Р > 0,05/.

Табл.. 1

Шказатели реограым аддуктора и гонады

Географический индекс аддуктора

Продолжительность фазы изгнания аддуктора

Географический индекс гонады

Длительность волны реограммы гонады

При введении 5-ОТ в аддуктор

1. 41 + 0.10

а 21 +0.33 О. 87 + О.10 1.77 + 0.19

При спровоцированных сокращениях аддуотора

1.43 + 0.20

1.?6 + 0.12 1. 60 i 0.15 1.15 + 0. 08

При действии тока на аддуктор

2.16 i О. 22

0. 40 + 0.19 2. 43 + О. 27 0.69 + 0.17

Сопоставление данных, полученных в условиях введения се-ротонина в организм животных, с данными, полученными при защитных сокращениях аддуктора, позволяет выявить как общие Свойства, так и различия. Общим, в частности, является высокая корреляция реографических волн аддуктора и гонады. Это говорит о том, что в обоих случаях возникновение волны в гонаде есть следствие деятельности аддуктора. В обоих ситуациях высота реографических волн в аддукторе практически одинакова Одновременно с этим . найдено, чего при спровоцированных сокращениях аддуктора высота волны в гонаде выше, чем после инъекции серотонина /Р < 0,001/. Существенно и то, что при спровоцированных сокращениях аддуктор выбрасывает гемолимфу значительно быстрее, чем это наблюдается у особей после инъекции серотонина /Р < 0,001/.

Sugiura /1962/ находит, что вымет половых клеток у двуст-

ворчатых моллюсков можно получить, действуя на животных током. Паши попытки получить подобный эффект у приморского гребешка оказались безрезультатными. Анализ реограмм аддуктора и гонады, записанных во время действия тока, выявил, что в этих условиях связь деятельности аддуктора и гонады несущественна /Р > 0,05/. Таким образом, находим, что отсутствие нереста сопровождается отсутствием существенной связи мевду деятельностью аддуктора и гонады. Это еще раз подтверждает, что вы-мет половых продуктов наблюдается тогда, когда эта зависимость существует.

Полученные данные показали, что во время нереста аддуктор, сокращаясь, приводит к возникновению волн в гемолимфати-ческой системе гонады. Понятно, что такая ситуация должна способствовать увеличению жидкости в гонаде. Это предположение подтверждается результатами следующей серии опытов, в которой определялось количество жидкости у животных, находящихся в состоянии нереста, вызванного введением 5-ОТ. Было найдено, что гонада особей, находящихся в состоянии нереста, содержала 83,46 + 0,291 воды, контрольная серия - 79,39 + 0,497. воды /Р < 0,001/.

Данные сканирующей электронной микроскопии выявили развитую сеть гонодуктов, пронизывающих толщу гонады. Обращает внимание разнообразие и сложность строения их полостей. Как существенную деталь ».южно отметить наличие ворсинчатого аппарата.

Изучение морфологии гонады показало, что серотонин влияет на количество половых (теток в гонодуктах. Так, у особей контрольной группы опытов 86,622 гонодуктов содержат половые клетки, после стимуляции нереста - 31,3%. Вероятность существенного развития высока, /Р < 0,001/. Освободившиеся гонодук-ты заполняются жидкостью. Обращает также внимание увеличение жидкости вокруг гонодуктов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данные, представленные в работе, дают основание говорить о том, что нерест приморского гребешка по существу является процессом вымывания половых клеток из полостей гонады, в том числе и из гонодуктов. Физиологические процессы, обеспечивающие образование межтканевой жидкости, достаточно хорошо изучены: фильтрация жидкой части крови в ткани во многом определяется повышением венозного давления. Этот механизм проявляется и в нересте приморского гребешка. Венозная система моллюска тесно связана с аддуктором /Иванов А. В., Стрелков А. А., 1949/, в результате чего движение гемолимфы в сосудах и ее фильтрация в гонаду во многом определяются состоянием мышцы.

Есть основание предполагать, что данный механизм лежит в основе нереста всех двустворчатых моллюсков, венозная система которых расположена таким образом, что изменения давления в мантийной полости закономерно отражаются в венозном давлении. Таким образом, аддуктор, обеспечивая активность створок, определяет в итоге интенсивность фильтрации жидкости. Высокое давление может быть и при закрытых створках. Возможно,что определенное участие в этом принимают мышцы, пронизывающие ткань гонады.

Найденная закономерность имеет место и у млекопитающих. Исследования, проведенные нами на крысах, показали, что гонада крыс обладает достаточно выраженной сократительной активностью. Сокращение сопровождается движением межтканевой жидкости. Возможно, что это в какой-то степени влияет на движение граафова пузырька. Урежение дыхания или его остановка, приводящее к повышению давления в венах и увеличению фильтрации межгканевой жидкости в орган, усиливает сокращения гонады.

Сопоставляя полученные данные, находим, что сердечно-сосудистая система играет определенную роль в деятельности гонады млекопитающих. У двустворчатых молюсков, в связи с меньшим совершенством механизмов выведения половых клеток, участие сосудистого фактора значительнее.

Сократительная деятельность аддуктора контролируется нер-

вными узлами. Исследования, проведенные нами /Бородулин Ю. Г., 1986/, показали, что висцеральный узел находится под контролем цереброплевралышх узлов. Возбуждение последних вызывает увеличение активности биоэлектрических процессов нейронов висцерального узла. В свою очередь рассечение цереброплев-ральных конъенктив, связывающих эти два ганглия, приводит к падению активности висцерального узла.

Висцеральный ганглий, находящийся практически на поверхности аддуктора, играет существенную роль в его деятельности. Экстирпация висцерального ганглия парализует аддуктор. В этих условиях вызвать нерест невозможно. Удаление цереброплевраль-ных узлов, контролирующих функции висцерального, изменяет активность мышц аддуетора. Причем, если деятельность фазной мышцы снижается, то активность тонической - повышается. TaiaiM образом создаются условия как для задерживания нереста, так и для раннего вымета половых продуктов. Повышенную активность нейронов висцерального узла можно объяснить проявлением закона денервации /Cannon W., Rosenblueth А., 1945, 1949/. Денер-вация нейронов висцерального узла приводит к закономерному повышению их возбудимости. Полученные данные подтверждают представление о доминантном характере механизма нереста у приморского гребешка /Мотавкин П. А. и др., 1990/. Благодаря высокой возбудимости нервных центров особи, готовые к вымету, реагируют на самые разнообразные изменения окружающей среды, что в итоге приводит к массовому синхронному вымету половых продуктов.

Среди медиаторов центральной нервной системы значительное место занимает серотонин. Данный медиатор играет существенную роль в механизме воспроизводства приморского гребешка /Мотавкин П. А., 1983, 1990/: описана динамита концентрации серото-нина в ганглиях и стенке гонады; найдено, что в период нереста его количество не самое высокое, то есть выявлена оптимальная концентрация серотонина, обеспечивающая вымет половых клеток. Наблюдения показали, что при стимуляции нереста дозы 5-0Т, большие или меньшие, чем оптимальная концентрация серотонина, вводимого в организм, делают нерест практически маловероятным.

- 16 -

В регуляции нереста принимает участие и ацетилхолин. Это, в частности, наблюдали Matsutani Т., Nomura Т. /1982/, отметившие у частй особей, которым вводился ацетилхолин в гонаду, вымет половых клеток. В этом плане интересны данные И А. Мэ-тавкина и соавт. /1983/, нашедших, что аксоны, содержащие ацетилхолин, наиболее близко подходят к мышечным волокнам стенки гонады. Введение холинолитиков блокирует нерест /ХЬ-тимченко Ю. С., 1989/. Представление о сокращении стенки гонады, как факторе в цепи механизмов, определяющих нерест, имеет обоснование. Результаты последних экспериментов, проведенных нами, показали, что стенка гонады обладает спонтанными сокращениями; автоматия усиливается под влиянием антихолинзстераз-ного препарата и ацетилхолина.

Холинергические волокна участвуют в нересте, регулируя деятельность аддуктора. Опыты, проведенные нами, выявили, что аппликация на поверхность мышцы холшоблокаторов парализует ее активность. Найдено также, что холиноблокаторы, введенные в аддуктор, делает нерест невозможным.

Один из актуальных вопросов нереста двустворчатых моллюсков - это вопрос о природе сигнализации, обеспечивающей синхронность вымета половых клеток мужских и женских особей. Ib-иск данного фактора к положительным результатам не привел.

Как показали наши исследования, сигнализация животных во время нереста обеспечивается биолюминесценцией слизи, которую самка выбрасывает одновременно с овоцитами. Надо отметить, что данный способ сигнализации встречается в животном мире довольно часто. Это, например, наблюдается у моллюсков /Dubois R.1887; Mi col J., 1958; Браун Ф., 1978/.

Длительные наблюдения за этим явлением у приморского гребенка показали,-что биолюминесценция слизи появляется в полнолуние. В связи с этим возникло предположение, что нерест приморского гребенка в обычных условиях протекает в полнолуние: об этом свидетельствует биолюминесценция; высокая эффективность провоцирующих факторов; спонтанные вымети моллюсков, наблюдаемые в лабораторных условиях; повышенная реакция особей на инъекцию серотошша.

Обнаружение способа сигнализации внесло существенные из'-

менения в представление о сроках нереста, конкретизируя ранее установленные сроки, полученные посредством изучения морфологии гонада В настоящее время есть основание говорить о том, что нерест приморского гребешка протекает в полнолуния в мае-июне.

К настоящему времени исследователями накоплен значительный материал, показывающий связь вимета половых клеток с изменениями окружающей среды. Открытым оставался вопрос о механизме этого влияния.

Как показывают наши данные, звеном, связывающим изменения окружающей среды с виметом половых клеток, является аддуктор. Изменяя его деятельность, можно спровоцировать или затормозить нерест.

Вполне возможно, что эта связь оказала существенное влияние на формирование механизкюв воспроизводства в филогенезе. На нерест влияют многие факторы: температура воды, ее соленость, ультрафиолетовые лучи, фазы Луны, • потребление пищи. Однако, обращает внимание одна особенность. Эти факторы довольно часто действуют одновременно. Полнолуние совпадает с приливом, что создает повышенное давление на гонаду /Korrln-ga Р., 1974/. Связаны между собой увеличение светового дня, температура воды, развитие фитопланктона /Кауфман 3. С., 1977/. Исследователи обраuißxrr внимание, что во время прилива повышается активность потребления пищи /Berg С. , et al., 1985/ и т.д.

Такие систематические совместные влияния факторов, каждый из которых, изменяя деятельность аддуктора, способен спровоцировать вымет половых клеток, выработали механизм нереста, определили его сроки, способствовали формированию сигнализации.

Учитывая зависимость деятельности аддуктора приморского гребешка от окружающей среды /Карпенко А. А., 1980/, можно понять, каким образом "незапланированные" измзпения внешних факторов вызывают преждевременный вымет половых продуктов. В этом плане интересна работа исследователей, считающих,Что порционный нерест у тридакн есть проявление стресса /Bra-ley R., 1982/. В настоящее время такой вшет рассматривается

как дополнительный к основному нересту. Так, было замечено, что тайфуны в августе способствуют вымету оставшихся после нереста половых клеток у тридакн. Провоцирующую функцию выполняет и понижение температуры.

Таким образом, аддуктор играет значительную роль в вымете половых клеток. Его активная деятельность, обеспечивая движение жидкости в гонаде через гемолимфатическую систему, участвует в выведении половых клеток. Аддугаор - орган мультифунк-циональный, то есть выполняющий несколько функций /Север-цов А. Е, 1939/. Эта мышца участвует не только в нересте. Она обеспечивает передвижение, защищает организм, участвует в дыхании и в потреблении пищи. Эти футадии поэтому могут существенным образом влиять на характер и течение нереста, стимулируя или затормаживая данный процесс.

Подводя краткий итог, можно отметить, что сущность механизма нереста приморского гребешка - увеличение количества жидкости в гонаде, проникновение ее в полости, содержащие половые клетки, и дальнейшее вымывание их.| В этом процессе значительное место занимает аддуктор, который, сокращаясь, изменяет динамику гемолимфы. Способом сигнализации, обеспечивающей синхронность вимета половых клеток, является биолюминесценция слизи, которая выбрасывается самкой одновременно с овоцитами. Связь этого явления с лунными циклами дает возможность довольно четко прогнозировать сроки нереста Ыультифун-¡кционалыюсть аддуктора обусловливает смещение срогав нереста, стимулирует преждевременный вымет половых клеток или затормаживает данный процесс:

Основные вывода

1. Способом сигнализации, обеспечивающей синхронность выпета половых слеток, является биолюминесценция слизи, которую самка выбрасывает одновременно с овоцитами.

2. I естественных условиях приморский гребешок предпочитает нереститься в полнолуние, о чем свидетельствуют^следующие факты:

- 19 -

а) связь биолюминесценции с лунными ритмами;

б) наиболее эффективные результаты стимуляции нереста в этот период;

в) выраженная способность к вымету половых клеток при стрессовых состояниях;

г) спонтанный нерест особей в лабораторных условиях во время полнолуния.

3. Нерест - есть выведение готовых к вымету половых клеток, находящихся в гонодуктах. Этим объясняется оперативность нереста, возможность особей вывести за короткий период значительное количество половых клеток.

4. Поведение приморского гребешка во время нереста сопровождается активностью аддуктора. Факторы, тормозящие его деятельность, делают нерест невозможным. Провоцирование защитных сокращений аддуктора приводит к вымету половых клеток.

5. Аддуктор влияет на нерест через гемолимфатическую систему. Ее сокращения, обеспечивая движение жидкости в гонаде, способствуют вымыванию половых клеток из гонодуктов. Количество жидкости в гонаде во время нереста увеличивается.

6. Серотонин, введенный в аддуктор, закономерно приводит к нересту. Инъекция данного препарата в гонаду менее эффективна.

7. Сокращение аддуктора регулируется ацетилхолином. Введение в аддуктор М- или Н-холиноблокаторов снимает рефлекторные влияния на запирательную мышцу. Серотонин в этих условиях к нересту не приводит.

8. Удаление висцерального ганглия парализует деятельность аддуктора Особи с экстирпированными висцеральными узлами не нерестятся.

9. При удалении цереброплевральных узлов функция аддуктора несколько снижается. В этих условиях нерест вызывается сложнее.

СПИСОК РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бородулин КХ Г., Вараксин А. А. К вопросу о механизме формирования биоэлектрической активности висцерального ганг-

лия приморского гребешка, вызванной раздражением механорецеп-торов гонады. // XIV съезд Всесоюз. физиол. об-ва имени И. П. Павлова - Баку, 188а- Т. 2. С. 132.

2. Бородулин Ю. Г., Баракеин А. А., Ыотавкин П. А. Способ стимуляции нереста морского гребешка- Авторское свидетельство на изобретение, N 1214040.- 1985.

3. Бородулин XX Г. Роль аддуктора в нересте приморского гребешка PATINOPECTEN YESSOENSIS (JAY). // Ж, Сиох. и физиол. - 1986.- N 5.- С. 503-504.

4. Бородулин КХ Г., Литвиненко Е Г., Воронова Г. IL Роль гемоцеля в нересте приморского гребешка // Закономерности индивидуального развития организмов. Материалы VII Всесоюзного совещания эмбриологов. - U., 1986. - Ч. I. - С. 27.

5. Бородулин И Г. Механизмы нереста приморского гребешка // XIV съезд Всесоюз. физиол. об-ва им. И. П. Павлова - Кишинев, 1987.- Т. 2. С. 526-527.

6. Бородулин КХГ. Способ сигнализации приморского гребешка во время нереста // Медико-социальные аспекты проблемы "Человек - океан".- Владивосток, 1988.- С.297-298.

7. Бородулин XX Г., Маркина Л. Д. О механизме влияния внешних факторов на нерест приморского гребешка // Эколого-физи-ологические проблемы адаптации. V Всесоюзная конференция. -U ,-1988.- С. 37-38.