Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Тонкое строение "многожгутиковой амебы" Pelonyxa palustris Creeff, 1874 и ее возможное положение в системе протиотов

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Тонкое строение "многожгутиковой амебы" Pelonyxa palustris Creeff, 1874 и ее возможное положение в системе протиотов"

ШШНГРАИСКИИ 0РШ1А ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 576.31:593.121

ТОНКОЕ СТРОИМЕ "МНОГОЖГУТИХОВОЙ АНЕШ" РБШМУХА РАШЗТШ СШЭТ', 1В74 И ЕЕ ВОЗМОЖНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ НРОТИСТОВ

Специальность - 03.00.08 - зоология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

ГУДКОВ Андрей Сладинироиич

Ленинград - 1&Э1

Работа выполнена в лаборатории зоопогин беспозвоночных Биологического научно-исследовательского 1шститута Ленкнграл-ского государственного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор П.Н.Серавии

Официальные оплоненты: доктор биологических наук Я. И.Старобогатоа кандидат биологически* наук А. П. Мыльников

Ведпяее учреждение: Институт цитологии АН СССР

Защита диссертации состоится ".. .vfí'W.,. 199! Г. в часов на засепании специализировшшого ссшеть

К. 063.57. И по присуждению ученой степеии кандидата биологических наук в Ленин!-раяском государственном университете.

Ллрос: 199034, Ленинград, Университетская Наб., 7/0 ЛГУ, бнолого-почвенный факультет« ауд. 133

С диссертацией можно познакомиться з научной библиотеке им. Л. 11. Горького Лгнлш-радсксго государственного утшарЫТета

Автор^ер-зт разослан Sf^i^riC . 1891 Г.

УчвныА секретарь специализированного совета кандидат биологических Наук

В. А.Лухтанов

щнмися на клеточном уровне организации, занимают особое положение в ннре живого, а их изучение - неотъемлемая и важная часть биологии. Целый ряд Фундаментальных проблем, связанных с построением общей системы эукариот, целиком или частично по.Фгны решаться на простерших. Одна из таких проблем - воссоздание облика перьичных гукариот. Поскольку сами они не сохранились по Hann« дней, сформировать научное представление о них нож но только на осноне тпа-тольного изучения строения и функшй самых примитивных эукарио'г-ных организмов, существующих ныне, то есть, в первую очередь низших простейших. Одним йэ существенных инструментов такого изучения является метод электронной микроскопии.

йск/ючительное значение в контексте проблемы происхождения эу-карног имеет пресноводный многоядерный амебоппныя организм Pelo-myxa palustris. обнтагации в сапропеле в условиях дефттита кислорода. На основании npt них электроьно-микроскопнчесюга исследований ( Daniels et al.., 1966: D?nlela, Breyer, I9G7: Andreren et al., 1968; Whatley, 1976 и др. ) было сделано эак/ючение, что пеломикса лишена агшар ги Гольдам, энлоплэз>гап<чзского ретн-ку/юна, митохондрий, мккротелеи, нейтриолей. ИОЙТоэ и митоза, то есть, она представляет собой очень примитивный организм, ¡гуэой реликт, близкий по своей организации к п[)еаковыч формам современных протистов (Boveo, Jahn, 1973; Margulla, Ш?' Whatley, Whatley, 1980: Cavaller-Smlth, 1589Формальным поводом относить Р. palustris к числу эукариэт считалось лиши наличие у нее ядерной оболочки с порогыми комплексами. Поэтому пеломикса была выделена э отдельный тип OryobJaatea Margulls. 1.974.

Таким образом, учение ультраструктуры Р.palustris н поиск возможного положения этого организма в системе низчшх зукариот затрагивает иегалч ряд принципиальных обиебиологических проблем.

Цель исследования: изучить тонкое строение Pelomvxa pal'istrls и охарактериэсрать его в сравнительном плане пля выяснения истш-ной прчродо этого организма.

Задачи работы:

I. Попа«; н огргботка м?тосик, поотоляпщнх в наибольшей степ?ни

сохранлть натнвную организации тела Р.ра1изгг1а лля электрон-н>-ннк(хх-.ьйПИмеского исследования, '¿. Изучение и описание тонкого строения Р.ра11к1па, а тьме поиск структур, ранее считавшихся отсутствуюадии у этого организма.

Проверка оушестиунадих подставлении о примитивности клеточной оргьшгаации Р. ра1из1х1Н. •1. Ревизия положения р. ра1из1г1в в системе > пеших эукариот.

Научная новизна. Впервые подготовку Р. ра1из1гш шш изучения

ее тонкого строения пронзиилили с учетом того, что она является инкроаэробпьм организмом. Ш<я электронно-микроскопической фиксации исгю/п»зоБаш особей, не подвергавшихся длительному воздействии кислорода и назтдиалнхея и процессе глоего нормального амебоидного дршеняя, что дало возможность оохргушгь штинную форму и ■структурную организация тела Р. ра1из1гш. Это позволило впервые обнаруаигь у пел .¡иксы тельца Гольдчи и ШМТы, а такте получить прями« доказател :тва присутствия настоящих жгутиков. Кроне того, установлено, что у нее имеется значительно развитьи гладкий энет-плддаатннескни ретику|Мг1. . Впервые найдены особые электронно-плопгые ннкреканаиыы, лршммэкмме участие в сегрегации н транспортировке внутриклеточной воды На основании поиучешшх данни* устанавливается новое представление о прадюде этого организма и его положении ы системе протестов.

Ьаучно-практическое значение. Получение« в настоящей работе данньм по ультраструктуре Ре1о<г.уха ра1из4г1е прадставлдат шгерес с точки зрения сравнительной морфологии, систематики и эшлоши . протистоы. Они яьляагся определенный вкладом и ргиение таких вопросов, как происхигдгние эукзриот и филогенетические взаимоотношения меашу крупными таксонами протестов.

• Результаты исследования могут быть исг.оаьзовани в курсах лекций по зоологии беспозвоночных н специальных курсах по протистологии для студентов бионогичэскю; специаиьностей ВУЗов.

Апробащ<я работы и публикации. Натерианы днссертаикл были дона 4-м съезде Бсбсаозногс общества протоэсояогов (Пенни-град, 1М7 г. ) и 2-м Всесоюзном симпозиуме прогозоологов "Окопо-гяя норскнх и пресноводнкх простейших" (Борок, 1Б0Э г. ). Апробация диссертации состоялась на совместной заседании уаа>адры эооло-

гни беспозвоночных и лаборатория зоологии беспоаооиочшлх к кариологии БиИИИ ЛГУ 10 апреля Ш90 г.

По материален диссертации опубликовано ? работ.

Структура и обьен диссертации. Диссертация состоит из ппеле-нин. обзора литературы, описания материала ч нетодеп, результатов исследования. обсуждения. заключения л пывопоп. Работа изложена на 107 машинописных страницах и чтюстрирована 51 рисунков. Описок цнтнрованнэч литературы содержит ?0в Наименований (на них !74 ннострзиш« публикации).

ГЛАВА !. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Рассмотрена вся доступная оригинальная мировая mt .ерлтура, посвященная изучении Ре'с.т.уха palustris, начиная с П'рвоописшшЯ (Oreeff. 1874) и кончая последними данными по тонкому строение Н системапгческому полояентгз этого органична.

Р. palustris - ичясщ ifi практически всесветное распространение пресногэодныЯ. ииогоядерный. анебоидный организм, обятаетний в эна-эрсбных iiли ннкроаэрооных услошях. Ргзмеры тела я среднем составляют около 600-800 hrh. по отдельные экземпляры ногут постигать до 4-5 ми в плану, почему пепениксу часто наз'^ваот гигантской амебоя. Она характеризуется шсской степе'ша вакуолизации знпо-ппазпы (оптическм-пустм;. так наалзэемуг структурные вакуоли занимает по 71;'. всего обьема тела) и присутствием облита пик эндо-симбнотических бактерий.

Согласно традиционному представление о природе пеломнксы, она близка к настоящим лобозчыч амебак (или непосредственно принадлежит к их числу) и, следовательно, ее надо относить к саркодоыыц (в составе Rhizopoda). Иное представление о Р.paltiatrls было сформулировано Ма^гелнс (Margtills. 1974) и впоследствии полд-зржа-но многими автошин. Нэ основэгти того, что у пеломлксы но бьити найдены многие ерганеяты и стоуктугы, иматанеся у Ролыпинстаа эу-кариот: аппарат Гилъджн. эпдоплаэчртичееккя ретчкуяюм, митохондрии. никротельца. центрИоли и МОИ Ты. сделано заключение. что Р. palustris представляет собой очень пр!<нитквныя органигч, близкий по своей организации к прекховым формам современных протнетов. В свя;и с этим Р. palustris была выделена в самостоятельный тип Ca-

ryOblci'ötiäd.-

i'ilA&A 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОПЫ. ИССЛЕДОВАНИЯ f ülonyxa palustris собирали в различных водоемах Ленинграцской ¿'tinас ги весшп, летом и осенью н течение 10Ш-1а89гг. Прош брали ux:oitiiii ширскогорлым сосудом (сбьеьом 500 - 800 мл), захватывая достаточное количество ила так. чтобы не обогащать среду кислородом. и сразч доставляли в лабораторий.

Ках известно,' разл. шого рода плотные частицы и гранулы песка, KOTojjue ашчно присутствуют в цитоплазме Р.palustris, мешают изготовлений ультра тонких срезов для изучения поп злектришшн микроскопом ( см.. например: Dameis et al., 1S65; örifiin, 19B3 ). Поэтому до фиксации пелоникс обычно выдерживали и небольшом объеме вода до тох Пир, пока они ич выбросят из сшей цитоплазмы ино-родньш матерная. Поскольку F.palustris япл<ютп яи.фоазробами. за такси период времени в присутствии избытка кислорода они прекращает нормальную двигательную активное! , открепляю гея от субстрата и окру гл><о гея.

В отличие от предыдущих исследований, посвященных изучению тонкого строения Р.palustris, в настоящей работе для алектронно-rfhkpoci'01'ическсп фиксации использовали особей, не подвергавшихся длительному воздействию кислорода, которое может сказывать деструктивное воздействие на эти организмы. Кроме того, принимая во внимание тс, что прекращение движения и округление пеломикс должно быть связано с частич )й разборкой цктоскелета и кодификацией его строения, производили фнксацню тех экземпляре, которые находились в процессе нормального амебоидного движения. Это позволило coxparUiTb нативную Форму и организации тела Р. palustris.

Только что шдеаенные из естественных условия экземпляры Р. palustris отсаживали в микроаквариумы с отфильтрованной прудовой водой. Когда пеломчксы прикреплялись к субстрату и начинали движение, приятная типичную для них моноподнальную форму тела с вы-рзхенным уроидом, часть жидкости быстро удаляли оттяну тон пипетке й и з шжреакоариуны добавляли фиксирующую сиесь следующего со-ст-аю: 4 У. раствор гяютаральпегида, приготовленный на 0.1 М како-пилатюм буфер-е (pH 7,4), содержащий 8 '/■ сахарозы; в качества стазнпялпорл Ksnüpa't и мдеротру? чек негю/иоовапи лоеавку танни-

новоя кислота в концентрации 2 мг/мл. Через 40 мин производили трехкратную промывку (по 5 мин каждая) в 0, I Н какодияатном tiyj>e-ре (pH 7,4). Затем следовала 30-минутная постфиксация простерших 2 %-ным раствором четырехокиси осмия, приготовленным на той буфере. После проводин через спирта пеяомикс зак/мчали а Аралпит.

Готовые блоки резали на чррддунгциеся серии полу- и ультратонких срезов. Применяли ива варианта ориентированной резки. • В первом случае готовили срези, направленные параллельно пропольноЯ оси тела простейшего. Со втором - срезы делали начиная с термкна-льього участка заднего конца поломичсы, ориентируя их перпендикулярно ее продольной оси. В обоих случаях после 6 - 10 полутонких срезоа (толщиной 1.0 нкм), приготовляли серию ультратонких. Данный способ работы позволял не только находить под электронным микроскопом интересуюшне нас структуры (в частности - жгутики) у сохранивших нагипнул форму Р. palustris, но и достаточна точно определять их локализацию относительно различных участков тела простейшего.

Резку блоков производили с помощью ультрамикротома LKB-3.

, Полутонкие срезы окрашивали растворами толуидинового синего, азу-ра II и фуксина основного, посла чего просматривали под световым микроскопом. Ультратонкие срезы контрастировали насьшеннын раствором урания-ацетата и цитратом свинца по Реинольдсу и изучали под электронными микроскопами Hitachi HU—iIE и GI1B-100Л.

ГЛАВЫ 3 и 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Организация иитоскелета Pelomyxa palustris. Обнаружено, что в цитоплазме моноподиальных (движущихся) особей Р.palustris весьма значительное развитие получают как актиновые, так и тубу/шновые структуры, причем их количество и пространственная организация а разных частях тела оказывается неодинаковой.

Микрофиламенты локализуются преимущественно а эктоплазме простейшего. Наибольшее их количество ндешщается в у рои л ной области, тела, где фактически на протяжении всего подповерхностного слоя располагается развитая полигональная мнкрофиламентознэя сеть с участками относительно бопыаея ипн меньшей плотности. Внутри гиалиновых выростов сжтоппазмы уронда ( вилли ) часта присутствуют длинные, продопьно распояояенные пуки нйкрофнпанентов. Отн пуч-

ки, доходя до основания вняли, нередко продолжаются дальше вглубь эктоплазмы простевшего, Здесь же в ряде случаев были найдены сме-шамнь>е пучки, состоящие га идуших параллельно прут другу микрофиламентов и иикротрубочек.

В эктоплазме уроида часто встречаются локальные сгущения ми-крсхЬнламентоп, свидетельствующие о протекании местных сократительных процессов. Сильное сокращение приводит к Формиронанию очень плотных агрегатов., mitwux вил толстых, иногда подковообразно изогнутых пучков, из которых б разные стороны выступают свободные '"хвосты" микрофиламентов.

Значительные скопления микрофиламентов ассоциированы с различного рода внутриклеточными мембранными структурами (такими, как микроканальцы, эндоплазматические (структурные) и пищеварительные вакуоли).

Ннкротрубочки быпи найдены как в эндо-, так и в эктоплазме Р. palustris. В эндоплазне отдельные иикротрубочки располагаются Вдоль узких цигоплззматических тяжей или лежат небольшими разгкэ-эненными группами в "островках" цитоплазмы между эндоплазматичес-кнми вакуолями. Часто они концентрируются вокруг крупных пищеварительных Бакуолей, где могут организовываться в пучки. Сднако значительно более мощный и упорядоченный микротрубочковьй цнто-скелет имеется в кортикальной зоне цитоплазмы, особенно в задней части телз пелониксы. Здесь имеются крупные организованные пучки микротрубочек, располагавшиеся практически параллельно поверхности тела пеломикш, а также сложные переплетения отдельных иикротрубочек.. образующих полигональные сетевндные структуры, занимавшие довольно обширные области подповерхностного слоя цитоплазмы простейшего. Пучки микротрубочек залегают и внутри гиалиновых билли, пронизывая эти отростки в продольном направлении. Значительные скопления микротрубочек (одиночных или организованных в пучки), тагасе как и микрофиламентов, присутствуют в te* участках i .^поверхностного слоя цитоплазмы уронда, где происходит Формирование Ho&ix эндоплазма гических вакуолей.

Присутствие такого мнкротрубочкового иитоскелета совершетю не характерно Для побочных амеб, Опорно-двигательный аппарат которых представлен главным образом кортикальной системой микрофиламентов < Taylor,, Oondí?el lg, 1979: Stockem, Klopocka, 1988), хотя цитопла-

знапиэские микротрубочки и были найдены у ряда представителей этои группы простейших (Bowers; Korn. 196В; Page, 1979, 1980, ÍS81; Presten, 1985; Chrtstiani et al., 1SB3).

В настоящее время можно считать доказанным, что микрофипаменты и микротрубочкн могут игчимопеистваоать друг с другом (Pollard et •al., 19С4). Более того, как было показано в ряде экспериментальных работ (Свиткина, Васильев, 1986; Uyeda, Furuya, 1989), иикро-трубочки оказывают существенное влияние на микрофиламентозные структуры. Из этого следует, что участие микротрубочек в изменении формы клеток и их движении может быть опосредовано через изменения организации актнновой части цитоскелета. Полученные нами данные показывают, что микрехриламенты и микротрубочки в эктоплазме Р. palustris очень часто оказываются «»локализованы прут с другом. В особенности это характерно для тех участков тела, где сложно устроенные микрофиламентозные структуры получают наиболее значительное развитие. Таким образом, есть все основания предполагать, что мнкротрубочко-микрофиламентозные взаимодействия имеют место и играют существенную роль в организации и динамике всего опорно-двигательного аппарата пелокиксы, обеспечивающего перемещение этого организма по субстрату.

Иикротрубочко-организующие структуры и жгутики. В эктоплазме уроида и дистальных участках гиалиновых вилли моноподиальных форм Р.palustris присутствуют необычные электронно-ппотные тельца, ассоциированные с ЦОМТами, которые не были найдены у неподвижных (округленных) особей. От ЦОМТа в определенную сторону отходит фибриллярный пу чек, состоящий из 2-3 сближенных лент микротрубочек (общее число мнкротрубочек в пучке колеблется в пределах от полутора до трех десятков). Электронно-плотные тельца часто локализуются HsnccpsncTseHKo у поверхности теяа пэяскиксы, при зтем ми-кротрубочковый пучек располагается вдоль плазматической мембраны клетки.

Структура этих телец достаточно сильно варьирует даже в пределах одной особи. Тем не менее, реконструкция по многочисленным срезам показыслет, что в основном они представляот собой невысокий цилиндр <0.2-0,3 мкм высотой if приблизительно столько-se в диаметре) с очень толстыми стенкани из мелкограиулярного эпект-Р^нно-гшотного материала и небольшим просветом в центральной ча-

сти. В катрикге стенок "впаяны'' микротрубочки, в расположении которые прослеживается неотчетливая девятнлучевая сниметри '. Проксимальный конзп тельца погружен в облако осмиофиныюга материала, который и представляет' собой ЦОМТ.

Среди представителей голых лобоэных амеб структурированные ци-топпээч:ппческие ЦОМТы (получившие наименование ''uemриолеподоб-нь'е тельца") были найдены лишь у Acanthamoeba и Protacanthamoeba ( Bowers. Korn. t?¡68; tfillaert et al., 1970; Lasman. 1982! Page, 1S81). Однако в действительности их организация совершенно не соответствует ни "классич&скои" структуре иентриолей, ни организации как^й-либо на стадий их Формирования. Напротив, обнаруженные нами у Р. palustris тельиа носят явные следы центриолеподобной структур. Как показывает сравнительно-морфологический анализ, они имеют шрепошенное сходство с организацией ранних процентрн-олеи (прокинетосом), также содержащих большое количество электронно-плотного вещества и плохо упорядоченные одиночные микротоу-еочки (Perkins, 1870: Peterson. Berns. I860). Но, в то же время, тет.ца Р. palustris отпнчяогся отсутствием сколько-нибудь, развитого осиного кожшгкед, яв/стизегося обязательным компонента» псех настоящих пгюцентрнолой (прокннетосом). Такин образом, хотя они и принадлежат к числу цситрнолелодобных образований. но имеют нетипишуч органи.эашю. !1ы подложили называть six субиеитриолями. Истинная природа с.уоьентриолей проявляется в их способности Формировать аксочеиу унгулиподии.

В результате свегооптических й ультраструктурных исследований было установлено, но нл потрхности тела моноподиальных особей Р.palustris присутствуют нгстоякке. хотя н неподаижчые жгутики, наи&мкзо hi lot o'iíicneiuu-e в урпипной области тела простейшего. Часто они horyi располагаться непос[юпст&енно на дистаньных концах гналинопых оиллн. jjHHiia ггутнчон ножет быть различной, но, как правило, че прррьиает 20 т.к. диаметр в средней составляет около 300 нм. Контр ж i илишя система ундулиподий отклоняется от стан-/рртногп микротрубочноэого паттерна (9+2) м имеет варьирующее число фибрилл. V P. palшзtria были найдены жгутики с Формулой строения аксонзны 8+1. 9+0. 8+1, 10+1 И 14+3. Часть периферических дуплетов ии;:|>этру&очек иногда заменяется на емнглпты, могут появится допопнг клыые одиночные микротрубочки иди дуплеты.

V Р. palustris имеет-место постоянное обновление "популяции" жгутиков: происходит формирование Motwx и ретракция, а затем - и резорбиия cTajbix. Начало новым жгутикам дзот субцентриоли, рас-полагаоцкеся непосредственно у поверхности тела простершего. В процессе формировать ундулиподии Фибриллы аксонемы растут от ян-стальных концов никротрубочек, имашмхся С' и, вероятно, возникающих) внутри гранулярного матрикса стенок субцентриоли. Постепенно происходит резорбция осмиофильного материала, который, по всей видимости. представляет собой пул тубулИной, расходующийся в процессе аксонемогенеза. Если израсходован практически весь материал. то на его месте остаются лишь микротрубочки стенок субьентриоли. ставшие как бы составной частно фибрилл аксоне!и. Поэтому кажетя. что я основании зрелых (полиостью сФсониропаиных) игутн-ко 13 отсутствует базальное тело, хотя корешковый пучек никротрубочек сохраняет свое прежнее положение.

Как изнестно, виды, способные к амебоидному даижеНло, независимо возникают в разлнчдаг" < непосредственно не связанных Филогенетически) крупных таксонах жгугнконосцез (Масюк, t981, 1965: Ое-равин,- 1989), У таких организмов помино общего сходства в морфологии клеток, очень часто наблюдается а той или иной стегани ры-раженнэя релукпия жгутикового аппарата. Это обьяснлется у-.рлгоП его функционального значения в связи с переходом к иному (амебоидному) типу клеточной локоноцни. Аналогичная ситуация, по всей видимости, имеет место и в случае Р. palustris. &оомнрордние жгу-* тиков у пеломиксы - спонтанное проявление исходное норФогенетической потенции субцентриолей, роторые есть нн что иное, как сильно яеградироваавие н процессе эволоции хгаетоссны, имеетчэся у предковой Формы Р.palustris - какой-то полижгутиковой маститоК1-ры. обладавгаей но[ ,э .»>imm по ob юными и-у тиками. В настойиее время леломнкса находится на одном из этапов гволоцнонного перехода от жгутикового типа клеточной организации к амебоидному.

Аппарат Гольджи. У моноподиальных (то есть, сохранивших натиа-Нуп организаино тела) особей Р.palustris были обнаружены Тельод Гольдки. Зрелые диктносомн прегставляят собой стопки йэ 4-7 замкнутых, уплаченный, плотно прилежашиХ яруг к другу цисте, ( как правило ейльмо вогнутых со. стороны функционального honoca. Дна-нело этих сЗраэований составляет 0,3-0,7 мкМ. Они продуцируют по

неньшей иере два TJfna везикул, содержащих однородный матрикс средней электронной, плотности и различающихся по своим размерам (около 0,1 мкм и 0,15-2,0 нкм, соответственно). Кроме того, в результате расширения целых цистерн образуются микровакуоли до 0,3 и более нкм в диаметре.

Циктиосоиы являются производными зндоплазнатических вакуолей и щхэло/Ежашт сохранять с нини морфологическую связь в течение всего периода своей функциок"1ьнои активности. .

Вакуолярная система, ее природа и функциональное значение. Он-догшазма Р.ра1ustr1s подразделяется на периферическую и центральную (аксиальную) области, значительно различающиеся по характеру своей организации. Периферическая зона, прилежащая непосредственно к эктоплазме клетки, представляет собой сплошной слой очень близко прилежащих друг к другу "пустых" эндогшазматических (так называемых структурных) вакуолей, в которых, однако иногда можно обнаружить материал очень незначительнаЧ электронной плотности. В центральной области тела сколько-нибудь равномерная вакуолизация отсутствует. Вместо этого здесь появляотся крупные, .неправильных очертаний разветвленные полсх:ти, расположенные между обши-чыми участками сплошной цитоплазны, в которых содержится множество очень мелких вакуолей и везикул, а также ядра и гликогеновые тела.

В процессо покомоцни Р.palustris в области заднего конца тела осуществляется переход ;>г-юплазмы от периферии к центру, сопровождаемой соответствующими изменениями в характере ее организации. При этом вакуоли, находящиеся вблизи от поверхности уронда, по, грул мтся вглубь клетки и объединяотся друг с другом. Обратный переход происходит в непосредственной близости от переднего края тела простейшего: в центральной эндоплазне вновь появляотся дискретные эндоплазматические вакуоли, которые "выбрасываются" вперед аксиальным током и, достигая фронтальной границы эктоплазмы, поворачивают в стороны, располагаясь друг возле друга по краям тела пелокиксы. При непрерывной локомоции Р.palustris эти перехода эндоплазмы, происходящие на передней и задней концах простейшего, протекают с одинаковой скоростью.

Полученные данные показывают, о вакуолярная система пеломик-сы является чрезшчанио пластичным, комплексным, высокоинтегриро-

-It-

ванным транспортно-распределительным аппаратом клетки, который служит также структурной осношй дпя образования тепец Гольлжи. Таким с-бразом. он представляет собой своеобразную форму организации гладкого энпслЛЗЗМ.Этаческого ретикулюма.

Хотя Р.palustris и пресноводный организм, она лишена специализированного комплекса сократительной вакуоли: . его функцию принимает на себя вся вакуоллрная система клетки. Имеющиеся данные позволяет заключить-, что выведение жидкости осуществляется посредством слияния отдельных эндоплазматических вакуолей с плазмалемА мой в передней части тела простейшего..Однако этим не исчерпывается функциональное значение данного процесса. В результате множественных последовательных слияний происходит существенное увеличение площади поверхностной мембраны на переднем конце пеломик-сы, что, соответственно, способствует росту ведущей псевдоподии. Это объясняет тот Факт, что на ведущем крае тепа пеломлксы практически полноетао отсу ютвует гликокаликс (эйлоПлазматические вакуоли не имеют сколько-' «будь развитого налмемеранного комплекта ). а также, почему формирование и начальный рост псевдоподии, образующейся при пеоехолр простершего от неподвижного состояния к перемещений по суострату происходит без изменения диаметра тола округленного организма.

Формирование новых зндоплазмапгческих вакуолей происходит у монопепиальных особей Р.palustris в зоне уроида вблизи от поверхности тела. Здесь обнаружены особые электронно-гчютные никрокпна-льда. Они представляет собой прямые или изогнуть« трубчатые мембранные образования, часто с небольшой термине ггьной везикулой На одном из концов. Диаметр микроканапьцев составляет 40-70 нм, а длина на некоторых срезах достигает 0,5 и более мкм. Мембрана, образуемая стенку к чальцев, характеризуется повьиенной осмиофль-ностыо и в ней, как правило, заякорены концы Многочисленных ни-крофиламентов. В ряде случаев обнаруживается непосредственная сеязь микроканэльцев с плазматической иембранбй клетки. Эти образования. по всей видимости, участвуют в транспортировке жидкости в резервуары Формирующихся эндоплазматических вакуолей. Как показывает сравнительно морфологический анализ, по своей структуре они очень напоминают канальцы спонгиома ряда других простейших.

Нитоплазнатические гранулы. При изучении тонкого строения Р.

palustriB были обнаружены небольшие гранулы, разбросанные по все-иу обьему цитоплазмы простейшего. Они соответствуют так называе-ньм "сфероидальным тельцам", описанный ранее у этого организма ( Andreaeri et. al., 1068), и представляет собой округлые или овальной Формы структуры размерен от 300 до 500 нн. Каждое такое тельце покрыто неравномерный, местами рыхлым слоем электронно-плотного материала, маскирующего окруайкмуи его мембрану '- если она имеется), и содержит О' ">нь мелкозернистый внутренний натрикс. Эти образования весьма напоминают органеллы, присутствующие у целого ряда других безмитохондрнальных ( паразитических и свободноживу-гснх ) простейших, и которые представляйv собой мнкротольцэ особого типа - ' гидрогеносомы, содержащие систему (ферментов, способней окислять пируьат с образованием АТФ. При отсутствии в среде кислорода электроны в конечной ряду окислительно-восстановительного процесса передаются на протоны, в результате чего образуется молекулярный водород (Huiler, 1875; De Ouve, 1883). Возникновение гидрогеносск в процессе эьодоиин является результатом вторичной адаптации митохондрий вследствие перехода организмов к существо-ванш в анаэробы,ix условиях (Flnlay, Fenchel, 1983).

Наряду с гидрогеиосомами, у многих свободноживуадих безмитохон-вриальных инфузорий (таких, например, как представители родов Ме-topus, Erachonella. Saprod 1 niu,?. и Plaglophyla ), обитавши^ в ана-apotiiiux условиях сапропелевого ила, присутствуют облигатные эндо-симбиотические метаноге'|ные бактери, которые метаболически тесно связаны с Гидрогеиосомами, поскольку они используют а качестве субстрата при нетаногенезе молекулярный водород < Vogels et al., 1984; FInley, Fenchel, 1ЭБ9). Один из зшх нетаиогеноа (из Metopus Бtriatus) был идентифицирован до вида и им оказался Hethanobac-terium formicicuin (Van Brüggen et al., 1Ш4). ' P.palustris, как известно, обитая в условиях сапропеля, содержит три вида обпнгатных эндосимбиотичееких бактерий, два из которых являются мотанопгнамк. причем один из них принадлежит к тому ке самому виду Hethanobacterlum formlcicua (Van Brüggen et al., 18CÖ), Это, во-первых, свидетельствует о том, что "сфероидальные тельца", действительно должны представлять 'собой гидрогеносоны и, во-вторых, говорит о принциптльном сходстве путей физиологическом адаптации к анаэробный условиям У предстдйителей различных

гр'/гц протистов. Присутствие гидрогеносом не только объясняет, почему пеломикса может существовать в среде с дефицитом кис:по[х>-д-1, но и снимает необходимость прибегать к допущению (см.: Chapman-Aivlresen, Hamburger. 1931 ), что функция выработки» энергии у P. paliuiris гюпк1к;тью ttepen?.- а бактериальным сиибиоьгам. Кроме того, исчезает налобность в поисках каких-либо иных внутриклеточных неточникоы молекулярного водорода, требующегося в качестве субстрата для метаногенеза, что ранее были вынуждены обсуждать некоторые авторы (см.: Van Brüggen et al. , 1988). Иными словами, вторичность отсутствия митохондрий у Р. palustris не вызызает сомнении и естественным образом обьясняется ее существованием в анаэробны* или микрод-^робных условиях.

ЗАКЛ0ЧЕ1ШБ

Имапщиеся в настоящее время данные не позволяют относить Р.palustris к классу (и типу) Caryoblastea или /аобому другому таксону, который определяется как вкгаочаюший организмы, першчно лишенные жгутиков, митохондрий, диктиосом и других органелл и структур, характерных для эукариот. Пеломикса не пожег быть таюсе отнесена к какому-либо классу в составе Sarcodina (Rhizopoda), поскольку ее организация носит явные следы непосредственной связи со жгутиконосцами, о чем свидетельствуют присутствие «гутиков и наличие микротрубочковых корешков, участвуююих в формировании кортикального цитоскелета. Она также отличается по своей организации от других бесцветных амебоидных жгутиконосцев, тонкое строение которых изучено.

Учитывая особенности строения Р.palustris, мы предлагаем установить специальный класс Peloflagellata. Необходимые изменения и уточнения вносятся также в диагноза подчиненных таксонов. С каким из ныне существующих типов жгутиконосцев связана пеломикса. пока остается неясным.

выводи

1. Применение новых подходов к фиксации Pelofliyxa palustris для jneKipoHHO-микроскопического изучения позволило установить, что, попреки сложившемуся мнений, эти организмы обааозот исеш: о:нгв-ныии органелпани (кроме митохондрий) и структурами, котсчы» ха--

{юкгзрнм для зук^риот.

P. Отсутствия митохондрий у P.palustrio естественным образом объясняется ее с/шествованием в анаэробных или никроаэробпых ус-пояиях. Разбросанные по всей цитоплазме клетей, тек называемые? 'офчроилальные тольиа", очевидно предстамяют собой гидрогенооо-мы. наличие которых свойственно лля многих адютистов. постоянно обитлшшх в условиях дефицита кислорода. .

3. Нюгочислешгые тельца Гсльдаи P.palustriK морфологически и функционально спязонч с эндолпазматическими (старое их назгешге -структурные) вакуолями.

4. Ножная вякуолчрнап система Р.ра1пз<т1а - полифукчциокалькие образование и предстачпяет собой лгпостный fpancnopiHo-jxJcnpefle-нительный аппэрат клетки. соотЕ-етстнуэдий по СБое;1 природе кем-бранам гладкого эндоплазматического ретикумта.

СуществЧЯП.1И кенпокекюи цитоскелета P. paluslrls являются тубулиновые структур!. прич?м наибольшее их количество сосредоточено в корти ;альНоР зоне цитоплазмы, особенно н ладней части тела npocTfjitaero.

5. D эктоплазме P. palustrls обнаружены многочисленные рудиментарные кичугос.имы, способные однако формировать аксонему ундули-подии. Они обладают нетипичным стооением и получили специальное наиие^оаанне - суоцентриоли. Каждая субирнтрчоль ассоциирована г ЦСМТсм и имеет ць г »плазматический михротрубочкоаый церимт (ссот-вчтстБупиий корешковой систоее). который принимает непоср?дствен-ное участие В органч.пцин микротрубочкового цитоскелета пгЛомик-сы.

7. Нмадщнеся у P. pal us trie м:юго» v. пленные неподвия?ыа жгутики обладают нетипичный, сильно варьчрумпнм фибриллярным составом аксонами ундулиполчи. В целой, жгутиковый аппарат пеппнчксы налоги геи ь сильно ¡^луцмр uwhhoh состоянии, что обьпсииотся утратой еп> функционального значения в с.&язи с переходом этого простейшэ-го к ?че0ян/(!1оиу способу переданжениг.

(i. P.paHtstrls - Настоящий, яьг.ъма сложно ус/по&кнуч эукари-от. Она не мо.ит йыть oi несена с. типу Caryoblastea или любому другому Таксону, который определятся как включапшй примитивные щюзукарпогные Организсч. Пелоникса не может быть тэкж«-. огндеена К числу представителей Загсыina (Rh'zopoHa), поскольку с-е орга-

низашш носит явные слеэд непосредственной сшэи со жгуткконосца--ии.

9. Для Р. palustris устанавливается специальный класс Pelofla-gellata. С каким из ныне существующих типов ягутиконосцев связана пелокикса. пока остается неясным.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Серавнн J1.11., Гудков A.B. Цятоплазматическне гранулы, подобные мпгротельцзм, у амебы Pelorayxa palustris // Цитология. 1987. Т,2Э, 11 5. С.600-0Ш.

2. Серавнн U.U., Гудков A.B. Жгутики пресноводной амебы Р«1ск myxa palustris // Цитология. 1987. Т. 29, Н 6. G.721-724.

."3. Серавнн Л. Н., Гудков А. В. Особенности организации штоске-лета у амебы F'elomyxa palustris // Цитология. 1887. Т. 29, Н 7. 0.835-837.

4. Серавнн Л.Н.. Гудков A.B. Амеба Palomyxa palustris - предок или потомок эукарнотных протестов? // Современные проблемы протозоологии: Тез. докл. IV съезда Всесоюзгого об-Bi, протороологов.

П. , 1387. 0.16.

5. Серавин Л. Н.. Гупксв А. В. Аппарат Гольдан у амеба Pejoaiyxa palustris // Докл. АН СССР. 1937. Т. 296, Н 1. С. 249-250. '.

6. Гудков A.B. Ультраструктура гигантской анебы Pelprayxa palustris. 1. Цитоплазметическиэ иикротрубочки, субцентриоли н кгутики: сраЕ1ште(1Ьпо-морфсзлогнчеашй анализ организации // Цитолог-гая. 1889. Т. 31, II 4. С, 371-379.

7. Гудков А. В.. Серавнн ¡1. Н. Сравнительный анализ тонкой орга-т низации гигантской анебы Pelofl'.yxa palustris н ее возможное система пческое положение // дкологня морских и пресноводных проотей-ушх: Таз. дочл. II Есесоюз. симл. протозоог.огов. Ярославль, 1809. С. 20.