Соматическая полиплоидия в центральной нервной системе легочных брюхоногих моллюсков

Кирсанова, Ирина Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Соматическая полиплоидия в центральной нервной системе легочных брюхоногих моллюсков
ВАК РФ 03.00.25, Гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации по теме "Соматическая полиплоидия в центральной нервной системе легочных брюхоногих моллюсков"

На правах рукописи

Кирсанова Ирина Александровна

СОМАТИЧЕСКАЯ ПОЛИПЛОИДИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ ЛЕГОЧНЫХ БРЮХОНОГИХ МОЛЛЮСКОВ

03.00.25. - Гистология, цитология, клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток 2003

Работа выполнена в Дальневосточном государственном университете

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Анисимов Алим Петрович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник

Вараксин Анатолий Алексеевич

кандидат биологических наук, доцент

Дорошенко Майя Андреевна

Ведущая организация:

Институт цитологии РАН

Защита состоится "19"сентября 2003 года вЮ00часов на заседании диссертационного совета Д 208.007.01 при Владивостокском государственном медицинском университете по адресу: 690950, г. Владивосток, проспект Осгрякова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владивостокского государственного медицинского университета (г. Владивосток, проспект Острякова, 2).

Автореферат разослан "^Г1 2003г.

Ученый секретарь диссертационного совеуа-Д 208.007.01

доктор медицинских наук

Рева Г.В.

1. ВВЕДЕНИЕ

a3i згь я

Актуальность проблемы. Под соматической полиплоидией в широком смысле понимают кратное умножение числа геномов в соматических клетках, развивающихся из диплоидной зиготы. Полиплоидные клетки обнаружены в тканях организмов всех типов многоклеточных животных, у многих простейших, а также у растений (Бродский, Урываева, 1974, 1981). Подобная широта распространения полиплоидии позволяет судить о ней как об общебиологическом явлении. В тканях, претерпевающих большую функциональную нагрузку, наряду с необязательными, факультативными проявлениями полиплоидии обнаружена и облигатная полиплоидия, когда переход на полиплоидные циклы становится важным или даже единственным механизмом постнатального роста органов. Сегодня полиплоидия соматических клеток рассматривается также как особая стратегия тканевого роста, суть которой состоит в олигомеризации диплоидных клеточных клонов со всеми вытекающими свойствами олигомерных систем (Анисимов, 19996, 1999в).

Важную роль в понимании сущности явления полиплоидии сыграли сравнительные исследования гистогенезов у моллюсков класса Gastropoda (Анисимов, 1999в, 1999г; Зюмченко, Анисимов, 2001, 2002). У брюхоногих моллюсков полиплоидные клетки встречаются в самых различных тканях - от эпителиальных до нервных. Поражает и разнообразие уровней плоидности клеток - от умеренных (4с-64с) в слюнных железах (Swift, 1953; Schreiber, Schreiber, 1964; Зюмченко, Анисимов, 2001, 2002) до гигантских (130000с-260000с) в нейронах (обзоры: Бродский, Урываева, 1981; Gillette, 1991; Bulloch, Ridgway, 1995; Анисимов, 1999а). Другим значимым результатом исследований полиплоидных гистогенезов гастропод стала "реанимация" классического эндомитоза как реального механизма эндорепродукции клеток. Возвращение в цитологию понятия эндомитоза связано с исследованиями полиплоидии в тканях улитки янтарки (Анисимов 1999в, 1999г).

Следует отметить, что исследования распространения полиплоидии у гастропод, как и работы по механизмам полиплоидизации у янтарки, проводились в основном на эпителиальных железистых тканях (белковая, предстательная, слюнные железы). Большинство исследований нервной системы брюхоногих моллюсков только констатируют факт присутствия полиплоидных клеток (Cook, 1966; Bullock, Horridge, 1965; Gillette, 1991; Bulloch, Ridgway, 1995), а в ряде случаев о полиплоидии приходится судить лишь по косвенным морфологическим данным.

В целом, на сегодняшний день в изучении полиплоидных нервных клеток гастропод существует много вопросов. Не ясна специфика отдельных ганглиев центральной нервной системы по проявлению полиплоидии нейронов. Малочисленны и противоречивы данные о возрастной динамике поттттридагаатуии Дпгтпар.ртар. цитологические данные об уровнях плоид юсти нейронов^фШ&ногих моллюсков (по содержанию ДНК или числу хромо :ом) у^шЖйз01115 ДЛЯ нескольких ВИД°В легочных (родов Helix,

tfVHWVHOHTlVH OOd I

Lymnaea, Planorbis и др.) и заднежаберных моллюсков (родов Aplysia, Tritonia); у переднежаберных моллюсков полиплоидные нейроны отсутствуют (Gillette, 1991; Анисимов, 1999а). Практически не изучены механизмы умножения геномов в нейронах. Высказано предположение о скрытой политенности хромосом этих клеток (Бродский, Урываева, 1981; D'Amato, 1989), но оно не имеет пока реальных оснований. Нет также общего понимания функциональных аспектов полиплоидии нейронов, причин и биологического смысла этого явления у гастропод.

Настоящая работа направлена на решение этих вопросов. В качестве модельного объекта в изучении онтогенетических проявлений полиплоидии нейронов используется улитка янтарка Succinea lauta. Данная улитка является удобным объектом исследования, так как имеет короткий (полуторагодичный) жизненный цикл (Анисимов, 1986) и представляет массовый вид на территории южного Приморья. Филогенетические аспекты распространения полиплоидии в центральной нервной системе показаны на сравнительном материале у представителей подкласса Pulmonata класса Gastropoda.

Цели и задачи исследования. Основная цель работы состояла в выявлении онтогенетических и филогенетических закономерностей возникновения соматической полиплоидии в центральной нервной системе легочных брюхоногих моллюсков (Gastropoda, Pulmonata), а также в установлении возможной роли полиплоидии в нейрогенезах гастропод.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

1) изучить строение центральной нервной системы янтарки Succinea lauta;

2) определить морфологические характеристики и степень плоидности нервных клеток разных ганглиев;

3) выявить онтогенетические изменения классов плоидности ядер у разных возрастных групп янтарок;

4) изучить возрастную динамику синтеза ДНК в ядрах нейронов янтарки и оценить изменения ростовых потенций нейронов при изменении условий обитания;

5) установить механизмы умножения генома в нервных клетках янтарки;

6) определить уровни плоидности в нейронах ЦНС у представителей разных видов легочных брюхоногих моллюсков;

7) с учетом собственных и литературных данных выявить филогенетический аспект распространения полиплоидии в ЦНС представителей разных классов гастропод (переднежаберные, заднежаберные, легочные) и объяснить роль соматической полиплоидии в эволюционных перестройках класса Gastropoda.

Научная новизна. Впервые методом цитофотометрии ДНК определены уровни плоидности и установлена специфичность распределения полиплоидных нейронов в центральной нервной системе у 13 видов из 6 семейств, 2 отрядов подкласса легочных брюхоногих моллюсков. Установлено, что полиплоидизация от 4с до максимальных видоспецифичных уровней плоидности, достигающих тысяч гаплоидных единиц, является нормальным способом роста нервных клеток пульмонат; экстремальные

значения масс ДНК закономерно регистрируются в висцеральном комплексе ганглиев.

У улитки янтарки (Succinea lauta) изучена возрастная динамика содержания ДНК и включения 3Н-тимидина в нейронах ЦНС. Показана закономерная полиплоидизация нейронов в течение постнатального онтогенеза при общем снижении темпов их роста у взрослых и стареющих особей. Установлены также механизмы полиплоидизации нейронов. Выявлен эндомитоз как реальный механизм полиплоидизации нейронов, в том числе самых крупных (гигантских); исключена возможность скрытой политенизации хромосом в ЦНС янтарки. Показано, что переход нейронов от митоза к эндомитозу осуществляется после одного-двух циклов аномального (полиплоидизирующего) митоза.

Выявлены филогенетические закономерности возникновения и степени проявления соматической полиплоидии в нейронах гастропод, дана оценка стратегии полиплоидизации нейронов на фоне общих эволюционных перестроек гастропод: переход к общей асимметрии сомы, концентрации и централизации ЦНС.

Теоретическое и практическое значение работы. Выяснены цитологические механизмы роста, онтогенетическая динамика и филогенетические закономерности возникновения гигантских нейронов ЦНС легочных брюхоногих моллюсков. Решение этих задач вносит существенный вклад в понимание проблемы соматической полиплоидии, в объяснение механизмов, причин и биологического смысла этого цитологического феномена.

Апробация работы. Основные результаты были представлены на IV(XIII) Малакологическом совещании (С.-Петербург, 1998). на Всероссийском совещании по изучению моллюсков Дальнего Востока России (Владивосток, 1998), на Международном симпозиуме по изучению Восточно-Азиатских маргинальных морей (Фукуока, Япония, 1999), на II Региональной конференции по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии студентов, аспирантов и молодых ученых (Владивосток, 1999), на VI Восточно-Европейской международной конференции по нейробиологии беспозвоночных (Москва-Пущино, 2000), на Всероссийском симпозиуме "Клеточная биология на пороге 21 века" (Санкт-Петербург, 2000), на Конференции научно-образовательного центра (НОЦ) ДВГУ (Владивосток, 2002).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Нейроны ЦНС улитки янтарки Succinea lauta являются полиплоидными. Совместно с диплоидной глией, они формируют гетероплоидную совокупность клеток, в которой представлены все классы плоидности от 2с до 16384с ДНК.

3. Полиплоидизация является нормальным способом роста нервных клеток всех исследованных легочных гастропод, причем у. всех видов максимальные видоспецифичные уровни плоидности нейронов характерны для висцерального комплекса ганглиев.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из которых 3 журнальные статьи и 8 материалов конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы, который включает 155 наименований (из них - 98 иностранных авторов). Диссертация проиллюстрирована 31 рисунком и 5 таблицами.

Благодарности. Выражаю глубокую признательность своему научному руководителю - профессору А.П. Анисимову за неоценимую помощь при выполнении работы. Благодарю также всех сотрудников кафедры клеточной биологии ДВГУ за моральную поддержку и помощь, студентов-дипломников, принимавших участие в выполнении данной темы - Н. Кобзарь, Н. Штин и других. Отдельная благодарность A.B. Чернышеву и JT.A. Прозоровой за помощь в сборе материала и определении ряда видов. Некоторые материалы были привезены из различных поездок и экспедиций Б.В. Бодровым и Д.А. Анисимовым, за что выражаю им глубокую благодарность.

Работа выполнена при финансовой поддержке фонда US CRDF (грант № REC-003), Министерства образования РФ (проект № 97-0-10. 0-43) и ФЦП "Интеграция" (проект № 837).

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования по морфологии ЦНС и возрастной динамике соматической полиплоидии нейронов выполнены на массовом для южного Приморья виде Succinea lauta Gould, 1859 (Gastropoda, Pulmonata). Использованы животные трех размерно-возрастных групп: сеголетки -ювенильные формы (1-2 мес.); молодые неполовозрелые (10-11 мес.) и крупные половозрелые (12-13 мес.) годовики. Всего в этой части работы было

использовано 182 улитки (54 сеголетки, 40 мелких и 88 крупных годовиков). Объектом исследования служили ганглии ЦНС, образующие вокруг пищевода нервное кольцо. Общую морфологию кольца изучали под бинокулярной лупой в процессе препарирования нефиксированных животных.

Часть материала фиксировали спирт-уксусной смесью и заливали в парафин. На срезах толщиной 5-7 мкм проводили реакцию Фёльгена на ДНК с докраской световым зелёным. По специальной серии срезов, окрашенных галлоцианином, выполнена графическая реконструкция всего нервного кольца. Дня выявления микроструктуры полиплоидных ядер нейронов приготавливали постоянные давленые препараты. Ганглии фиксировали спирт-уксусной смесью на предметных стёклах, мацерировали 45%-ной уксусной кислотой и раздавливали с помощью целлофана (Анисимов, 1992). Для изучения морфологии отдельных нейронов готовили мазки из суспензий клеток, полученных методом щелочной диссоциации фиксированных формалином тканей (Белов и др., 1975). Мазки и давленые препараты окрашивали по Гимза-Романовскому, Фёльгену, ацетокармином и галлоцианином.

Мазки ганглиев янтарки были использованы для цитофотометрии содержания ДНК в ядрах нейронов. Уровни штоидности клеточных ядер оценивали по условной массе ДНК-фуксина в сопоставлении с диплоидными ядрами нейроглии и других тканей. Использовали фотометрическую насадку ФМЭЛ-1 на базе микроскопа МБИ-11. Условную массу ДНК-фуксина для каждого ядра находили произведением усреднённой оптической плотности на площадь ядра. У каждого животного фотометрировали по 100-150 ядер от каждого типа ганглиев. По полученным данным построены гистограммы распределения ядер нейронов по массе ДНК-фуксина, соответствующие трём стадиям постнатального развития янтарок.

Для авторадиографического изучения возрастной динамики эндорепродукции нейронов 3Н-тимидин дозой 400 кБк/г инъецировали в область пищеварительной железы. Время циркуляции предшественника составляло 1 ч. С целью изучения механизмов полиплоидизации гигантских нейронов, у янтарок 2-го года жизни на давленых препаратах исследована структура хроматина эндомитотических ядер одновременно с авторадиографическим анализом синтеза ДНК. Для этого улиткам однократно инъецировали 3Н-тимидин, нервные узлы фиксировали через 12 и 24 ч после введения предшественника - отставленная метка. Готовые препараты покрывали ядерной фотоэмульсией (Ilfod L4 size A; CIBA-GEIGY company, Англия) и экспонировали в течение 20 сут. Радиоавтографы проявляли амидоловым проявителем и фиксировали по стандартной методике (Епифанова и др., 1977). Индексы меченых ядер (ИМЯ, %) просчитывали отдельно для церебральных, педальных ганглиев и висцерального комплекса (по 1500-2000 ядер на тип ганглиев от каждой особи). Количественные данные обрабатывали методами вариационной статистики (Лакин, 1973). Определяли средние арифметические, их дисперсии, стандартные ошибки и достоверности различий средних при 95%-ном уровне доверительной вероятности.

Материалом для сравнительных исследований распространенности соматической полиплоидии в ЦНС улиток служили ганглии нервного кольца 13 видов легочных брюхоногих моллюсков, принадлежащих 2 отрядам, 6 семействам, 8 родам. Систематика подкласса Pulmonata дана по Голикову и Старобогатову (1988).

Основной материал в количестве 3-5 экземпляров каждого вида собран на территории южного Приморья в июле-августе 1993-1998 г.г. Вид Cernuella sf. cisalpina привезен в июне 2001 года с южного побережья острова Кипр. В работе использованы только крупные экземпляры указанных видов, т.е. взрослые, половозрелые особи. Материал ганглиев ЦНС фиксировали в спирт-уксусной смеси (3:1), раздавливали через целлофан, окрашивали по Фельгену и использовали для цитофотометрии ДНК в отдельных нейронах. Цитофотометрию производили на компьютерном анализаторе изображений с помощью программы Adobe PhotoShop 5.0. Анализатор собран на базе микроскопа Amplival, черно-белой видеокамеры высокого разрешения (МТС-5С23В, Республика Корея; разрешающая способность 570 тв-линий, светочувствительность 0,2 лк, количество уровней дискредитации видеосигнала по яркости 256), видеокарты S3 AGP VGA CARD и персонального компьютера P-II333. С каждого препарата измеряли от 200 до 600 ядер - в зависимости от степени полиплоидности нейронов и качества полученных препаратов. В качестве диплоидного эталона ДНК использовали ядра нейроглии, либо ядра клеток перинейрума и соединительной ткани. Для выявления закономерности распределения клеток разной плоидности по ганглиям ЦНС у 4 видов из отряда Stylommatophora (так же как и у янтарки 5. lauta) гистограммы строили раздельно для трех групп ганглиев: церебральных, педальных и висцерального комплекса. Уровни плоидности нейронов у остальных видов подсчитывали в целом, на все нервное кольцо без его разделения на ганглии.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 3.1. Морфология ганглиев

Нервное кольцо янтарки (рис. 1) находится на границе глотки и пищевода. Церебральные ганглии лежат дорсально над глоткой и соединены короткой церебральной комиссурой. Латерально из них выступают небольшие процеребральные доли. Вентрально под пищеводом расположена остальная нервная масса, состоящая из семи тесно сближенных ганглиев: пары педальных, пары плевральных, паллиального, париетального и абдоминального. Церебральные и педальные ганглии соединены церебропедальными коннективами. Самые маленькие - плевральные ганглии имеют коннективы как с церебральными, так и с педальными ганглиями. К плевральным ганглиям примыкают также соприкасающиеся друг с другом непарные ганглии: париетальный - справа, абдоминальный - в центре и паллиальный - слева.

Для всех ганглиев характерно корковое расположение нейронов; в

ProCer

Рис. 1. Анатомия нервного кольца янтарки (по результатам графической реконструкции серийных срезов, вид с

вентральной стороны). L - левая сторона, R - правая сторона; ганглии: Сег - церебральные, Р\ -плевральные, Ped - педальные, Par -париетальный, Abel - абдоминальный, Pal - паллиальный; 1)Ь - дорсальные тела; ProCer - процеребрумы; цифры {1-11) обозначают номера серийных срезов, полученных с интервалом около 0,15 мм.

АЪс!

каждом из них четко выражен нейропиль (рис 2). В церебральных ганглиях особо выделяется комплекс мелких нейронов процеребрума и дорсальных тел. В целом размеры нейронов в диаметре перикарионов у годовиков изменяются от3до380мкм.

Рис. 2. Гистология ганглиев ЦНС янтарки.

а - церебральный ганглий с дорсальным телом; б - общий вид педального ганглия; в - гигантский униполярный нейрон плеврального ганглия; кдт - клетки дорсального тела; и - нейрон; иг -нейроглия; нп - нейропиль; ян - ядро нейрона. Окраска: а - метиловый зелёный с пиронином; б - галлоцианин; в - по Фёльгену с докраской световым зелёным. Увел.: а - об. Юх, ок. 7х; б - об. 10х, ок. 10х; в - об. 40х, ок. Юх.

3.2. Специфика ганглиев по проявлению полиплоидии

По данным цитофотометрии степень полиплоидизации клеточных ядер ЦНС янтарки S. lauta варьирует от 2с до 16384с ДНК (рис 3).

Диплоидные ядра принадлежат в основном клеткам нейроглии и соединительной ткани (оболочки ганглиев). Не исключено также наличие диплоидных нейронов или нейробластов, однако, наш материал (давленые

16 64 12В 2^6 51? 2048 8192

Пед

шМтМшм.

4 8 ¡ 6 32 64 ¡28 256

¡12 2948 8192 1024 40% 16384

2048 8192 24 4096

16384

препараты) не позволял идентифицировать эти клетки среди глиальных и соединительно-тканных элементов. Диплоидные ядра использовались нами в качестве 2с-эталона при построении гистограмм, поэтому высота диплоидных пиков (рис. 3, заштрихованные столбики) отражает не реальное количество 2с-клеток, а лишь их необходимое количество для получения статистически достоверных диплоидных пиков в гистограммах. На самом деле их доля значительно выше.

Наши исследования показали, что у янтарки близкие к дефинитивным соотношения ядер разных уровней плойдности хорошо выражены уже в ЦНС самых юных сеголеток. Дополнительная полиплоидизация нейронов наблюдается у половозрелых животных, но при этом гетероплоидный паттерн мало изменяется: добавляется в среднем два эндоцшсла.

В церебральных ганглиях максимальная масса ДНК нейронов у сеголеток, а также мелких (неполовозрелых) годовиков не превышает 512-1024с (рис. 3, Цер, а, б),

Рис. 3. Распределение ядер нейронов по содержанию ДНК-фуксина (уровням плоидности) у янтарок разных размерно-возрастных групп.

Ганглии: Цер - церебральные, Лед - педальные, ВК - висцеральный комплекс.

По горизонтами • уровни плоидности, с. а - сеголетки, б - мелкие годовики, в - крупные годовики. Заштрихованные столбики -диплоидные ядра (преимущественно глия и соединительная ткань), взятые в качестве эталона; темные столбики - полиплоидные ядра нейронов; светлые столбики (ВК, в) -дополнительная выборка ядер диапазона 128с-1024с.

у крупных (половозрелых) особей - 2048-4096с (рис. 3, Цер, в). Степень полиплоидизации в первом случае равна 8-9 циклам эндорепродукции диплоидного ядра, во втором ~ 10-11. В педальных ганглиях максимальные классы плоидности у сеголеток составляют 256-512с, что соответствует 7-8 циклам эндорепродукции диплоидных нейронов. Это свидетельствует о более низких (по сравнению с церебральными ганглиями) темпах полиплоидизации нейронов педальных ганглиев на ранних стадиях развития янтарки. С ростом улиток возрастает и степень полиплоидизации педальных нейронов. На втором году жизни максимальные классы плоидности уже сопоставимы с таковыми в церебральных ганглиях - 512-1024с у мелких годовиков и 2048с у крупных половозрелых особей.

Интересным представляется факт увеличения темпов прироста среднего уровня плоидности в церебральных ганглиях крупных половозрелых годовиков. Если у мелких годовиков прирост среднего уровня плоидности (относительно сеголеток) в церебральных ганглиях минимален и составляет xl,2 (по сравнению с педальными ганглиями - х2,4 и висцеральным комплексом - х2,8), то у крупных половозрелых годовиков он максимален -х3,3 (по сравнению с xl,8 и х2 в других ганглиях). По-видимому, этот опережающий рост нейронов церебральных ганглиев в период становления половой зрелости связан как с непосредственным участием данных ганглиев в иннервации дистальных отделов репродуктивной системы, так и с общими перестройками организма, направленными на созревание и функционирование половой системы.

Так как педальные ганглии иннервируют в основном мышцы ноги, логично предположить, что ядра классов 16с-128с в данных ганглиях принадлежат мотонейронам. Гигантские нейроны педальных ганглиев, достигающие 300-320 мкм, содержат до 2048с ДНК; их общее число, как и в церебральных ганглиях, невелико. В ходе эмбрионального развития педальные ганглии закладываются практически одновременно с церебральными, но темпы полиплоидизации нейронов на ювенильной стадии в них отстают в два раза (у сеголеток средняя плоидность 26с по сравнению с 50с в церебральных ганглиях). В дальнейшем средний уровень плоидности педальных нейронов возрастает примерно так же, как и в церебральных ганглиях - в 4,2 раза, но не с возрастанием темпа, а, наоборот, с затуханием (х2,4, потом xl,8). Равномерная динамика полиплоидизации педальных нейронов соответствует общим ростовым процессам животного, в частности, росту мышечной массы ноги на протяжении второго лета жизни.

Висцеральный комплекс ганглиев, как показано на примере Aplysia (Bulloch, 1985; Moffet, 1995), формируется уже после вылупления в ходе личиночного развития. Начиная с метаморфозной стадии идентифицируются отдельные достаточно большие (15 мкм) нейроны. У янтарки в этом комплексе ганглиев максимальные классы плоидности нейронов уже у сеголеток достигают 1024-4096с и сравнимы с экстремальными значениями полиплоидии в нейронах церебральных и педальных ганглиев взрослых животных. У мелких годовиков гигантские нейроны висцерального комплекса

полиплоидизируются до 4096-8192с, а у крупных годовиков - до 8192-16384с, то есть претерпевают 12-13 эндоциклов от начала развития. Средний уровень плоидности нейронов висцерального комплекса у крупных годовиков возрастает по сравнению с сеголетками в 5,7 раз, что обеспечивается двумя-тремя дополнительными циклами полиплоидизации. Таким образом, как максимальные, так и средние уровни плоидности нейронов в висцеральном комплексе оказываются в 4-8 раз выше, чем в церебральных и педальных ганглиях. Динамика полиплоидизации больше соответствует педальным ганглиям.

Особо отметим, что, если в церебральных и педальных ганглиях преобладают мелкие и средние нейроны, а уровни полиплоидизации самых крупных нейронов не превышают 2048с-4096с ДНК, то в висцеральном комплексе содержится основное количество крупных и гигантских (до 16384с) нейронов всей ЦНС. Можно предположить, что многочисленность гигантских высокоплоидных нервных клеток в висцеральном комплексе определяется функциональной спецификой его ганглиев и / или рядом макроанатомических перестроек, сопровождающих возникновение и эволюционное развитие данного комплекса в ЦНС высших гастропод.

Висцеральный комплекс Succinea lauta (как представителя отряда Stylommatophora), образован соприкасающимися париетальным, абдоминальным и паллиальным ганглиями (а также мелкими плевральными ганглиями, которые нами не исследовались ввиду того, что разрушаются при разделении нервного кольца). Ганглии висцерального комплекса обеспечивают иннервацию практически всех внутренних органов, кровеносной системы и мантии и поэтому, в отличие от специализированных церебральных и педальных ганглиев, являются полифункциональными. Их гигантские нейроны, по-видимому, не просто иннервируют разнообразные внутренние органы улитки, но координируют их развитие и нагрузку, то есть являются командными интернейронами. Известны особые свойства таких нейронов: специфическая электровозбудимость тел нейронов, генерация длительного потенциала действия, синтез больших количеств РНК и белка и некоторые другие (Шеперд, 1987). Сделано предположение, что именно гигантизм командных интернейронов, основанный на их полиплоидизации, может обеспечить такие свойства и способность координировать большие периферические области (Анисимов, 1999в).

В целом, представленные распределения ядер нейронов по массе ДНК у янтарок разных возрастных групп свидетельствуют о постнатальном росте этих клеток, а наличие ядер с промежуточными значениями ДНК у молодых и средневозрастных животных должно отражать протекающие процессы синтеза ДНК.

3.3. Возрастная динамика нейрогенеза

Кроме нейронов с эуплоидными (кратными 2с) значениями массы ДНК в ЦНС янтарки имеются нейроны с промежуточными значениями. Последние преобладают у молодых, активно растущих особей, у которых

гистограммы распределения ядер по массе ДНК характеризуются сглаженными пиками или даже смещением пиков на нестандартные, промежуточные позиции. Количество ядер с промежуточными значениями массы ДНК снижается с увеличением возраста животных при одновременном повышении числа высокополиплоидных ядер. Эуплоидные пики максимально выражены у половозрелых особей.

С целью выявления ДНК-синтетической активности клеток в ганглиях нормально растущих животных проводили подсчёт индекса меченых ядер (ИМЯ, %) у животных трёх размерно-возрастных групп, раздельно для разных ганглиев и с учётом уровней плоидности нейронов.

Как видно из диаграмм (рис. 4), синтез ДНК в нейронах наблюдается на протяжении всей жизни янтарок. Наиболее активно он проходит у сеголеток, где ИМЯ составляет в среднем 50,2 %. Учитывая, что 3Н-тимидин

вводился однократно, такой высокий показатель ИМЯ означает, что практически все клетки в ганглиях ювенильных особей находятся в состоянии репродуктивного цикла. Затем следует постепенное снижение доли ДНК-синтези-

рующих ядер. Средние значения ИМЯ нейронов у мелких годовиков колеблются в пределах 24,5-47,0 %, у крупных годовиков -4,7-8,4 %. При этом как у молодых, так и у взрослых животных не выявляется избирательности включения 3Н-тимидина в клетки каких-либо определённых классов плоидности.

Рис. 4. Изменение доли меченных и не меченных 3Н-тимидином ядер нейронов у янтарок разных размерно-возрастных групп. I - ядра с содержанием ДНК 2с-4с, И - 4с-16с, III - 16с-64с, IV - 64с-256с, V - 512с и выше. Темная часть столбиков - меченые ядра, светлая - немеченые. Вертикальные отрезки - 95 %-ные доверительные интервалы. Остальные обозначения те же, что и на рис. 3.

Таблица

Средняя плоидность (СП) и распределение ядер нейронов ЦНС (в % от выборки) по уровням плоидности (4с, 8с, и т.д.) у легочных моллюсков

Виды n/кл. PULMONATA Исследованная выборка полиплоидных ядер СП, с ) Классы плоидности, с )

4 8 16 32 64 128 256 512 1024 ...... 2048 4096 8192 16384

отр. BASOMMATOPHORA

Lymnaeidae

Lymnaea auricularia 225 69,5 8,9 13,8 20,9 21,8 18,2 6,7 6,7 2,1 0,9 - - - -

L. koreana 389 37,4 29,5 27,5 17,9 9,7 3,9 8,2 0,9 1,9 0,5 - - - -

L. peregra 327 55,3 18,6 9,6 15,5 19,6 19,6 12,1 2,0 2,5 0,5 - - - -

сем. Planorbiidae

Anisvs subfilarís 487 | 23,3 | 21,7 | 24,4 | 21,7 | 21,3 | 7,6 1 2,2 | 1,1 1 - 1 1 1 1 1 -

отр. STYLOMMATOPHORA

сем. Succineidae

Oxyloma sp. 351 53,9 19,3 21,4 8,3 19,3 14,5 11,6 3,8 1,5 0,3 - - - -

Succunea lauta цер-241 206 24,3 17,1 10,7 16,0 10,2 6,4 2,4 4,8 4,3 2,7 1,1 •

пед - 200 110 17,4 16,0 15,3 15,3 17,4 6,9 1,4 6,9 2,8 0,6 - - -

вис - 232 782 10,7 6,8 11,3 11,9 6,2 7,9 0,6 15,8 13,0 10,7 2,3 2,3 0,6

сем. Lymaecidae

Deroceras agreste 479 61,9 14,6 14,2 26,7 22,2 11,8 4,8 3,2 1,1 0,7 0,7 - - -

D. altaicum цер - 76 9Д 56,6 17,1 21,1 3,9 1,3 - - - - - - - -

пед - 92 23,0 13,0 27,2 35,9 15,2 1 4,3 33 1,1 - - - - - -

вис - 174 41,4 21,8 9,2 25,9 23,0 ' 16,7 1,1 0,6 0,6 1,1 - - ■ - -

D. leave цер - 117 36,3 12,5 14,6 24,6 22,9 » 12,7 12,7 - - - - - - -

пед -120 37,5 7,9 4,8 39,7 34,8 1 1,6 8 3,2 - - - - - ' -

вис - 206 58,0 9,7 25,0 16,3 23,1 9,6 11,5 4,8 - - - - - -

Arion sp. 460 113,6 21,8 9,3 15,7 15,7 14,3 9,3 6,6 4,1 1,1 1,1 0,9 - -

сем. Bradybaeaidae

Bradybaena maacki цер - 335 38,5 25,7 14,9 18,1 16,3 18,1 4,5 1,4 0,5 0,5 - - - -

пед-381 42,1 8,9 13,3 25,2 28,5 17,8 3,7 1,5 0,7 0,4 - - - -

вис-296 319,9 24,3 18,4 4,3 14,1 16,2 8,1 4,9 0,5 2,2 3,8 2,2 1,0 -

B. ravlda 277 140,6 19,4 12,5 15,9 9 17,7 16,2 2,9 2,2 2,3 0,8 1,1 - -

сем. Hygromiidae

Cermiella sf, cisalpina цер - 385 27,8 29,2 ¡ 28,2: 19,8 8,9 4,0 8,4 1,0 0,5 - - - - -

пед - 330 73,5 7,5 20,0 15,9 15,0 16,4 15,4 7,1 2,2 0,5 - - - ' -

вис - 469 126,5 13,6 18,5 15,7 11,7 13,3 12,6 5,5 5,2 2,6 1,3 - -

Синтез ДНК и рост равновероятно осуществляют и мелкие, и средние, и крупные, в том числе гигантские нейроны.

У годовиков выявляются некоторые различия ИМЯ между типами ганглиев: более высокие значения характерны для церебральных ганглиев -47,0 % у мелких годовиков и 8,4 % у крупных. В остальных ганглиях эти показатели ниже - 24,5 и 7,8 % в педальных; 35,7 и 4,7 % в висцеральном комплексе, соответственно. Интересно, что эти данные находятся в обратном соотношении с приростом среднего уровня плоидности: он максимален в висцеральном комплексе (х 5,7) и минимален в церебральных и педальных ганглиях (х 4,1; х 4,2). Логично предположить возможность деления части нервных клеток или нейробластов в растущих церебральных ганглиях.

Важное заключение нашей работы состоит в том, что на протяжении всего постнатального онтогенеза Succinea lauta не прекращаются полиплоидизация и рост нейронов. У ювенильных особей индекс ДНК-синтезирующих ядер составляет около 50 %; и хотя со временем ИМЯ нейронов постепенно снижается, даже у взрослых половозрелых животных он остаётся на уровне 5-8 % как вполне значимый показатель продолжающегося роста.

Эти данные авторадиографии полностью согласуются с цитофотометрической оценкой содержания ДНК в ядрах нейронов. У молодых и средневозрастных улиток большое число ядер имеет промежуточную (не кратную 2с) массу ДНК, тогда как у половозрелых животных (крупных годовиков) число таких ядер уменьшается, отчётливо преобладают эуплоидные классы. Подобные результаты получены для полиплоидизирующихся ядер белковой железы янтарки (Анисимов, 1994а, 19946).

Возрастная динамика синтеза ДНК в ядрах нейронов у разных представителей гастропод несколько различна, но всё же у многих видов она обнаруживает принципиальное сходство. У голожаберного моллюска Corypheüa rufibranchialis (подкласс заднежаберных) синтез ДНК в нейронах происходит в течение всего постличиночного развития (Петелина, Харазова, 1989), но рост нейронов у корифеллы идёт постепенно и ритмично с постоянной скоростью на протяжении исследованного возрастного периода. У других моллюсков - заднежаберного Aplysia calif,ornica (Coggeshall et al, 1970; Lasek, 1971; Lasek, Dower, 1971) и лёгочного Lymnaea stagnalis (Манукян,1969) полиплоидия наблюдалась также уже на самых ранних стадиях развития. Позднее, во взрослом состоянии, в полиплоидизирующихся ядрах нейронов проходило около 3-5 циклов удвоения ДНК, что сопоставимо с темпом роста нейронов у взрослых янтарок S. lauta. У Tritonia diomedia (заднежаберные), как и у янтарки, было обнаружено включение 3Н-тимидина в ядра растущих полиплоидизирующихся нейронов при отсутствии митотических фигур (Безручко и др., 1969). При этом выявлено резкое снижение индекса первично меченных ядер от 95-97,7 % у молодых моллюсков до 5-10 % у взрослых. Другими словами, у тритонии с возрастом происходит снижение темпов эндорепродукции примерно в тех же пределах, что и у янтарки (очень высокие начальные значения ИМЯ, вероятно, обусловлены более ранним возрастом

исследованных тритоний).

В ЦНС виноградной улитки ростовые потенции резко снижены, в частности, по сравнению с янтаркой. Результаты исследования на Helix pomatia показали полное отсутствие ростовых процессов в нейронах в возрасте от двух лет и старше (Kuhlmann, 1971). В нескольких вариантах опыта включение метки 3Н-тимидина в ядра нейронов было установлено всего один раз - у молодой улитки через 8 дней после включения предшественника. Наблюдаемая разница в возможностях синтеза ДНК нейронов Succinea lauta и Helix pomatia (хотя оба вида относятся к подклассу лёгочных, отряду Stylommatophora), по-видимому, определяется разными для этих видов темпами и продолжительностью онтогенеза, различиями в среде обитания и прочими видоспецифичными особенностями. Интересно, что виноградная улитка Helix aspersa с более сложными, чем у S. lauta, церебральными ганглиями проявляв! и ограниченную регенераторную способность своих нейронов, сравнимую с таковой у человека (Gomot et al., 1990).

3.4. Возможность размножения клеток в ЦНС

В нашей работе, по-видимому впервые в ЦНС легочных моллюсков, обнаружено митотическое деление клеток. В церебральных ганглиях, преимущественно дорсальных телах и процеребрумах, выявлены нормальные диплоидные митозы (рис. 5), особенно многочисленные у сеголеток. Митозы характеризуются типичными признаками: профаза представляет собой клубок нитевидных хромосом; метафаза очень плотная, хромосомы образуют компактную группу, так что сосчитать их практически невозможно; анафаза образована двумя симметричными компактными группами монохро-матидных хромосом; в телофазе формируются дочерние диплоидные ядра и клетки.

Рис. 5. Нормальные пролиферативные митозы класса 4с 2-4я в церебральном

ганглии янтарки. а - участок давленого препарата с фигурами митозов (стрелки); б -профаза 4с2и; в, г - метафазы 4с2и; д, е - анафазы 2с2п х 2 ;ж~ телофаза 2п2с х 2. Окраска по Гимза-Романовскому. Увел.: об. 40х, ок. 10х.

Митозы, наблюдавшиеся нами в церебральных ганглиях, могут быть равновероятно отнесены не только к делению клеток глии, но и к пролиферации самых мелких нейронов или нейробластов. Это предположение

согласуется с данными :'Н-тимидиновой авторадиографии: наибольшая ДНК-синтетическая активность зарегистрирована в церебральных ганглиях сеголеток, у которых встречаемость митозов также наиболее частая. Даже для последующих размерно-возрастных групп - мелких и крупных годовиков - при общей тенденции снижения темпов пролиферации индекс меченых ядер (ИМЯ) в церебральных ганглиях остаётся более высоким по сравнению с другими ганглиями.

Наиболее интересно то, что в церебральных ганглиях неполовозрелых годовиков выявлено резкое несоответствие очень высокого ИМЯ, равного 47,0 и низкого прироста (от стадии сеголеток) среднего уровня плоидности нейронов - всего в 1,2 раза. В педальных и висцеральных ганглиях при ИМЯ 24,5 и 35,7 % прирост плоидности за тот же период развития составил 2,4 и 2,8 крат, соответственно. В предыдущем разделе (3.3) эта диспропорция уже была интерпретирована как возможный результат деления части нервных клеток или нейробластов в растущих церебральных ганглиях. С обнаружением митотической активности, данное предположение получило и морфологические основания.

Работы по регенерации травмированных или иссечённых церебральных ганглиев у гастропод (вото! а1., 1990; Мо£Ге1, 1995) также указывают на высокие гистогенетические потенции нервной ткани. В частности, замечательной иллюстрацией высоких ростовых и регенераторных потенций нейронов у примитивных лёгочных явились опыты по удалению и последующей регенерации отдельных ганглиев у Ме1атрт ЫйетсЛш (отр. ВазоттаЬорЬога). Для нейронов данного моллюска оказались характерны не только пролонгированные синтезы ДНК в постнатальном онтогенезе, но и возможность восстановления удалённого ганглия при помощи механизмов, сходных с закладкой ганглиев в эмбриогенезе (МоГГе1, 1995). И хотя основными источниками восстановления ганглиев считаются кожные производные, по-видимому, после закладки новообразованных ганглиев их дальнейший рост может включать и механизм пролиферации выселившихся из эпидермиса нейробластов. Эти данные ещё раз, хотя бы косвенно, свидетельствуют о том, что высказанная выше идея о возможности деления нейронов или нейробластов в церебральных ганглиях янтарки не лишена оснований. Впрочем, динамика развития ганглиев далека от ясности, потому что пока нет возможности учесть вероятную гибель какой-то части нервных клеток в постнатальном онтогенезе улиток.

3.5. Механизмы полиплоидизации нейронов

При изучении механизмов нейрогенеза у янтарки мы учитывали также различия размеров ядер, светооптическую морфологию хроматина и хромоцентров, а также число хромосом. В итоге нами были выстроены ряды, соответствующие фазам митотического и эндомитотического циклов (рис. б, 7, 8), начиная от диплоидного уровня 2п и кончая гигантскими значениями плоидности в 2048и-4096и и более.

Нами найдены аномальные митозы (рис. 6), напоминающие митозы

а б - незначительные нарушения анафазы; в -дезорганизованная метафаза 4с2п (К-митоз); , д - анафазный блок 4с4я, е, ж - реституция пгграплоидного ядра; з-к - эндомитозы (?): з -»дапрометафаза; и - эидометафаза; к -ждоанафаза. Стрелками обозначены гетеропикнотические хромосомы (д, е) и соответствующие им хромоцентры (ж). Окраска по Гимза-Романовскому. Увел.: об. 40х, ок. 10х

Рис 6. Лномш!ьные митозы и эндомитозы (?) класса 4 с 2-4 п.

при колхициновом блоке - так называемые К-митозы. В ряде случаев при аномальном митозе наблюдались лишь незначительные нарушения в расположении хромосом, в частности анафазные мосты, отставания хромосом (рис. 6, а, б). Возможно, такие митозы заканчиваются нормально или с незначительными отклонениями. Более часты мета-анафазные блоки -аномальные митотические фигуры, в которых хромосомы лежат раздельно, дезориентировано, а сами хромосомные пластинки имеют довольно широкий разброс (рис. 6, 6-е). В таких метафазных пластинках можно сосчитать диплоидное количество бихроматидных хромосом - 2п = 44. Отмеченные признаки аномального митоза свидетельствуют о нарушениях формирования веретена деления или о полном его отсутствии. Такой митоз завершается восстановлением ядра с тетраплоидным набором хромосом и двумя крупными хромоцентрами (рис. 6, е, ж).

Таким образом, по своему результату аномальные митозы можно считать реституционными, или полиплоидизирующими; они представляют первый шаг на пути к многократной полиплоидизации нейронов. Не исключено, что часть аномальных митозов протекает без разрушения ядерной оболочки (рис. 6, з-к), что позволило бы формально определить их как эндомитозы диплоидного цикла.

Начиная с уровня плоидности 8/? и выше, картин открытых митозов не обнаружено, цикл осуществляется посредством типичного эндомитоза (рис. 7). На давленых препаратах мы наблюдали . неповреждённые эндомитотические ядра до уровней плоидности 1024^-2048«. Гигантские полиплоидные ядра классов 4096/7-16384« при раздавливании обычно оказываются разрушенными, но фрагменты этих ядер имеют туже морфологию хроматина, что и неповреждённые полиплоидные ядра. В интерфазных ядрах имеются гетеропикнотические хромосомы (суперхромоцентры), которые могут быть истолкованы как проявление возрастающей скрытой политении хотя бы по отношению к этим хромосомам. Однако на давленых препаратах отчетливо видно, что на стадии эндомитоза даже самые крупные суперхромоцентры преобразуются в обычные

Рис. 7. Эндомитоз класса 16с 8-16«. а - эндопрофаза 16с8«, 6 -эндометафаза 16с8и, видно около 170 бихроматидных хромосом; в - эндоанафаза 16с 8-16«, около 300 преимущественно монохроматидных хромосом; г - эндотелофаза 16с16л. Окраска по Гимза-Романовскому. Увел.; об. 40х, ок. 10х.

хромосомы, которые располагаются в группах более или менее дискретно (рис. 8). Это указывает на отсутствие политенной организации и в гетеропикнотических хромосомах.

Рис. 8. Эндомитоз гигантского нейрона

(более 512с); показаны фрагменты хроматина с разной степенью компактизации, включая суперхромоцентры - схц.

а, 5 - интерфаза: дисперсно-глыбчатый или сетчатый хроматин, монолитные суперхромоцентры; в, г -обособление хромосом в суперхромоцентрах во время эндомитоза. Окраска по Гимза-Романовскому. Увел.: об. 40х, ок. 10х.

В ходе авторадиографического исследования синтеза ДНК при импульсном мечении (время циркуляции предшественника - до 1 ч) ни одного меченого эндомитоза нами не зарегистрировано. В вариантах опыта с отставленной меткой (фиксация через 12 и 24 ч) многие эндомитозы оказались мечеными. Причем на 12 ч преимущественно встречались эндомитозы, интенсивно и локально меченные по гетеропикнотическим хромосомам - суперхромоцентрам, которые получили метку в конце Б-периода. Через 24 ч после введения 3Н-тимидина большинство эндомитотических ядер содержали равномерно распределенную метку, в них были мечены практически все хромосомы по всей их длине. Очевидно, что в момент включения предшественника синтеза ДНК эти ядра находились на более ранней стадии 8-периода. Таким образом, за 12 - 24 ч нами наблюдалось продвижение клеток, получивших метку в 8-периоде, по эндоциклу до стадии эндомитоза. Эндомитоз удалось выявить как реальную фазу клеточного цикла.

Итак, основной вклад в увеличение объемов нервной ткани ЦНС янтарки вносит процесс полиплоидизации нейронов. Важной задачей нашего исследования было решение вопроса о механизмах образования полиплоидных нейронов. В отличие от секреторных клеток эпителиального происхождения, степень полиплоидизации которых у янтарки, как правило, не превышает 32с-64с (Анисимов и др., 1995), нейроны полиплоидизируются на протяжении всей жизни животного, достигая максимальных значений в десятки тысяч гаплоидных единиц. Тем более замечательно, что механизмы полиплоидизации остаются одинаковыми для всех полиплоидных клеток янтарки. Как и в белковой железе (Анисимов, 1994а, 19946, 1997а, 19976, 1997в), в нейронах после нормальных митотических делений наступает неполный, или полиплоидизирующий (реституционный), митоз (4с2п АсАп), а затем, с уровня 8п вплоть до самых высоких значений плоидности, осуществляется классический эндомитоз. Интерфазные вариации структуры хроматина в ядрах нейронов также соответствуют типичным картинам в клетках белковой железы: дисперсно-глыбчатое или сетчатое состояние хроматина, по-видимому, отражает прохождение 8-периода эндоцикла, мелкохромоцентрические ядра (с монохроматидными хромоцентрами) соответствуют Огпериоду, а крупнохромоцентрические (с бихроматидными хромоцентрами) - С2-периоду. Авторадиографические данные также являются доказательством продвижения клеток по эндомитотическому циклу и согласуются с аналогичными данными, полученными для белковой железы янтарки (Анисимов, 1997а).

Таким образом, механизм возникновения полиплоидии в нейронах янтарки связан с постепенными отклонениями от митотического цикла. Эти отклонения сначала выражаются в нарушениях формирования веретена деления, следствием чего являются блоки мета- или анафазы, завершающиеся реституцией ядра (полиплоидизирующий митоз). В дальнейшем, при переходе на эндомитоз, блокируется также распад ядерной оболочки, и, вероятно, отсутствует синхронный механизм расщепления хроматид. Возможность эндомитоза у легочных моллюсков была отмечена ещё Хейтцем (Нейг, 1944).

Морфология описанного нами эндомитоза на светооптическом уровне соответствует классической схеме в первоописании Гейтлера (Geitler, 1939, 1953).

Как видно, предположение об эндоредупликации и, соответственно, политенном состоянии хромосом в гигантских нейронах моллюсков (Бродский, Урываева, 1981; D'Amato, 1989) не подтверждается. Этому противоречат не только наблюдаемые картины эндомитозов разных уровней плоидности, но также выявленная нестабильность в организации суперхромоцентров - ассоциаций маркерных гетеропикнотических хромосом. В целом, полученные нами морфологические и авторадиографические данные свидетельствуют об эндомитотическом происхождении полиплоидии в ЦНС янтарки.

3.6. Проявление полиплоидии в ЦНС представителей подкласса Pulmonata

Проведенный скрининг на выявление соматической полиплоидии в ЦНС различных видов легочных моллюсков показал, что полиплоидизация нейронов до высоких степеней (от 4с до 128c-16384c ДНК) является характерной чертой нейрогенеза в этой группе моллюсков (таблица; см. стр. 14-15). Сравнение гетероплоидных рядов ядер в разных ганглиях околопищеводного нервного кольца приводит к выводу о том, что у всех изученных легочных моллюсков нейроны висцерального комплекса ганглиев достигают максимальных видоспецифичных значений плоидности. Нейроны церебральных и педальных ганглиев полиплоидизируются в меньшей степени: максимальные значения ДНК самых крупных нейронов этих ганглиев в среднем на 2-4 эндоциюта ниже по сравнению с содержанием ДНК самых крупных нейронов висцерального комплекса. Характерна также многочисленность нейронов классов 16с-128с в педальных ганглиях практически у всех видов моллюсков.

Анатомические, онтогенетические и экологические особенности высших гастропод, несомненно, оказывают влияние на максимальную степень полиплоидизации нейронов и на их динамику синтеза ДНК. При этом, как уже отмечено, закономерным является снижение ростовых и регенераторных возможностей у высших цульмонат в связи с увеличением структурной сложности в организации ЦНС. Однако постнатальный рост нейронов посредством полиплоидизации остается.универсальной чертой, объединяющей представителей заднежаберных и лёгочных гастропод.

Рассмотрим полученные нами данные в свете универсального толкования соматической полиплоидии с позиций теории олигомеризации (Анисимов, 1999в). Процесс эволюционного преобразования исходно диплоидных клеточных клонов в полиплоидные клетки рассматривается как олигомеризация на клеточно-тканевом уровне организации, или, что однозначно, полимеризация на молекулярно-генетическом (хромосомном) уровне. В решающей степени такому обобщению способствовали сравнительные исследования соматической полиплоидии у гастропод.

Интересно, что в эволюции центральной нервной системы легочных моллюсков процессы олигомеризации на клеточном уровне, i.e. переход к полиплоидии нейронов, сочетаются с анатомической (соматической) олигомеризацией ганглиев. Действительно, в ЦНС пульмонат общая тенденция централизации нервной системы проявляется в максимальном укорочении комиссур и коннектив (в частности висцеральной дуги нервного кольца), а также в сокращении количества ганглиев до пяти пар, сопровождаемое, в том числе, слиянием разноименных ганглиев (Беклемишев, 1964; Bullock, Horridge, 1965; Догель, 1981; Иванова-Казас, 1995; Bulloch, Ridgway, 1995).

Клеточная и анатомическая (системная) олигомеризация представляются тесно взаимосвязанными не только у пульмонат, но и в ЦНС всех высших, эвтиневральных, гастропод. Анатомическая концентрация и олигомеризация ЦНС у гастропод может достигаться разными путями преобразования ее элементов: деторсия у заднежаберных, укорочение комиссур и коннектив у пульмонат. Но и в том и в другом случае это приводит к интеграции структуры и интенсификации ее функций. Так как эволюция не может идти по пути снижения приспособленности, сохранившая свою функцию часть олигомерной системы компенсирует утрату функций редуцированных или сменившихся частей, следствием чего является не только интенсификация функций, но и снижение мультифункционапьности (Северцов, 1987, 1990). У полиплоидной клетки как олигомерной системы интенсификация функций должна быть связана с экономичностью в ее реализации: выпадение отдельных фаз клеточного цикла приводит к снижению пластических и энергетических затрат клетки, к упрощению ее внутрисистемной и надсистемной регуляции и т.п. (Анисимов, 1999в).

В случае олигомеризации популяций нервных клеток (т.е. их полиплоидизации) следует особенно отметить упрощение надсистемной регуляции и, в целом, организации нейронно-периферийных отношений: постоянный рост периферии тела у гастропод сопровождается пролонгированной полишюидизацией нервных элементов. В эволюции подобные процессы приводят к снижению пластичности признаков, то есть к специализации (Северцов, 1990), С другой стороны, для ряда полиплоидных клеток характерна мультифункциональность. В частности, гигантские мотонейроны церебральных ганглиев заднежаберных и легочных моллюсков, иниервирующие обширные участки буккальиой массы, эзофагус и практически весь оральный регион, обнаруживают и нейросекреторную активность (Gillette, 1991; Bulloch, Ridgway, 1995). В данном случае срабатывает принцип компенсации функций, благодаря которому утрата отдельных функций в связи с редукцией компонентов олигомеризованной системы может быть скомпенсирована возникновением аналогичных функций у оставшихся компонентов системы, что ведет к переспециализации (Догель, 1954; Воронцов, 1967). Вследствие сочетания процессов специализации и переспециализации возрастает надежность олигомерной клеточной системы (полиплоидные нейроны) по сравнению с полимерной системой предков

(многочисленные диплоидные нейроны).

Перечисленные преимущества олигомеризации клеточной системы как адаптивного морфогенетического фактора могли оказать позитивное влияние на темпы эволюции высших брюхоногих моллюсков. Вполне вероятно, это привело к соматическому росту у большинства представителей линии Opisthobranchia-Pulmonata, а так же к расширению ареалов этих животных (освоение пресноводных водоемов и суши). Однако, утрата многокомпонентное™ нервных сетей (многочисленности диплоидных нейронов и их связей), лежащей в основе формирования новых приспособительных реакций (сложных и точных мышечных движений, пищевого поведения и других поведенческих актов) явилась, по-видимому, тем фактором, который ограничил тенденцию олигомеризации нервных элементов в общем эволюционном направлении концентрации и централизации нервных систем.

4. ВЫВОДЫ

2. Ганглии нервного кольца янтарки различаются по степени проявления полиплоидии нейронов. Церебральные ганглии содержат наибольшее количество мелких нейронов плоидностыю 8с-16с, в педальных ганглиях преобладают нейроны средних классов 32с-12 8с, а в висцеральном комплексе ганглиев - крупные и гигантские нейроны классов 256с и выше.

3. В постнатальном развитии янтарки митотическое деление клеток, по-видимому, остается источником нейрогенеза. Нормальные митозы на протяжении всего постнатального онтогенеза наиболее часто встречаются в дорсальных телах и процеребрумах церебральных ганглиев.

4. Полиплоидизация и рост нейронов не прекращаются на протяжении всего поснатального развития янтарки, хотя темпы полиплоидизации постепенно снижаются: индекс S-фазных ядер уменьшается от 46-52 % у сеголеток до 5-8 % у половозрелых и стареющих животных.

5. Механизмом полиплоидизации нейронов янтарки выступает эндомитоз. Переход от обычного митоза к эндомитозу осуществляется после одного-двух циклов полиплоидизирующего (реституционного) митоза.

6. Полиплоидизация является нормальным способом роста нервных клеток всех исследованных легочных гастропод (13 видов из 6 семейств 2 отрядов); причем у всех видов максимальные видоспецифичные уровни плоидности нейронов характерны для висцерального комплекса ганглиев.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Лнисимов Л.П., Букина (Кирсанова) И.А. Возрастная динамика и механизм пояишюидизации гигантских ядер нейронов улитки янтарки // Цитология. 1993. Т. 35, № 10. С. 54-55.

2. Кирсанова И.А., Анисимов А.П. Полиплоидия нейронов и филогения гастропод // Моллюски. Проблемы систематики и филогении. Автореф. Докладов IV(XIII) малакологического совещания (27-29 октября 1998 г С.-Петербург). С.-Пб: ЗИН РАН, 20. С. 51 -52.

3. Anisimov. А.P., Zumchenco N.E., Kirsanova Ir.A., Tokmakova N.P. Somatic polyploidy and gastropods phylogeny // Proceedings of the CREAMS' 99 (Circulation Research of the East Asian Marginal Seas) (January 26-28, 1999; Fukuoka, Japan). Fukuoka: CREAMS, 1999. P. 234-237.

4. Анисимов А.П., Зюмченко H.E., Кирсанова И..А., Токмакова Н.П. Соматическая полиплоидия и филогения гастропод // Бюллетень Дальневосточного малакологического общества. 2000. Т.4. С. 61-63.

5. Кирсанова И.А., Анисимов А.П. Динамика синтеза ДНК и механизмы постнатального роста нейронов Succinea lauta (Gastropoda, Pulmonata) // Бюллетень Дальневосточного малакологического общества. 2000. Т.4. С. 76-78.

6. Anisimov А.Р., Kirsanova LA. Age dynamics and mechanism of polyploidisation in nucleus of neurons of the succineid snail // VI East European conference of the International society for invertebrate neurobiology (September 22-25, 2000, Moscow - Pnshchino, Russia). 2000. C. 25.

7. Кирсанова И.А., Анисимов А. П. Соматическая полиплоидия в нейронах брюхоногих моллюсков. I. Морфологическая характеристика ганглиев и нейронов ЦНС улитки янтарки// Цитология, 2000. Т.42. №. 8. С. 733 - 739.

8. Кирсанова И.А., Анисимов А. П. Соматическая полиплоидия в нейронах брюхоногих моллюсков. II. Динамика синтеза ДНК в процессе постнатального роста нейронов ЦНС улитки янтарки. 2001. Цитология. Т. 43. №5. С. 437-445.

9. Анисимов А.П., Зюмченко Н.Е., Кирсанова И.А., Токмакова Н.П. Соматическая полиплоидия и филогения гастропод // Цитология, 2001. Т. 43. №4. С 316-317.

10. Анисимов А.П., Кирсанова И.А. Соматическая полиплоидия в нейронах брюхоногих моллюсков. III. Митоз и эндомитоз в постнатальном развитии нейронов ЦНС улитки янтарки // 2002. Цитология, Т. 44. № 10. С. 981-987.

11. Кирсанова И.А. Проявление соматической полиплоидии в ЦНС гастропод (скрининг морских, пресноводных и наземных видов) У/ Тезисы докл. конф НОЦ ДВГУ (сентябрь 2002 г., г. Владивосток). - Владивосток.: Изд-во ДВГУ. 2002. С.12-14.

Ирина Александровна Кирсанова

СОМАТИЧЕСКАЯ ПОЛИПЛОИДИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ ЛЕГОЧНЫХ БРЮХОНОГИХ МОЛЛЮСКОВ

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано к печати 24.06.2003. Формат 60х84/16.Усл. п. л. 1.63. Уч-изд. л.1.52. Тираж 100 экз. Заказ 99

Издательство Дальневосточного университета 690950, г. Владивосток, ул. Октябрьская, 27

Отпечатано в типографии Издательско-полиграфического комплекса ДВГУ 690950, г. Владивосток, ул. Алеутская, 56

РНБ Русский фонд

2006-4 34792

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кирсанова, Ирина Александровна

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.ГЛО

2.1. Соматическая полиплоидия как способ тканевого роста.

2.2. Нервная система гастропод.

2.2.1. Происхождение нервной системы моллюсков.

2.2.2. Особенности строения и развития нервной системы гастропод.

2.2.3. Соматическая полиплоидия в нервной системе гастропод.

3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ.

4.1. Морфологическая характеристика ганглиев и нейронов ЦНС улитки янтарки.

4.2. Динамика синтеза ДНК в процессе постнатального роста нейронов улитки янтарки.

4.3. Митоз и эндомитоз в постнатальном развитии нейронов ЦНС улитки янтарки.

4.4. Скрининг ЦНС пульмонат на проявление соматической полиплоидии.

5. ОБСУЖДЕНИЕ.

5Л/ Морфология ганглиев и нейронов.

5.2. Специфика ганглиев по проявлению полиплоидии.

5.3. Возможность размножения клеток в ЦНС.

5.4. Возрастная динамика нейрогенеза.

5.5. Механизмы полиплоидизации нейронов.

5.6. Проявление полиплоидии в ЦНС представителей подкласса Pulmonata.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Соматическая полиплоидия в центральной нервной системе легочных брюхоногих моллюсков"

Актуальность проблемы

Под соматической полиплоидией в широком смысле понимают кратное умножение числа геномов в соматических клетках, развивающихся из диплоидной зиготы. Полиплоидные клетки обнаружены в тканях организмов всех типов многоклеточных животных, у многих простейших, а также у растений (Бродский, Урываева, 1974, 1981). Подобная широта распространения полиплоидии позволяет судить о ней как об общебиологическом явлении. В тканях, претерпевающих большую функциональную нагрузку, наряду с необязательными, факультативными проявлениями полиплоидии обнаружена и облигатная полиплоидия, когда переход на полиплоидные циклы становится важным или даже единственным механизмом постнатального роста органов.

К концу XX века вопрос о причинности соматической полиплоидии вышел за рамки проблемы клеточной пролиферации и дифференцировки (Бродский, Урываева, 1981). Полиплоидия соматических клеток рассматривается также как особая стратегия тканевого роста, суть которой состоит в олигомеризации диплоидных клеточных клонов со всеми вытекающими свойствами олигомерных систем (Анисимов, 19996, 1999в). л

Этот подход позволил в значительной степени приблизится к пониманию биологического смысла, функциональной значимости и закономерности возникновения полиплоидных гистогенезов.

130000с-260000с) в нейронах (обзоры: Бродский, Урываева, 1981; Gillette, 1991; Bulloch, Ridgway, 1995; Анисимов, 1999а).

Другим значимым результатом исследований полиплоидных гистогенезов гастропод стала "реанимация" классического эндомитоза как реального механизма эндорепродукции клеток. До сих пор под эндомитозом или эндомитотической полиплоидией часто понимали разные по своей цитологической сущности процессы и явления. Со временем термин "эндомитотическая полиплоидия" вообще потерял свой истинный смысл, определенный еще Гейтлером (Geitler, 1953); сомнительным стало не только широкое распространение эндомитоза, но и возможность существования данного механизма вообще. Возвращение в цитологию понятия эндомитоза связано с исследованиями полиплоидии в тканях улитки янтарки (Анисимов 1999в, 1999г).

Следует, однако, отметить, что исследования распространения полиплоидии у гастропод, как и работы по механизмам полиплоидизации у янтарки, проводились в основном на эпителиальных железистых тканях (белковая, предстательная, слюнные железы). Большинство исследований нервной системы брюхоногих моллюсков только констатируют факт присутствия полиплоидных клеток (Cook, 1966; Bullock, Horridge, 1965; Gillette, 1991; Bulloch, Ridgway, 1995), а в ряде случаев о полиплоидии приходится судить лишь по косвенным морфологическим данным.

Таким образом, на сегодняшний день в изучении полиплоидных нервных клеток гастропод существует много вопросов. Не ясна специфика отдельных ганглиев центральной нервной системы по проявлению полиплоидии нейронов. Малочисленны и противоречивы данные о возрастной динамике полиплоидизации. Достоверные цитологические данные об уровнях плоидности нейронов брюхоногих моллюсков (по содержанию ДНК или числу хромосом) имеются лишь для нескольких видов легочных (родов Helix, Lymnaea, Planorbis и др.) и заднежаберных моллюсков (родов Aplysia, Tritonia); у переднежаберных моллюсков полиплоидные нейроны не обнаружены (Gillette, 1991; Анисимов, 1999а). Практически не изучены механизмы умножения геномов в нейронах. Высказано предположение о скрытой политенности хромосом этих клеток (Бродский, Урываева, 1981; D'Amato, 1989), но оно не имеет пока реальных оснований. Решение вопроса о механизмах эндорепродукции нейронов требует чёткого видения возрастной динамики роста и дифференцировки полиплоидизирующихся клеток, поскольку в ряде случаев возможна морфологическая имитация эндомитозов интерфазными хромоцентрическими ядрами вне эндоцикла, в том числе ядрами с высокой транскрипционной активностью (см.: Анисимов, 1999а). Нет также общего понимания функциональных аспектов полиплоидии нейронов, причин и биологического смысла этого явления у гастропод.

Цели и задачи работы

Основная цель работы состояла в выявлении онтогенетических и филогенетических закономерностей возникновения соматической полиплоидии в центральной нервной системе легочных брюхоногих моллюсков (Gastropoda, Pulmonata), а также в установлении возможной роли полиплоидии в нейрогенезах гастропод.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи: 1) изучить строение центральной нервной системы янтарки Succinea lauta; 2) определить морфологические характеристики и степень плоидности нервных клеток разных ганглиев; 3) выявить онтогенетические изменения классов плоидности ядер у разных возрастных групп янтарок; 4) изучить возрастную динамику синтеза ДНК в ядрах нейронов янтарки и оценить изменения ростовых потенций нейронов при изменении условий обитания; 5) установить механизмы умножения генома в нервных клетках янтарки; 6) определить уровни плоидности в нейронах ЦНС у представителей разных видов легочных брюхоногих моллюсков; 7) с учетом собственных и литературных данных выявить филогенетический аспект распространения полиплоидии в ЦНС представителей разных классов гастропод (переднежаберные, заднежаберные, легочные) и объяснить роль соматической полиплоидии в эволюционных перестройках класса Gastropoda.

Научная новизна

Впервые методом цитофотометрии ДНК определены уровни плоидности и установлена специфичность распределения полиплоидных нейронов в центральной нервной системе у 13 видов из 6 семейств 2 отрядов подкласса легочных брюхоногих моллюсков. Установлено, что полиплоидизация от 4с до максимальных видоспецифичных уровней плоидности, достигающих тысяч гаплоидных единиц, является нормальным способом роста нервных клеток легочных гастропод; экстремальные значения ДНК закономерно регистрируются в висцеральном комплексе ганглиев.

У улитки янтарки {Succinea lauta) изучена возрастная динамика содержания ДНК и включения 3Н-тимидина в нейронах ЦНС. Показана закономерная полиплоидизация нейронов в течение постнатального онтогенеза при общем снижении темпов их роста у половозрелых и стареющих особей. Установлены также механизмы полиплоидизации нейронов. При изучении на давленых препаратах структуры хроматина и хромосом в норме и в условиях летней спячки, с использованием методов тимидиновой авторадиографии и цитофотометрии ДНК, выявлен эндомитоз как реальный механизм полиплоидизации нейронов, в том числе самых крупных (гигантских); исключена возможность скрытой политенизации хромосом в ЦНС янтарки. Показано, что переход от митоза к эндомитозу осуществляется после одного-двух циклов полиплоидизирующего (реституционного) митоза.

Теоретическое и практическое значение работы

Выяснены цитологические механизмы роста, онтогенетическая динамика и филогенетические закономерности возникновения гигантских нейронов ЦНС легочных брюхоногих моллюсков. Решение этих задач вносит существенный вклад в понимание проблемы соматической полиплоидии, в объяснение механизмов, причин и биологического смысла этого цитологического феномена.

Фактические результаты работы, а также сформулированные филогенетические закономерности могут быть включены в университетские курсы и учебные пособия по цитологии, гистологии, биологии развития, зоологии и др. Закономерность проявления соматической полиплоидии в ЦНС эвтиневральных форм, т.е. у видов линии Opisthobranchia-Pulmonata, может служить дополнительным критерием в решении спорных вопросов филогении и систематики гастропод. Отработанная методика введения и регистрации включения радиоактивного предшественника синтеза ДНК 3Н-тимидина обеспечивает адекватную оценку ростовых потенций нейронов в ЦНС моллюсков, что может быль использовано в дальнейших научных исследованиях, при изготовлении учебных препаратов, и при патогистологическом анализе. Результаты работы уже используются в лекциях по цитологии и гистологии, а также на лабораторных занятиях по курсам цитофотометрии и авторадиографии (разделы большого практикума) для студентов-цитологов ДВГУ.

Апробация работы

Основные результаты были представлены на IV(XIII) Малакологическом совещании (С.-Петербург, 1998), на Всероссийском совещании по изучению моллюсков Дальнего Востока России (Владивосток,

1998), на Международном симпозиуме по изучению Восточно-Азиатских маргинальных морей (Фукуока, Япония, 1999), на II Региональной конференции по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии студентов, аспирантов и молодых ученых (Владивосток,

1999), на VI Восточно-Европейской международной конференции по нейробиологии беспозвоночных (Москва-Пущино, 2000), на Всероссийском симпозиуме "Клеточная биология на пороге 21 века" (Санкт-Петербург,

2000), на Конференции научно-образовательного центра (НОЦ) ДВГУ (Владивосток, 2002).

Основные положения, выносимые на защиту

2. Полиплоидизация и рост нейронов не прекращаются на протяжении всего постнатального развития янтарки, хотя темпы полиплоидизации постепенно снижаются у половозрелых и стареющих животных. Механизмом полиплоидизации выступает эндомитоз. Переход от обычного митоза к эндомитозу идет через полиплоидизирующий (реституционный) митоз. 3. Полиплоидизация является нормальным способом роста нервных клеток всех исследованных легочных гастропод, причем у всех видов максимальные видоспецифичные уровни плоидности нейронов характерны для висцерального комплекса ганглиев.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ, из которых 3 журнальные статьи и 8 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы, который включает 155 наименований (из них - 98 иностранных авторов). Диссертация проиллюстрирована 31 рисунком и 5 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Гистология, цитология, клеточная биология", Кирсанова, Ирина Александровна

выводы

2. Ганглии нервного кольца янтарки различаются по степени проявления полиплоидии нейронов. Церебральные ганглии содержат наибольшее количество мелких нейронов плоидностью 8с-16с, в педальных ганглиях преобладают нейроны средних классов 32с-128с, а в висцеральном комплексе ганглиев - крупные и гигантские нейроны классов 256с и выше.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кирсанова, Ирина Александровна, Владивосток

1. Анисимов А.П. Динамика полиплоидизации клеток в гистогенезе белковой и предстательной желез улитки янтарки // Цитология. 1986. Т. 28, № 3. С. 318-330.

2. Анисимов А.П. Клеточное размножение и соматическая полиплоидия в тканях брюхоногих моллюсков: обзор. VII. Соматическая полиплоидия как морфогенетический фактор // Цитология. 1999в. Т. 41, № 1. С. 3239.

3. Анисимов А.П. Простой способ получения постоянных давленых препаратов с использованием целлофана// Цитология. 1992. Т. 34, № 11/12. С. 110112.

4. Анисимов А.П. Соматическая полиплоидия в гистогенезах брюхоногихмоллюсков// Автореф. . докт. дис. СПб., 1999г. 54 с. Анисимов А.П. Соматическая полиплоидия в индивидуальном иисторическом развитии организмов // Цитология. 1986. Т.28, № 10. С.1125.

5. Безручко С.М. Обмен нуклеиновых кислот и белков в клетках изолированной нервной системы тритонии в норме и при возбуждении // Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1973.

6. Беклемишев В.Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных // М.: Наука, 1964. Т.2. 446с.

7. Белое JI.H., Коган М.Е., Леонтьева Т.А., Костырев О.А., Целлариус Ю.П. Получение изолированных клеток методом щелочной дезагрегации фиксированных формалином тканей // Цитология. 1975. Т. 17, № 15. С. 1332-1338.

8. Богатое В.В., Затравкин М.Н. Gastropoda пресных и солоноватых вод Дальнего Востока СССР // Моллюски. Результаты и перспективы их исследований. Вып. 8. Д.: Наука, 1987. С. 196 200.

9. Бродский В.Я. Трофика клетки. М.: Наука, 1966. 355с.

10. Бродский В.Я., Урываева КВ. Клеточная полиплоидия. Пролиферация и дифференцировка. М.: Наука, 1981. 259с.

11. Бродский В.Я., Урываева И.В. Развитие и свойства полиплоидных клеточных популяций в онтогенезе млекопитающих // Онтогенез. 1970. Т. 1,№ 3. С. 229-247.

12. Бродский В.Я., Урываева И.В. Соматическая полиплоидия в развитии тканей // Онтогенез. 1974. Т. 5, № 6. С. 594-605.

13. Вепринцев Б.Н., Крастс И.В., Сахаров Д. А. Нервные клетки голожаберного моллюска Tritonia diomedia Bergh. Биофизика. 1964. Т. 9, № 3. С. 327336.

14. Властов Б.В., Матекин П.В. Класс Брюхоногие // Жизнь животных. М.: Просвещение, 1968. Т. 2. С. 20-91.

15. Волова Г.Н., Голиков А.Н., Кусакин О.Г. Раковинные брюхоногие моллюски залива Петра Великого // Владивосток: Дальневост. книжн. изд-во, 1979. 170с.

16. Воронцов Н.Н. Эволюция пищеварительной системы грызунов (мышеобразные) // Новосибирск: Изд-во новосиб. ун-та, 1967. 240с.

17. Голиков А.Н., Старобогатов Я.И. Вопросы филогении и системы переднежаберных брюхоногих моллюсков // Систематика и фауна брюхоногих, двустворчатых и головоногих моллюсков // Труды зоол. института АН СССР. Л.: Наука, 1988. Т. 187. С. 4-77.

18. Грачева Н.Д., Лыкова Г.С., Фунштейн Л.В., Щербань Э.И. Пособие по гистоавторадиографии. JL: ЦНИИМР, 1960. 51с.

19. Догель В.А. Зоология беспозвоночных // М.: Высшая школа. 1981. 606с.

20. Догель В.А. Олигомеризация гомологичных органов как один из главных путей эволюции животных // JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1954. 397с.

21. Епифанова О.И., Терских В.В., Захаров А. Ф. Радиоавтография//М. Высшая школа, 1977. 245с.

22. Жинкин Л.Н. Эндомитоз и соматическая полиплоидия у млекопитающих // Архив анат., гистол. и эмбриол. 1962. Т. 42, № 1. С. 3-21.

23. Заварзин А.А. Основы частной цитологии и сравнительной гистологии многоклеточных животных // Л.: Наука, 1976. 411с.

24. Зыбина Е.В. Структура политенных хромосом в трофобласте млекопитающих // Цитология. 1977. Т. 19, № 4. С. 327-337.

25. Зыбина Е.В. Цитология трофобласта// Л.: Наука, 1986. 192с.

26. Зюмченко Н.Е., Анисимов А.П. Эволюционные закономерности соматической полиплоидии в слюнных железах брюхоногих моллюсков IV. Подкласс Pectinibranchia: отряды Hamiglossa и Toxoglossa (Neogastropoda) // Цитология, 2002. Т. 44, № 5. С. 431-440.

27. Иванов А.В., Полянский Ю.И., Стрелков А.А. Большой практикум по зоологии беспозвоночных // М.: Высшая школа, 1985. Т. 3. 390с.

28. Иванова-Казас О.М. Эволюционная эмбриология животных // СПб.: Наука, 1995.565 с.

29. Кикнадзе И.И, Бахтадзе Г.И., Истомина А.Г. Авторадиографическое и цитофотометрическое исследование редупликации ДНК в эндомитотических клетках Schistocerca gragaria И Цитология. 1975. Т. 17, №5. С. 509-517.

30. Кикнадзе И.И., Истомина А.Г. Сравнительное изучение эндомитоза у нескольких видов саранчовых // Цитология. 1972. Т. 14, №12. С. 15191528.

31. Лакин Г. Ф. Биометрия. Учебное пособие для университетов и педагогических институтов // М.: Высшая школа, 1973. 343с.

32. Манохина М С. Цитохимическое исследование гигантских нейронов Tritonia diomedia Bergh. 1. Нуклеиновые кислоты, белки, полисахариды и липиды // Архив анат., гистол. и эмбриол. 1966. Т. 50, № 5. С. 93-101.

33. Манукян Л. А. Возрастные изменения количества ДНК в нервных клетках церебрального ганглия улитки // Цитология. 1969. Т.11, №9. С. 11761180.

34. Миничев Ю.С. Происхождение нервного аппарата моллюсков // V всесоюзное совещание по изучению моллюсков. JL: Наука, 1975. С. 1518.

35. Миничев Ю.С., Старобогатов Я.И. К построению системы эвтиневральных брюхоногих моллюсков // V всесоюзное совещание по изучению моллюсков. Л.: Наука, 1975. С. 8-11.

36. Миничев Ю.С., Старобогатов Я.И. Проблема торсионного процесса и промофологические перестройки у личинок трохофорных животных И Зоол. журн. 1972. Т. 51, № ю. С. 1437-1449.

37. Мэзия Д. Митоз и физиология клеточного деления // М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963. 491с.

38. Петелина Е.В., Харазова АД. Исследование синтеза ДНК в нервных клетках моллюсков Coryphella rufibranchialis разного возраста // Цитология. 1989. Т. 31, № 4. С. 495-499.

39. Сахаров Д.А. Функциональная организация гигантских нейронов моллюсков. Усп. совр. биол. 1965. Т. 60, №3 (6). С. 365-383.

40. Сахаров ДА., Боровягин В.Л., Вепринцев Б.Н. Исследование ядерной мембраны в нервных клетках И В кн.: Протоплазматические мембраны и их функциональная роль. Киев: Наук. Думка, 1965. С. 13-21.

41. Северцов А. С. Критерии и условия возникновения ароморфной организации // Эволюция и биоценотические кризисы. М.: Наука, 1987. С 64-76.

42. Северцов А. С. Направленность эволюции //М.: Изд-во МГУ, 1990. 272с.

43. ШепердГ. Нейробиология//М. Мир, 1987. Т. 2. 368с.

44. Шилейко А.А. Наземные моллюски надсемейства Helicoidea // Фауна СССР. Моллюски. (Под ред. А.А. Стрелкова). Д.: Наука, 1978. Т. 3, Вып. 6. 384с.

45. Barlow L.A. Patterns of neurogenesis during metamorphosis of the red abalone // Amer. Zool. 1992. Vol. 32. P. 122A.

46. Barlow L.A., Truman J. W. Patterns serotonin and SCP immunoreactivity during metamorphosis of nervous system of the red abalone, Haliotis rufescens II Neurobiol. 1992. Vol. 23, P. 829-844.

47. Barlow P.W. Endopolyploidy: towards an understanding of its biological significance // Acta Biotheoretica. 1978. Vol. 27, № 1/2. P. 1-18.

48. Barnes R.D., Harrison F. W. Introduction to the Mollusca // Microscopic anatomy of invertebrates. New York: Wiley-Liss. 1994. Vol. 5, P. 1-12.

49. Bayraktarogly E., Whittle A., Jolding D. Neurosecretory cells with 'synaptoid perikarya' in Helix and definitive of secretory release from the somata of endocrine neurons // Tissue and Cell. 1988. Vol. 20, Iss. 2. P. 239-248.

50. Berry M.S., Pentreath V.W. Properties of a symmetric pair of serotonin -containing neurones in cerebral ganglia of Planorbis II Exp. Biol. 1976. Vol. 80, P. 119-135.

51. Bickell L.R., Kempf S.C. Larval and metamorphic morphogenesis in the nudibranch Melibe leonina (Mollusca: Opisthobranchia) // Biol. Bull. 1983. Vol. 165, P. 119-138.

52. Biggellaar Van Den J.A.M. The significance of the early cleavage pattern for the reconstruction of the Gastropod phylogeny // Origin and evolutionary radiation of the Mollusca. Ed. By Taylor. 1996. P. 155-160.

53. Blackshaw S.E., Dorset D.A. Behavioural correlates of activity in the giant cerebral neurons of Archidoris II Proc. R. Soc. Lond. (Biol.) 1976. Vol. 192, P. 393-419.

54. Blackshaw S.E., Dorsett D.A. Behavioral correlates of activity in the giant cerebral neurons of Archidoris Proc. Lond // Exp. Biol. 1976. Vol. 80, P. 119-135.

55. Boer H. H., Groot C., De Jong-Brink M., Cornelisse C. J. Polyploidy in the freshwater snail Lymnaea stagnalis (Gastropoda, Pulmonata). A cytophotometric analysis of the DNA in neurons and some other cell types. Neth. J. Zool. 1977. Vol. 27, P. 245-252.

56. Boer H. H. A cytological and cytochemical study of neurosecretory cells in basommatophora, with particular reference to Lymnaea stagnalis L // Arch. Neerl. de Zool. 1965. Vol. 16, P. 313-386.

57. Buchholz R. Bemerkungen uber den histologicshen Bau des Zentralnervensystems der Susswassermollusken // Arch. Anat. Physiol. LPZ. 1863. P. 234-264.

58. Bulloch A.G.M., Ridgway R.L. Comparative aspects of gastropod neurobiology // In: The Nervous System of Invertebrates: An Evolutionary and Comparative Approach. Birkhauser Verlag Basel / Switzland. 1995. P. 89113.

59. Bulloch A.G.M. Development and plasticity of the molluscan nervous system // The Mollusca. Neurobiology and behavior, part 1. Orlando: Acad. Press. 8, 1985. P. 335-410.

60. Bullock Т. H., Horridge G. A. Structure and function in the nervous system of invertebrates. San Francisco: W. H. Freeman Press. 1965. Vol. 2. 598 p.

61. Chase R., Tolloczko B. Evidence for differential DNA endoreplication during the development of molluscan brain // Neurobiol. 1987. Vol. 18, P. 395-406.

62. Cobs J.S., Pinsker H.M. In vivo responses of paired giant mechanoreceptor neurons in Aplysia abdominal ganglion // Neurobiol. 1979. Vol. 9, P. 121141.

63. Coggeshall R. E. A light and electron microscope study of abdominal ganglion of Aplysia californica // Neurophysiol. 1967. Vol. 52, P. 129-203.

64. Coggeshall R. E., Yaksta B. A., Swartz F. J. A cytophotometric analysis of the DNA in the nucleus of the giant cell, R-2, in Aplysia II Chromosoma. 1970. Vol. 32, P. 205-212.

65. Cook H. Morphology and histology of the central nervous system of Succinea putris. Arch. Neerl. Zool. 1966. Vol. 17, Iss.l. P. 1-72.

66. Cowden R.R. Cytological and cytochemical examination of the neuronal nuclei of the central nervous system of pulmonate Gastropods and some other mollusks // Trans. Amer. Microsc. Soc. 1972. Vol. 91, P. 130-143.

67. Croll R.P., Chiasson B.J. Postembryonic development of serotoninlike immunoreactivity in the central nervous system of the snail Lymnaea stagnalis И Сотр. Neurol. 1989. Vol. 230, P. 122-142.

68. Sci. Glasgow. Sect. D. 1928. P. 77-98. Garstang W. Larval forms and other zoological verses // Oxford, 1951. 76p.

69. Geitler L. Endomitose und endomitotische Polyploidisierung // Protoplasmatologia. 1953. Vol. 6/c, P. 1-89.

70. Geitler L. Uber den Bau des Ruhekerns mit besonderer Berucksichtigung der Heteropteren und Dipteren // Biol. Zbl. 1939. Vol. 58, P. 152-179.

71. Gillette R. On the significance of neuronal giantism in gastropod // Biol. Bull. 1991.Vol. 180. P. 234-240.

72. Gillette R., Gillette M. U., Davis. Action potential broadening and endogenously sustained bursting are substrates of command ability in a feeding neuron of Pleurobranchaea // Neurophysiol. 1980. Vol. 43, P. 669-685.

73. Gillette R., Davis W.J. The role of metacerebral giant neurone in the feeding behavior of Pleurobranchaea // Сотр. Physiol. 1977. Vol. 110, P. 129-159.

74. Gomot P., GomotL., Marchand C.-R., Colard C. Extirpation and transplantation of the brain of the snail Helix aspersa: A study of the survival of the animal and the implant//Can.: Zool. 1990. Vol. 68, P. 1505-1512.

75. Graft G., Larkins B.A. Endoreduplication in maize endosperm involvement of M-phase promoting factor inhibition and inducting of S-phase related kinases // Science. 1995. Vol. 269, P 1262-1264.

76. Gu X.F., Allain A., Li L., Cramer E. M., Tenza D., Caen J.P., Han Z.C. Expression of cyclin В in megakaryocytes and cell of other hematopoietic lineages// C. R. Acad. Sci. Ser. III. 1993. Vol. 316, P. 1438-1445.

77. Haszprunar G. On the origin and evolution of major gastropod groups, with special reference to the Streptoneura // Moll. Stud. 1988. Vol. 54, № 4. P. 367-441.

78. Haszprunar G. The Mollusca: coelomate turbellarians or mesenchymate annelids? // Origin and evolutionary radiation of the Mollusca. Ed. by Taylor. 1996. P. 1-28.

79. Hattori N., Davies T.C., AnsonCartwright L., Cross J.C. Periodic expression of the cycl in-dependent kinase inhibitor p57 (Kip2) in trophoblast giant cells defines a G2-like gap phase of the endocycle // Mol. Biol. 2000. Vol.11, № 3. P. 1037-1045.

80. Heitz E. Kleinere Beitrage zur Zellenlehre: II und III. Uber die Riesenkerne der Achnecken und Asseln. Der Bau des Spermienkopfes von Goniodiscus rotundatus II Rev. Suisse de Zool. (Geneva). 1944. Bd. 51, P. 402-409.

81. Hickmott P.W., Carew T.J. An autoradiographic analysis of neurogenesis in juvenile Aplysia califomica //Neurobiol. 1991. Vol. 22, P. 313-326.

82. Hughes G.M., Taus L. An electrophysiological study of the anatomical relations of two giant nerve cells in Aplysia depilans II Exp. Biol. 1963. Vol. 40, P. 469-486.

83. Hyman L. H. The invertebrates // Volume VI. Mollusca I. McGraw-Hill. London, 1967.792 р.

84. Jagersten G. Evolution of metazoan life cycle // London; New-York, 1972. 282p.

85. Jacob M.H. Neurogenesis in Aplysia califomica resembles nervous system formation invertebrates// Neurosci. 1984. Vol. 4, P. 1225-1239.

86. Jensen К R. The Diaphanidae as a possible sister group of the Sacoglossa (Gastropoda, Opisthobranchia) // Origin and evolutionary radiation of the Mollusca. Ed. By Taylor. 1996. P. 231-247.

87. Kandel E.R. Behavioral Biology of Aplysia II An Introduction to Behavioral Neurobiology. Ed. by W.H. Freeman and Co. San-Francisco. 1979. 111-132p.

88. Kiknadze I. I., Istomina A. G. Endomitosis in grasshoppers. I. Nuclear morphology and synthesis of DNA and RNA in the endopolyploid cells of the inner parietal layer of the testicular follicle // Eur.: Cell Biol. 1980. Vol. 21, P. 122-133.

89. Krause E. Untersuchungen uber die Neurosekretion in Schlundring von Helix pomatia II Zellforsch. 1960. Bd. 51, S. 748-776.

90. Kuhlmann D. Bestimmung des DNS-Gehaltes in Zellkernen des Nervergewebes von Helix pomatia L. und Planorbarius corneus L. (Stylommatophora und Basommatophora, Gastropoda). Experientia. 1969. Vol. 25, P. 848-849.

91. Mamkaev Y. V., Kotikova E.A. On the morphological characters of nervous system in Acoela (in Russian with English summary) // Zool. zhurn. 1972. Vol. 51, P. 477-489.

92. Manfredi Romanini M.G., Fraschini A., Bernocci G. DNA content and nuclear area in the neurons of the cerebral ganglion in Helix pomatia И Ann. Histhohim. 1972. Vol. 18, P. 49-58.

93. Marois R., Carew T.J. The gastropod nervous system in metamorphosis // Сотр. Neurol. 1990. Vol. 21, P. 1053-1071.

94. Marois R., Croll R.P. Development of serotonin-like immunoreactivity in the embryonic nervous system of the snail Lymnaea stagnalis II Сотр. Neurol. 1992. Vol. 322, P. 255-265.

95. Martins A.M.F. Relationships within the Ellobiidae // Origin and evolutionary radiation of the Mollusca. Ed. By Taylor. 1996. P. 285-294.

96. Mellon DeF., Wilson J.A., Philips C.E. Modification of motor neuron size position in the central nervous system of adult snapping shrimps // Brain Rec. 1981. Vol. 223, P. 134-140.

97. Mittenthal J.E., Wine J.J. Segmental homology and variation in flexor motoneurons of the crayfish abdomen // Сотр. Neurol. 1978. Vol. 177, P. 311-334.

98. Moffet S. B. Neural regeneration in gastropod mollusks // Progress in Neurobiology. 1995. Vol. 46, P. 289-330.

99. Munoz D.P., Pawson P.A., Chase R. Symmetrical giant neurones in asymmetrical ganglia: implications for evolution of the nervous system in pulmonate molluscs//J. exp. Biol. 1983. Vol. 107, P. 147-161.

100. Naef A. Studien zur generellen Morphologie der Mollusken // Ergebn. Fortsch. Zool. 1913. Bd.3, S. 329-462.

101. Nagl W. Cdc2-kinases, cyclin, and the switch from proliferation to polyploidization // Protoplasma. 1995. Vol. 188, P. 143-150.

102. Nagl W. Endopolyploidy and polyteny in differentiation and evolution // Amsterdam. Norts-holand. 1978. 283 p.

103. Page L.R. New interpretation of nudibranch central nervous system based on ultrasructural analysis of neurodevelopment in Melibe leonina. II. Cerebral and visceral loop ganglia // Biol. Bull. 1992a. Vol. 182, P. 348-365.

104. Page L.R. New interpretation of nudibranch central nervous system based on ultrasructural analysis of neurodevelopment in Melibe leonina. II. Pedal, pleural and labial ganglia // Biol. Bull. 1992b. Vol. 182, P. 366-381.

105. Quattrini D. Osservazioni su un passaggio di ribonucleoproteine dal citoplasma al nucleo e su un gruppo di neuroni secerneti nel sistema nervose centrale die molluschi gasteropodi // Caryologia. 1960. Vol. 13, P. 444-468.

106. Ratte S., Chase R. Synapse distribution of olfactory interneurons in the procerebrum of the snail Helix aspersa II Сотр. Neurol. 2000. Vol. 417, Iss. 3. P. 366-384.

107. Rayport S.G., Ambron R.T., Babiarz J. Identified cholinergic neurons R2 and LP 11 control mucus release in Aplysia I I Neurophysiol. 1983. Vol. 49, P. 864-876.

108. Reisinger E. Die Evolution des Orthogons der Spiralen und Archicolomatenproblem // Zeisch. Zool. Sys. Evol. 1972. Bd.10, S. 1-43.

109. Richardson H.E., Okeefe L. V., Reed S., Stain R. Drosophila Gl-spesific cyclin E homolog exhibits different modes of expression during embryogenesis // Development. 1993. Vol. 119, P. 673-690.

110. Ridgway R. Alcian Blue Alcian Yellow mapping of neurosecretory cells in the central nervous system of the salt marsh pulmonate snail Melampus bidentatus И Сотр. Biochem. Physiol. 1987. Vol. 2, P. 295-303.

111. Rieger R.M., Tyler S., Smith J.P.S., Rieger G.E. Platyhelminthes: Turbellaria // In Microscopic anatomy of invertebrates, 3: Platygelminthes and Nemertina. New-York, 1991. P. 7-140.

112. Salvini-Plawen L. Zur Morphologie und Philogenie der Mollusken // Ztschr. Wiss. Zool. 1972. Bd. 184, S. 205-394.

113. Salvini-Plawen L., Steiner G. Synapomorphies and plesiomorphies in higher classification of Mollusca // Origin and evolutionary radiation of the Mollusca. Ed. By Taylor. 1996. P. 29-51.

114. Schloot W. Postembryogenese des schlundrings von Helix pomatia L. (Gastropoda) unter berucksichtigung der sekretion der nervenzellen // Zellforsch. 1965. Vol. 67, P. 406-426.

115. Schreiber M., Schreiber G. Researches on quantitative cytology. The somatic ploidy in gland tissues of Gastropods // Revista di Biologia. 1964. Vol. 57, № 4. P. 285-300.

116. Senseman D., Galperin A. Comparative aspects of the morphology and physiology of a single identifiable neurone in Helix aspersa, Limax maximus, and Ariolimax californica I I Malacol. Rev. 1973. Vol. 7, P. 51-52.

117. Sun Y.J., Flannigan B.A., Setter T.L. Regulation of endoreduplication in maize {Zea mays L.) endosperm. Isolation of a novel В1-type cyclin and its quantitative analysis. // Plant. Mol. Biol. 1999. Vol. 41, № 2. P. 245-258.

118. Swift H. Quantitative aspects of nuclear nucleoproteins // Int. Rev. Cytol. 1953. Vol. 2, P. 1-76.

119. Tanczos J., Tanczos J. Morphologiai es hisztokemiai vizsgalatok a Helix pomatia belcsatorna falaban elhelyezkedo edigsejteken // Gyula tanarkepzo foisk. 1977. № 2. P. 68-73.

120. Therman E., Sarto G.E., Stubblefield P.A. Endomitosis: a reappraisal // Hum. Genet. 1983. Vol. 63, № 1. p. 13-18.

121. Traas J., Hulskamp M., Gendreau E., Hofte H. Endoreduplication and development: rule without dividing? // Curr. Opin. Plant. Biol. 1998. Vol. 1, № 6. P. 498-503.

122. Ulrich W Vorschlage zur Revision der Grobeinteilung des Tierreiches // Zool.

123. Wilhide C.C., Vandang C., Dipersio J., Kenedy A.A., Bray P.F. Overexpression of cyclin D1 in the Dami megakaryocyte cell line causes growth arrest // Blood. 1995. Vol. 86, P 294-304.

Информация о работе

Кирсанова, Ирина Александровна
кандидата биологических наук
Владивосток, 2003
ВАК 03.00.25

Диссертация

Соматическая полиплоидия в центральной нервной системе легочных брюхоногих моллюсков - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы