Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Ультраструктурные особенности организации соматических тканей семенников иглокожих

ВАК РФ 03.00.30, Биология развития, эмбриология

Автореферат диссертации по теме "Ультраструктурные особенности организации соматических тканей семенников иглокожих"

На правах рукописи

КАЛАЧЕВ Александр Владимирович

УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ СОМАТИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ СЕМЕННИКОВ ИГЛОКОЖИХ

03.00.30 - биология развития, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток -

2005

Работа выполнена в лаборатории эмбриологии Института биологии моря им. A.B. Жирмунского ДВО РАН

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник ИБМ им. A.B. Жирмунского ДВО РАН A.A. Реунов

Официальные оппоненты:

Док.биол.наук., зав.лаб. сравнительной цитологии ИБМ им. A.B. Жирмунского ДВО РАН И.Ю. Долматов

Канд.биол.наук., доцент кафедры клеточной биологии ДВГУ Н.П. Токмакова

Ведущая организация:

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Защита состоится « 26 » января 2006 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 005.008.01 при Институте биологии моря им. A.B. Жирмунского ДВО РАН по адресу: 690041, г. Владивосток, ул. Пальчевского, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии моря им. A.B. Жирмунского ДВО РАН по адресу: 690041, г. Владивосток, ул. Пальчевского, 17.

Автореферат разослан « » декабря 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

fean/e+fi&o

кандидат биологических наук М.А. Ващенко

Актуальность проблемы. При исследовании семенников иглокожих особое внимание тралиционно уделяется строению и дифференцировке спермагогенных клеток. На сегодняшний день описаны ультраструктурные особенности спермато! енеза и организации зрелых сперматозоидов у представителей всех классов Echinoderrnata. Было показано, что для этого тип j беспозвоночных характерны удивительное однообразие процесса сперматогенеза (longo, Anderson, 1969; Atwood, 1974; Рузен-Ранге, 1980; Bickel et al., 1980; Yamashita, 1983b; Yamagati 1988, Eckelbarger et al., 1989, Reunov, Hodgson, 1994; Реунов, 1998, 2005; Au et al., П !Ч 1999; Дроздов, Иванков, 2000; ' Reunov, 2001) и консерватизм в организации зрелых с. с, пчез (Longo, Anderson, 1969;

Atwood, 1974; Bickel et al., 1980; Yamashita, 1983b; Buckland-Nicks et al., 1984; Yama-gata, 1988; Eckelbarger et al., 1989; Реунов, Дроздов, 1991; Reunov, Hodgson, 1994; Реунов, 1998; Au et al., 1998; Дроздов, Иванков, 2000). Несмотря на исчерпывающие сведения о строении и развитии половых клеток у иглокожих, литературные данные об ультраструктурной организации соматических клеток семенников - клеток пери-тонеального эпителия, целомоцитов и вспомогательных клеток - фрагментарны и, зачастую, противоречивы. В некоторых случаях существование вспомогательных клеток, например, в семенника* голотурий, подвергается сомнению (Smiley et al., 1991; Smiley, 1994). Налицо серьезный пробел в знаниях о строении репродуктивных органов Echinoderrnata - группы, систематика которой до сих пор остается предметом дискуссий. Очевидно, необходимы дальнейшие исследования организации половых желез иглокожих. На основ г некоторых литературных данных и результатов наших предварительных исследова-шй можно предполагать, что ультрасгруктурные особенности организации соматических тканей семенников разных классов иглокожих обнаруживают достаточно глубокие структурные различия. Не исключено, что семен' никам иглокожих присуще ранее не описанное у Metazoa сочетание глубокого структурного консерватизма сперматогенеза и «сверхразнообразия» паттернов соматических тканей. Дальнейшее исследование соматической организации семенников Echinoderrnata, несомненно, позволит получить материал, который будет полезен как для анализа филогенетических этношений между разными группами иглокожих, так и для потенциального открытия ранее не описанных вариантов взаимоотношений половых и соматических клеток у многоклеточных животных.

РОС. НАЦИОНАЛЫ!/ ,

библиотека о» "ЧЁУ/ ,

Цель и задачи работы. Целью исследования являлось проведение сравнительного ультраструктурного анализа соматических тканей семенников иглокожих. Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие задачи: 1 Исследовать ультраструктурную организацию клеток перитонеального эпителия семенников морской звезды Asterina pectinifera, морского ежа Strongylocentrotus nudus, офиуры Ophiura ophiura и голотурий Eupentacta fraudatrix, Chiridota pellucida и Apostichopus japonicus.

2. Исследовать ультраструктурную организацию вспомогательных клеток семенников морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura и голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus.

3. Исследовать роль вспомогательных клеток и амебоцитов в посленерестовой резорбции сперматозоидов у морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura и голотурий Е. fraudatrix, С pellucida и A. japonicus.

Научная новизна. Впервые описана ультраструктурная организация клеток перитонеального эпителия семенников морской звезды A pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida a A. japonicus. Показано, что клетки, формирующие перитонеальный эпителий семенников исследованных видов, не являются миоэпителиальными.

Впервые описана ультраструктурная организация вспомогательных клеток в семенниках морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus. Покаино, что ультраструктурная организация вспомогательных клеток различается между классами иглокожих.

У представителей голотурий, принадлежащих к разным отрядам - Dendrochi-rota (Е. fraudatrix), Aspidochirota (A. japonicus) и Apoda (С. pellucida) - обнаружены различия в организации перитонеоцитов и вспомогательных клеток.

Впервые изучены процессы посленерестовой резорбции гамет у морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus. Показано, что этот процесс можст осуществляться как вспомогательными клетками, так и амебоцитами, мигрирующими в просвет семенника.

Во вспомогательных клетках морского ежа S. nudus описано явление избирательной резорбции, заключающееся в формировании фагосом, содержащих либо сперматозоиды, либо остаточные тела.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные существенно расширяют имеющиеся представления о строении и функциональной активности гонад Echinodermata. Показано, что в отличие от гаметогенных клеток, демонстрирующих филогенетический консерватизм строения и дифференциации, вспомогательные клетки гонад своеобразны в каждом классе иглокожих. Сопоставление данных о структуре соматических тканей семенников с особенностями сперматогенеза позволяет глубже понять характер взаимоотношений между половыми клетками и различными группами соматических клеток в ходе дифференциации гамет у иглокожих. Детальное исследование взаимодействия половых и соматических клеток у представителей различных классов иглокожих расширяет наши знания о разнообразии моделей гаметогенеза.

Данные по морфологической организации вспомогательных клеток семенников могут быть использованы в качестве дополнительного признака в филогении иглокожих. Материалы диссертации могут быть использованы при преподавании цитологии, гистологии и биологии развития в высших учебных заведениях.

Апробация работы. Материалы диссертации были представленные на III и V региональных конференциях по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии студентов, аспирантов и молодых ученых ДВГУ (Владивосток, 2000, 2002); Конференции студентов, аспирантов и молодых ученых НОЦ ДВГУ «Фундаментальные исследования морской биоты» (Владивосток, 2002); Ежегодной научной конференции Института биологии моря ДВО РАН (2003); Международном научном семинаре «Проблемы репродукции и раннего онтогенеза морских гидробионтов» (Мурманск, 2004); научном межлабораторном семинаре по морфологии, физиологии и биохимии ИБМ ДВО РАН, а также на семинарах лаборатории эмбриологии ИБМ ДВО РАН.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.

Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и списка литературы (142 источника, из них 116 на иностранном языке). Объем диссертации составляет 111 страниц, работа содержит 1 таблицу, 39 рисунков.

Благодарности. Автор глубоко признателен своему научному руководителю д.б.н. A.A. Реунову за всестороннюю поддержку и неоценимую помощь в работе над диссертацией. Я очень благодарен ¡академику В.Л. Касьянову| и д.б.н. В.В. Юшину за

5

ценные советы и помощь, оказанную при написании диссертации Огромное спасибо ДВ Фомину за ассистирование при работе с электронными микроскопами JEOL-1 OOS и JbM-100B, к.б н С III Дауюв\,кбн OB Юрчспко и Я H Александровой за помощь, оказанную при написании работы Отде гьная б 1агодарность профессору Т Бартоломеусу (T. Bartolomaeus) и сотрудникам Инстшуо биологии и зоологии Свободного университета Берлина (Institut fiar Biologie - 7oologie, Freie Universität Berlin) за помощь в сборе материала гонад офиуры Ophiura ophiura и работе с микротомом Reichert Ultracut S и электронным микроскопом Philips 100СМ.

Материал и методы

Таблица 1.

Время и место сбора исследованных в работе видов иглокожих

Объект Место сбора Время сбора

морская звезда Asterinapectimfera (As-terinidae, Phanerozonia) бухта Емар, Японское море май - сентябрь 2001 -2003 гт.

морской еж Strongylocentro-tus nudus (Strongylocentroti-dae, Camarodonta) бухта Емар, Японское море май - сентябрь 2001 -2003 гт.

офиура Ophiura ophiura (Ophiolepi-dae, Ophiurae) о. Г ельголанд, Северное море апрель 2005 г.

голотурия Eupentacta fraudatrix (Cu-cumaridae, Dendrochirota) бухта Емар, Японское море май - сентябрь 2001 -2003 гг.

голотурия Apostichopus japonicus (Sti-chopodidae, Aspidochirota) бухта Емар, Японское море май - сентябрь 2001 -2003 гг.

голотурия Chiridotapellucida (Chin-dotidae, Apoda) залив Анива, Охотское море август 2001 г.

Для проведения элсктрошга-микроскопического исследования был осуществлен сбор семенников представителей различных классов иглокожих (табл. 1). Фрагменты гонад префиксировали в 2,5% глютаральдегиде на 0,2М какодилатном буфере (рН 7,4) с добавлением ЫаС1 до тоничности мореюй воды в течение 2-х ч при температуре 4°С и дофиксировали в 2% растворе 0б04 в течение 1 ч при комнатной температуре. После обезвоживания в спиртах и ацетонах возрастающей концентрации

материал заключался в аралдит - эпон. Полученные блоки нарезались на микротомах

6

Reichert Ultracut E и Reichert Ultracut S. Полученные препараты, после окрашивания 2% раствором уранилацетата и цитратом свинца, просматривали и фотографировали в трансмиссионных электронных микроскопах JEOL-IOOS, JEM-100В и Philips СМ 100.

Результаты и обсуждение Анализ собственных и литературных данных показал, что для иглокожих характерны два способа организации стенки семенников (Рис. 1). Стенка семенников морских звезд, морских ежей и офиур сформирована двух «сумок» - внешней и внутренней, разделенных между собой перигемальным синусом (Рис. 1А). Каждая «сумка» имеет трёхслойное строение. Внешняя «сумка» образована слоем перитонеального эпителия, слоем соединительной ткани и слоем миоэпителиальных клеток, обращенных в перигемальный синус. Внутренняя «сумка» - слоем миоэпителиальных клеток, покрывающих её снаружи, гемальным синусом и отделённым от него базальной мембраной слоем половых и вспомогательных клеток (Рис. 1А). Напротив, стенка семенников голотурий и морских лилий не имеет внешней «сумки» и образована перитонеальным эпителие и гемальным синусом, который отделен от просвета семенника базальной мембраной, подстилающей развивающиеся половые клетки и расположенные среди них вспомогательные (Рис. 1Б).

,пэ

БМ-БМ

СМ К

.ш

Uns

LjJ LfJ öfj ipj

Hh Hh нЬ i) ?

ГС

дащшщщ

Рис. 1 Схема организации семенников иглокожих (на основе собственных и литературных данных) А - схема организации семенников морских звезд, морских ежей и офиур; Б -схема организации семенников голотурий и морских лилий БМ базальная мембрана, ВК -вспомогательные клетки. ГС - гемальный синус, ПК - половые клетки, ПС - перигемальный синус, ПЭ - висцеральный перитонеальный эпителий, СМК - слой миоэпителиальных клеток, СТ - соединительная ткань.

Рис 2 Перитонеальный эпителий семенников Л Antenna pectmifera, Б Apobtichopus ja-ротст, В - Eupentacta fraudatrix Обозначения' гс (емальный синус, мв - мышечное волокно; нв нервное волокно, пц - перитонеоцит, сст - стой соединительной ткани, сэв скопление электроносветлых вакуолей Наконечники указывают на базальную мембрану

Перитонеальный эпителий семенников у всех исследованных видов, за исключением голотурии Е. fraudatrix, образован небольшими жгутиковыми клетками Форма клеток варьирует от кубической у A. pectinifera и С. pellucida (Рис 2А) до чешуйчатой у A. japonicus и S. nudus (Рис. 2Б). На апикальной поверхности перитонео-цитов отмечаются многочисленные микроворсинки, формирующие «воротничок» вокруг жгутика. Ядро округлой или неправильной формы расположено в центральной части клеток. В цитоплазме отмечены хорошо развитый аппарат Гольджи, мембраны эндоплазматического ретикулума, митохондрии, многочисленные электронопрозрач-ные везикулы и вакуоли (Рис. 2А, Б). Напротив, перитонеоциты голотурии Е fraudatrix представляют собой очень крупные колончатые клетки, несущие жгутик, вокруг которого также присутствует «воротничок» из микроворсинок (Рис. 2В). Округлое ядро расположено в центральной части клеток. Органеллы представлены хорошо развитыми шероховатым эндоплазматическим ретикулумом, аппаратом Голь-

джи, многочисленными митохондриями. В цитоплазме перитонеоцитов отмечено значительное количество липидных капель и электроноплотных глобул различного размера. Часто наблюдаются электронопрозрачные везикулы и вакуоли. Последние иногда формируют скопления в апикальной части перитонеоцитов (Рис. 2В). Подобные скопления электронопрозрачных вакуолей раннее были обнаружены в клетках слизистых желез морской звезды Asterina stellifera (Souza Santos, 1966, 1968) и турбеллярии Urastoma cyprinae (Bataller et al., 2003). У E. fraudatrix подобные скопления вакуолей обнаруживаются, как правило, в апикальной части клеток. В базальной части также отмечаются подобные скопления электронопрозрачных вакуолей, но гораздо меньшего размера Сходные скопления электроноплотных вакуолей были обнаружены раннее в цитоплазме перитонеоцитов голотурий Cucumaria lubrica и С. miniata Экельбарге-ром и Янгом (Eckelbarger, Young, 1992). Эти исследователи рассматривают подобные скопления электронопрозрачных вакуолей как секрет, продуцируемый перитонеоци-тами. Однако, характер содержимого этих вакуолей неизвестен. У других исследованных нами видов иглокожих в цитоплазме перитонеоцитов не обнаружено ни скоплений электронопрозрачных вакуолей, сходных с таковыми Е. fraudatrix, ни крупных электроноплотных глобул.

Кроме того, следует подчеркнуть, что ни у одного из исследованных нами видов в цитоплазме перитонеоцитов не было обнаружено сократимой части (Рис. 2). Это свидетельствует о том, что перитонеоциты семенников исследованных видов не являются миоэпителиальными клетками. Сходные данные приводят и другие исследователи (Shoenmakers et al., 1981; Pearse, Cameron, 1991; Walker et al., 2001) для перитонеоцитов гонад морской звезды Asterias rubens и морских ежей Strongylocentrotus purpuratus и S. droebachiensis. В то же время, согласно литературным данным, цело-мические эпителии иглокожих, к которым относится и перитонеальный эпителий семенников, обычно сформированы миоэпителиальными клетками, либо перитонеоци-тами и миоэпителиальными клетками (Holland, 1971; Grimmer, Holland, 1979; Walker, 1974, 1979, 1982; Bickel et al., 1980; Rieger, Lombardi, 1983; Yamashita, 1983; Buckland-Nicks et al., 1984). Интересно, что сиситематически близкие виды иглокожих могут обнаруживать существенные различия в структуре перитонеального эпителия. Так, по данным Уолкера (Walker, 1974, 1975, 1979, 1982), в перитонеальном эпителии гонад морской звезды A. vulgaris присутствуют миоэпителиальные клетки. Напротив, как

Рис 3 Схема организации перитонеопитов у исследованных в адов. А - голотурия Eupentacta fraudatrix, Б морская звезда Aslerina pectinifera В - морской еж Strogylocentrotus nudus, офиура Ophiura ophiura и голотурии Apostichopus japonicus и Chiridota peilucida. Обозначения. аг - аппарат Гольджи, бм - базальная мембрана, м - митохондрии, фг - фагосомы, эпв -электронопрозрачные везикулы, эр - эндоплазматический реп-кулум, я - ядро

как уже было сказано выше, по данным Шоенмакерс с соавторами (Shoenmakers et al.,

1981), в перитонеальном эпителии гонад морской звезды А. rubens миоэпителиальные

клетки отсутствуют.

В голще перитонеального эпителия всех исследованных видов отмечены нервные волокна, размеры которых варьируют у разных видов. Так, наиболее крупные нервные волокна обнаруж ;ны у А. japonicus, наиболее мелкие - у О. ophiura. Нервные волокна в перитонеальном эпителии семенников исследованных нами голотурий нередко ассоциированы с мышечными, формируя тяжи смешанного состава. Сходная ассоциация нервных и мышечных волокон была ранне обнаружена в перитонеальном эпителии офиур (Byrne, 1994),. Возможно, что подобная ассоциация нервных и мышечных волокон способствует лучшей иннервации мышечных волокон.

В общих чертах организация перитонеального эпителия семенников исследованных нами видов иглокожих соответствует таковой целомических эпителиев других представителей типа Echinodermata. В то же время, имеющиеся отличия в организации перитонеального эпителия семенников первых могут свидетельствовать о структурных различиях перитонеальньтх эпителиев семенников разных видов иглокожих.

Перигемальный синус обнаружен только в семенниках морских звезд, морских ежей и офиур. Он разделяет внешнюю и внутреннюю «сумки». Изнутри синус выстлан миоэпителиальными жгутиковыми клетками. Они расположены как на внутренней поверхности внешней «сумки», так и на внешней поверхности внутренней «сумки». Ультраструктурная организация этих клеток у всех исследованых нами видов сходна. Это уполощенные жгутиковые клетки, плотно прилегающие к базальной мембране В расширеной части клеток расположено ядро с четко выраженным ядрышком и большая часть органелл - аппарат Гольджи, шероховатый эндоплазматический ретикулум, митохондрии. В базальной части клеток обнаруживаются скопления миофиламентов, формирующих сократимую часть Миоэпителиальные клетки образуют как продольные, так и поперечные волокна. Эти волокна отвечают за сокращение стенки семенника во время нереста Кроме того, по мнению Уолкера (Walker, 1974), сокращение миоэпителиальных клеток, покрывающих внутреннюю «сумку» семенников, способствует регуляции объёма гемального синуса. Можно предположить, что биение жгутиков миоэпителиальных клеток создаёт ток жидкости, заполняющей перигемальный синус Это может способствовать газообмену и обмену питагельными веществами между миоэпителиальными клетками и содержимым перигемальпого синуса, а также доставке различных регуляторных факторов, например, индукторов нереста, к миоэпителиальным клеткам (Beijnink et al., 1984)

Гемальный синус отмечен в семенниках всех иглокожих. Полость синуса заполнена мелкогранулярным материалом. Часто в просвете синуса отмечаются целомоциты. В период активного гаметогенеза гемальный синус формирует впячивания в просвет семенника. Размеры впячиваний у разных видов сильно варьируют. Так, у A japonicus впячивания гемального синуса в просвет семенника широкие и ветвящиеся Они могут достигать середины просвета гонады У О ophiura наоборот, впячивания гемального синуса очень узкие и неветвящиеся. Иноиь онч

11

могут пересекать весь просвет семенника и достигать противоположенной стенки семенника Напротив, у .V nudus и A pectwifera впячувания гсмального синуса в просвет семенника ргнви; ы слабо Вероятно, различит в степени развития этих впячиваний могут быть связаны с разными способами формирования сперматогенных «колонок» По нашим танным, у i ojio гурий именно впучивания гемального синуса образуют центральную часть сперматогенных «колонок», вокруг которой раеполагаю1Ся развивающиеся половые клетки. Напротив, у морских ежей и морских звезд основой сперматогенных «колонок» являются соматические вспомогательные клетки, простирающиеся от батальной мембраны в просвет семенника. Иногда они могут перескать весь просвет и достигать противоположенной стенки гонады.

Считается, что гемальный синус семенников, который является частью гемальной системы, объединяющей радиальный, осевой, висцеральный и гонадный гемальный синусы, принимает участие в перемещении и временном запасании питательных веществ (Beijnink et al., 1984; Chía,Walker, 1991; Smiley et al., 1991; Chia, Koss, 1994; Byrne, 1999). Кроме того, возможно, что через гемальный синус в гонады к развивающимся половым клеткам поступают различные регуляторы гаметогенеза (Shoenmakers et al., 1981).

Целомоциты были обнаружены в семенниках всех исследованных видов. Из описанных у иглокожих шести типов целомоцитов, нами были обнаружены только два - амебоциты и морулярные клетки. Наиболее многочисленны амебоциты. Они были отмечены во всех тканях семенников - перитонеальном эпителии, выстилке перигемального синуса, просвете как перигемального, так и гемального синусов, а также в просвете семенников. Амебоциты представляют собой небольшие клетки с центрально расположенным ядром, в котором отмечается четко выраженное ядрышко. По периферии клеток часто наблюдаются выросты цитоплазмы. Органеллы представлены митохондриями, электронопрозрачными вакуолями и везикулами, аппаратом Гольджи, шероховатым эндоплазмагическим ретикулумом. Вероятная функция амебоцитов - фагоцитоз. Об этом свидетельствуют часто обнаруживаемые в цитоплазме амебоцитов фагосомы, содержащие материал на разных стадиях деструкции. Согласно нашим данным, у A. pectinifera и Е. fraudatrix амебоциты принимают участие в резорбции сперматозоидов, дгл чего они мигрируют из гемального синуса в просвет семенника. Более того, у A. pectinifera амебоциты, видимо, являются единственными клетками, которые участвуют в посленерестовой

12

Л K

< ж •

- ^Ш^РШ

, г '

«СЗя*

Рис. 4. Целомоциты А - гранулоцит в перитонеальном эпителии Apostichopus japonicus; Б -амебоцит в просвете семенника Strongylocentrotus nudus Обозначения аг - аппарат Гольджи, гс - гемальный синус, гп - гранулоцит, мв - мышечные волокна, пг - просвет гонады, пц -перитонеоцит. Наконечники указывают на базальную мембрану.

резорбции мужских гамет. Можно предположить, что у A. japonicus и С pellucida амебоциты, обнаруженные в просвете семенника, выполняют сходные с вышеуказанными функции. Окончательное решение этого вопроса требует дальнейших исследований. Вторая группа целомоцитов представлена морулярными клетками, обнаруженными у всех видов в перитонеальном эпителии, гемальном синусе, а у A. pectinifera, помимо того, и в выстилке перигемального синуса и просвете семенника. Морулярные клетки имеют округлую или овальную форму; ядро с диспергированным хроматином расположено в центральной или латеральной части клетки. Эти клетки можно разделить на две группы: клетки, содержащие глобулы различной плотности и вакуолизированные клетки, заполненные многочисленными электронопрозрачными вакуолями. Вторая группа была обнаружена только у морской звезды A. pectinifera. По характеру вакуолей, схожих с вакуолями, отмеченными в перитонеоцитах Е fraudatrix, можно предположить, что вакуолизированные клетки морской звезды A. pectinifera могут выполять секреторную функцию. Сходные вакуолизированные клетки раннее были отмечены в целомическом эпителии морских звезд Ctenodiscus crispatus, Hippasteria phrygiana (Walker, 1979) и Henrtcia sp. (Chía, Koss, 1994), однако, авторы этих работ не обсуждают функции описанных ими вакуолизированных клеток. Другой группой морулярных клеток, отмеченных в семенниках исследованных видов, являются клетки, заполненные глобулами различной электронной плотности.

Функции морулярных клеток не столь очевидны, как функции амебоцитов Вероятно, их роль состоит в синтезе компонентов соединительной ткани и запасании питательных веществ для развивающихся половых клеток.

Вспомогательные клетки, обнаруженные у всех исследованных нами видов, демонстрируют значительное структурное разнообразие (Рис. 6). Более того, их структура различна у иглокожих разных классов. Так, вспомогательные клетки S. nudus представляют собой очень крупные жгутиковые клетки, прикрепленные к базальной мембране и простирающиеся в просвет семенника (Рис. 5А). Ядро округлой или неправильной формы, заполненное диспергированным хроматином, расположено в центральной или базальной части клетки. Цитоплазма заполнена значительным количеством электроноплотных глобул различного размера, липидными каплями, фаго-сомами и лизосомами, содержащими остатки фагоцитированного материала на разных стадиях деструкции. По всей видимости, в липидных каплях и многочисленных электроноплотных глобулах запасены питательные вещества, в дальнейшем используемые на нужды развивающихся половых клеток, а в случае неблагоприятных условий окружающей среды - на нужды всего организма (Walker, 1982; Вараксина, 19856; Nicotra, Serafino, 1988; Byrne, 1999; Walker et al., 1998, 2001, 2005). Органеллы представлены мембранами шероховатого эндоплазматического ретикулума, хорошо развитым аппаратом Гольджи, электронопрозрачными везикулами и вакуолями. Часто отмечаются крупные скопления митохондрий. Сходную морфологию имеют и вспомогательные клетки голотурии Е. fraudatrix. Напротив, вспомогательные клетки А. pectinifera представляют собой небольшие жгутиковые клетки, прикрепленные к базальной мембране (Рис. 5Б). По периферии вспомогательных клеток отмечаются тонкие цитоплазматические отростки, залегающие между развивающимися гаметами. Так же отмечены отростки вспомогательных клеток между развивающимися половыми клетками и базальной мембраной. В расширенной апикальной части обнаруживаются вытянутое ядро с четко выраженным ядрышком, шероховатый эндоплазматиче-ский ретикулум, аппарат Гольджи, митохондрии, многочисленные электронопрозрач-ные везикулы и вакуоли, а также липидные капли. Во время активного гаметогенеза вспомогательные клетки сильно вытягиваются к просвету семенника, формируя основу сперматогенных «колонок». По мере прохождения сперматогенеза и заполнения просвета семенника гаметами размеры вспомогательных клеток сильно уменьшаются; при этом происходит постепенная деградация сперматогенных «колонок». После

14

полной деградации еперматогенных «колонок» и завершения сперматогенеза сильно уменьшившиеся в размерах вспомогательные клетки обнаруживаются вблизи базаль-ной мембраны среди половых клеток ранних стадий. Иную структуру имеют вспомогательные клетки С. pellucida и A japonicus. Они представляют собой сильно уплощённые жгутиковые клетки, плотно прилегающие в впячиваниям базальной мембраны в просвет семенника (Рис 5В). В расширенной части клетки расположено ядро и большинство органелл - мембраны шероховатого и гладкого эндоплазматического ретикулума, многочисленные электронопрозрачные вакуоли, митохондрии. Основываясь на этих данных, мы полагаем, что для голотурий характерны два способа организации вспомогательных клеток семенников, чего у представителей других классов иглокожих отмечено не было (Рис. 6А, Б). Имеющиеся в литературе данные об ультраструктуре гонад голотурий касаются главным образом яичников и развития женских половых клеток (Smiley, Cloney, 1985; Smiley, 1988; Smiley et al., 1991; Eckelbarger et al., 1992; Sewell et al., 1997) либо гонад гермафродитных видов (Frick et al., 1996). В работах, посвящённых исследованию семенников голотурий (Atwood, 1973; Krishnan, Dale, 1975; Reunov et al., 1994), внимание уделяется в основном половым клеткам и, в меньшей степени, вспомогательным. Можно предположить, что различия в организации вспомогательных клеток у исследованных видов голотурий могут быть связаны с разными способами запасания питательных веществ для дифференцирующихся гамет. По мнению Смайли с коллегами (Smiley et al., 1991), у голотурий питательные вещества могут накапливаться в целомической жидкости, откуда они поступают в клетки перитонеального эпителия и далее в гемальный синус, из которого они транспортируются к развивающимся гаметам. При таком способе запасания питательных веществ небольшие вспомогательные клетки A. japonicus и С. pellucida могут выступать в качестве транспортировщиков питательных веществ из гемалыюго синуса в просвет гонады. Напротив, у E.fraudatrix вспомогательные клетки могут являться местом запасания питательных веществ для половых клеток. Об этом свидетельствуют многочисленные электроноплотные глобулы, обнаруженные в цитоплазме вспомогательных клеток. Окончательное решение этого вопроса требует дальнейших исследований.

Полученные нами данные о строении вспомогательных клеток у голотурий подтверждают гипотезу Дроздова и Иванкова (2000), в соответствии с которой, у голотурий связь еперматогенных клеток с организмом обеспечивается соматическими

15

вспомогательными клетками. Это опровергает предположение Уолкера (Walker, 1982) о том, что сперматогенез у голотурий принципиальнс отличается от такового у других классов иглокожих, поскольку сперматогенные клетки голотурий контактируют непосредственно с базальной мембраной, а не со вспомогательными клетками.

Вспомогательные клетки О. ophiura представляют собой небольшие жгутиковые клетки с центрально расположенным ядром и электроноплотной цитоплазмой. По периферии клеток формируются многочисленные отростки, которые простираются между развивающимися гаметами. Крупнее ядро с четко выраженным ядрышком расположено в центральной части клетки. В цитоплазме обнаруживаются хорошо развитый аппарат Гольджи, часто ассоциирояанный с базальным телом жгутика, большое количество митохондрий, электрон прозрачные везикулы. По периферии вспомогательных клеток формируются многочисленные огростки, которые простираются между развивающимися гаметами

Организация вспомогательных клеток семенников других беспозвоночных в общих чертах сходна с таковой у иглокожих. Так, вспомогательные клетки асцидий Clavelina lepadiformis, Ciorta intestinalis, Ascidiella aspersa, Dendrodoa grossularia представляют собой жгутиковые клетки, соединённые десмосомами (Jorgensen, Lützen, 1997). По мнению этих авторов (Jergensen, Lütí'en, 1997), вспомогательные клетки исследованных ими асцидий принимают участие в транспорте питательных веществ к развивающимся половым клеткам, резорбции невыметанных гамет, синтезе стероидов, а также в формировании гемато-тестикулярного барьера. Сходным образом сформированы и вспомогательные клетки у моллюсков Bathymodiolus childressi (Eckelbarger, Young, 1999), Arianta arbustorum (Рузен-Ранге, 1980), Lymnaca stagnalis (Jong-Brink et al 1981), Ampullaria gigas (Рузен-Ранге, 1980). Более того, существует мнение (Рузен-Рднгс, 1980; Габаева, 1982), что сходство организации вспомогательных клеток семгт и-'ч! как у беспозвоночных, так и у позвоночных определяется сходством функций, выполняемых ггими клетками в ходе сперматогенеза Таковыми являются опорная, барьерная, питающая, секреторная, запасающая, фагоцитарная, регуляторная функции (Касьянов и др., 1980; Рузен-Ранге, 1980; Walker, 1982; Мотавкин, Вараксин, 1983; Касьянов, 1989; Хотимченко и др., 1993; Eckelbarger, 1994; Byrne, 1999; Walker et al., 1998, 2001, 2005; Дроздов, Иванков, 2000).

Рис 5 Вспомогательные клетки А - Strongylocentrotus nudus. Б - Asterina pectmifera, В Chiridota pellucida. Обозначения: вк - вспомогательные клетки, гс - гемальный синус, мэк -миоэпителиальные клетки, пг просвет гонады, пк половые клетки, nj - пери гонеальный эпителий, фг - фагосомы Наконечником указана базальная мембрана

В то же время, было показано (Jorgensen, Lützen, 1997), что, несмотря на сходство общего плана строения, организация вспомогательных клеток разных семейств асцидий может различаться Эти данные (Jorgensen, Lützen, 1997) и полученные нами результаты подтверждают предположение Рузен-Ранге (1980) о таксономической специфичности вспомогательных клеток семенников.

Рис. 6. Схема организации вспомогательных клеток в семенниках иглокожих. А - вспомогательные клетки голотурий АроэЧсИорш ]аротсич и СЬгг^от ре11ис1с1а\ Б - вспомогательные клетки голотурии ЕирШаШ fraudatrix, В - Вь-оп^осШгоШх ти1из, Г - Аьгегта ресИт/ега, Д - ОрЫига орЫига. Обозначения: аг - аппарат Гольджи, бм - базальиая мембрана, м - митохондрии, фг - фагосомы, фг 1- фагосомы, содержащие сперматозоиды, фг 2 - фагосомы, содержащие остаточные тела, эпв - электронопрозрачные вези<улы, эпг - электроноплотные глобулы, эр - эндоплазматический ретикулум, я - ядро.

Рис 7. Strongylocentrotus nudus. Избирательная резорбция во вспомогательных клетках семенников. А - фагосома, содержащая сперматозоиды; Б - фашсома, содержащая остаточные тела. Обозначения' от - остаточные тела, с - сперматозоиды. Звездами указаны электроноплотные глобулы

Резорбция гамет является важным процессом, происходящим в семенниках иглокожих. При этом происходит очистка гонады от невыметанных гамет и подготовка к новому циклу гаметогенеза. Материал, накопленный в невыметанных гаметах, запасается для следующего цикла гаметогенеза. Некоторые исследователи даже рассматривают резорбцию как один из регуляторов гаметогенеза (Lane, Lawerence, 1979; Касьянов, 1989; Хотимченко и др., 1993). Наши данные свидетельствуют, что резорбция происходит у разных видов по-разному. Так, у S. nudus посленерстовую резорбцию невыметанных сперматозоидов осуществляют вспомогательные клетки. В ходе резорбции в их цитоплазме происходит формирование фагосом двух типов: первые содержат только сперматозоиды, а вторые f - только остаточные тела (Рис. 7). Ранее феномен «избирательной резорбции» был

описан нами во вспомогательных клетках морского ежа Anthocidaris crassispina . (Reunov et al., 2004a, b). Напротив, у A. pectinifera резорбция гамет осуществляется

амебоцитами, мигрирующими в просвет семенника из гемального синуса. Вспомогательные клетки в ходе резорбции остаются близ базальной мембраны среди половых клеток. По завершении резорбции амебоциты покидают гонаду, мигрируя через базальную мембрану в гемальный синус. Можно предположить, что в семенниках A. pectinifera происходит своеобразное разделение функций между вспомогательными клетками и амебоцитами. Первые осуществляют поддержку половых клеток от формирования сперматогенных «колонок» до синтеза стероидов (Walker, 1980, 1982; Chia, Koss, 1994), вторые - очистку гонады от невыметанных

гамет. Способ резорбции гамет у A. pectinifera отличен от описанного у морских звезд A. vulgaris (Walker, 1980, 1982), A. amurensis (Новикова, 1978), Aphelasferias japónica (Касьянов и др., 1980). По мнению Уолкера (Walker, 1980, 1982), после сперматогенеза вспомогательные клетки, формирующие основу сперматогенных «колонок», дают начало подвижным фагоцитирующим клеткам в просвете семенника. Эти клетки осуществляют резорбцию невыметанных в коде нереста гамет, очищая гонаду и подготавливая её к новому циклу сперматогенеза. По окончании резорбции часть фагоцитирующих клеток мигрирует к базальной мембране, где они принимают участие в формировании сперматогенных «колонок» (Walker, 1980, 1982). Сопоставление наших и литературных данных (Новикова, 1978; Касьянов и др., 1980; Walker, 1980, 1982) позволяет предположить, что у морских звезд существуют различные механизмы очистки гонад от невыметанных гамет.

У голотурии Е. fraudatrix процесс посленерестовой резорбции осуществляется как вспомогательными клетками, так и амебоцитами обнаруживаемыми в просвете семенников. Можно предположить, что у E.fraudatrix резорбция невыметанных гамет осуществляется по смешанному пути, вовлекая как механизмы, характерные для S. nudus (резорбция невыметанных спермиев вспомогательными клетками), так и для А. pectinifera (резорбция невыметанных гамет мигрирующими в просвет семенника амебоцитами) Не совсем ясно принимают ли вспомогательные клетки О. ophiura, А. japonicus и С pellucida участие в посленерестовой резорбции гамет. В цитоплазме этих клеток нами не было обнаружено фагоцитированных спермиев. По имеющимся в литературе данным (Yamashita, 1983), у офиур посленерестовую резорбцию сперматозоидов выполняют амебоидные клетки, обчаруживаемые в просвете семенника. Неясно только происхождение этих клеток - являются эти клетки вспомогательными, либо же это мигрировавшие в просвет семенника амебоциты.

На основе собственных и литературных данных можно предположить, что способ посленерестовой резорбции неннметанных гамет в семенниках иглокожих определяется характером организации вспомогательных клеток В этом процессе могут принимать участие не только вспомогательные клетки, чо и амебоциты, мигрирующие в просвет семенника Наиболее активно участвуют в резорбции сперматозоидов крупные вспомогательные клетки, обнаруженные у морских ежей и некоторых голотурий.

Выводы

Все исследованные представители иглокожих, за исключением голотурий, имеют сходную организацию перитонеоцитов семенников - это уплощенные жгутиковые клетки с крупным, расположенным в центральной части ядром, соединенные между собой посредством десмосом. У голотурий обнаружены различия в структуре перитонеоцитов между представителями разных семейств. У Apostichopus japonicus (Holothuroidea: Aspidochirota) и Chiridota pellucida (Holothuroidea: Apoda) организация перитонеоцитов сходна с таковой у морских ежей, морских звезд и офиур. Напротив, у Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea: Dendrochirota) перитонеоциты представляют собой крупные жгутиковые клетки, заполненные многочисленными электроноплотными глобулами и электроно-прозрачными вакуолями.

Вспомогательные клетки являются наиболее разнообразными соматическими клетками семенников иглокожих. У Strongylocentrotus nudus и Eupentacta fraudatrix вспомогательные клетки - это крупные жгутиковые клетки, простирающиеся в просвет семенника. Напротив, у Apostichopus japonicus и Chiridota pellucida вспомогательные клетки это сильно уплощенные, плотно прилегающие к базальной мембране жгутиковые клетки. У Asterina pectinifera и Ophiura ophiura вспомогательные клетки представляют собой жгутиковые клетки с центрально расположенным крупным ядром, формирующие многочисленные отростки по периферии клеток. По характеру ультраструктурной оргаггизации вспомогательных клеток семенников можно дифференцировагь разные классы типа Echino-dermata.

Для семенников всех исследованных представителей иглокожих характерно два типа целомоцитов - амебоциты и морулярные клетки. У морских звезд и голотурий амебоциты в изобилии присутствуют в полости семенников и принимают участие в резорбции невыметанных гамет. У морских ежей и офиур амебоциты редко встречаются в полости семенников и их роль в резорбции незначительна. Наиболее вероятными функциями мор>лярных клеток могут быть синтез компонентов соединительной ткагги и запасание питательных веществ для развивающихся половых клеток.

В резорбции сперматозоидов участвуют только крупные вспомогатетьньге клег-

ки, обнаруженные у морских ежей и у некоторых голот> рий. У \:o;v их звезд,

21

офиур и голотурий, вспомогательные клетки, не обладающие достаточно крупными размерами, в резорбции невыметанных гамет участия не принимают.

5. Уникальной особенностью вспомогательных клеток морских ежей является их способность к избирательной резорбции. При этом в цитоплазме вспомогательных клеток формируются фагосомы двух типов - содержащие только сперматозоиды, и содержащие только остаточные тела.

6. На примере голотурий показано, что и перитонеоциты, и вспомогательные клетки иглокожих могут иметь различную ультраструктурную организацию у разных крупных таксонов внутри класса. Так у представителей отряда Dendrochirota перитонеоциты и вспомогательные клетки представляют собой крупные клетки, заполненные многочисленными глобулами различной плотности. Напротив, у представителей отрядов Aspidochirota и Apoda как перитонеоциты, так и вспомогательные клетки это уплощенные жгутиковые клетки, в цитоплазме которых отмечено незначительное количество электроноплотных глобул.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Калачев А.В, Реунов А.А., Юрченко О.В. Ультраструктурное исследование герминативного эпителия голотурий Apostichopus japonicus, Cucumaria japónica и Eupen-tacta fraudatrix // Тезисы III Региональной конференции по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии студентов аспирантов и мотодых ученых, Владивосток, изд-во ДВГУ, 2000, с. 49.

Reunov А.А., Yurchenko O.V., Kalachev A.V. Presence, character and number of accessory cells in holothurian rrale germinative epithelium: an ultrastructural study // Invert. Reprod. Devel. 2001. Vol. 40. P. 49-52.

Калачев A.B., Реунов А А. Резорбция и автолиз в гонадах Anthocidaris cras-sispina // Конференция студгнтов, аспирантов и молодых ученых НОЦ ДВГУ «Фундаментальные исследования морской биоты». Тез. докл. - Владивосток: изд-во Даль-невост. ун-та, 2002, с. 32-33.

Калачев А.В. Резорбпия гамет в семенниках морского ежа Strongylocentrotus nudus II V Региональная конференция по актуальным проблемам экологии, морской биологии и биотехнологии студентов аспирантов и молодых ученых. Тез. докл. -Владивосток: изд-во ДВГУ, 2002, с. 51-52

Reunov A A., Kalachev A.V, Yurchenko OV,AuDTW Selective resorption in nutritive phagocytes of the sea urchin Anthocidaris crassispina II Zygote. 2004. Vol. 12. P. 71-73.

Reunov A.A., Yurchenko O.V., Kalachev A.V., Au D.T.W. An ultrastructural study of phagocytosis and shrinkage it nutritive phagocytes of the sea urchin Anthocidaris crassispina II Cell Tissue Res. 2004. Vol. 318. P.419-^28.

Юрченко O.B., Калачев A.B., Реунов A.A. Ультраструктурные особенности по-сленерестовой резорбции у морских ежей Strongylocentrotus nudus и Anthocidaris crassispina // Международный научный семинар «Проблемы репродукции и раннего онтогенеза морских гидробионтов». Тез. докл. - Мурманск ММБИ КНЦ РАН. 2004. с. 143-145.

Калачев А.В., Реунов АЛ. Резорбция гамет в семенниках морской звезды Av-terinapectinifera (Mueller et Troschel, 1842) // Биол. моря. 2005. Т. 31. № 2. с. 134-137.

Калачев А.В., Юрченко О.В., Реунов АА. Фагоцитарная активность вспомогательных клеток морского е* а Strongylocentrotus nudus II Биол. моря. 2005. Т. 31. № 5. с. 366-369.

Л^б

р- - 2 56

КАЛАЧЕВ Александр Владимирович

УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ СОМАТИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ СЕМЕННИКОВ ИГЛОКОЖИХ

Автореферат

Подписано в печать 16 12 2005 г Формат 60ч84/16 Усл. печ. л 1 Тир 100 экз. Заказ 452 Отпечатано с оригинала заказчика

Типография ЧП Ермаков, г Владивосток, ул. Адм Кузнецова, 82

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Калачев, Александр Владимирович

Введение.

Обзор литературы.

Строение гонад иглокожих.

Морские звезды.

Морские ежи.

Офиуры.

Морские лилии.

Голотурии.

Изменения в гонадах иглокожих в ходе репродуктивного цикла. ф Резорбционные процессы в гонадах иглокожих. ф Морские звезды.

I Морские ежи.

Офиуры.

Морские лилии.

Голотурии.

Целомоциты иглокожих.

Материал и методы.

Результаты.

Asterinci pectinifera.

Перитонеальный эпителий.

Перигемальный синус.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Ophiura ophiura.

Перитонеальный эпителий.

Перигемальный синус.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Strongylocentrotus nudus.

Перитонеальный эпителий.

Перигемальный синус. ц Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Enpentacta fraudcitrix.

Перитонеальный эпителий.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Chiridotci pelliicidci.

Перитонеальный эпителий.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Apostichopus japonicus.

Перитонеальный эпителий.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Обсуждение.

Перитонеальный эпителий.

Целомоциты.

Перигемальный синус.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Резорбция гамет.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Ультраструктурные особенности организации соматических тканей семенников иглокожих"

Актуальность проблемы. При исследовании семенников иглокожих особое внимание традиционно уделяется строению и дифференцировке сперматогенных клеток. На сегодняшний день описаны ультраструктурные особенности сперматогенеза и организации зрелых сперматозоидов у представителей всех классов Echinodermata. Было показано, что для этого типа беспозвоночных характерны удивительное однообразие процесса сперматогенеза (Longo, Anderson, 1969; Atwood, 1974; Рузен-Ранге, 1980; Bickel et al., 1980; Yamashita, 1983b; Yamagata, 1988; Eckelbarger et al., 1989; Reunov, Hodgson, 1994; Реунов, 1998, 2005; Au et al., 1998, 1999; Дроздов, Иванков, 2000; Reunov, 2001) и консерватизм в организации зрелых спермиев (Longo, Anderson, 1969; Atwood, 1974; Bickel et al., 1980; Yamashita, 1983b; Buckland-Nicks et al., 1984; Yamagata, 1988; Eckelbarger et al., 1989; Реунов, Дроздов, 1991; Reunov, Hodgson, 1994; Реунов, 1998; Au et al., 1998; Дроздов, Иванков, 2000). Несмотря на исчерпывающие сведения о строении и развитии половых клеток у иглокожих, литературные данные об ультраструктурной организации соматических клеток семенников - клеток перитонеального эпителия, целомоцитов и вспомогательных клеток -фрагментарны и, зачастую, противоречивы. В некоторых случаях существование вспомогательных клеток, например, в семенниках голотурий, подвергается сомнению (Smiley et al., 1991; Smiley, 1994). Налицо серьезный пробел в знаниях о строении репродуктивных органов Echinodermata — группы, систематика которой до сих пор остается предметом дискуссий. Очевидно, необходимы дальнейшие исследования организации половых желез иглокожих. На основе некоторых литературных данных и результатов наших предварительных исследований можно предполагать, что ультраструктурные особенности организации соматических тканей семенников разных классов иглокожих обнаруживают достаточно глубокие структурные различия. Не исключено, что семенникам иглокожих присуще ранее не описанное у Metazoa сочетание глубокого структурного консерватизма сперматогенеза и «сверхразнообразия» паттернов соматических тканей. Дальнейшее исследование соматической организации семенников Echinodermata, несомненно, позволит получить материал, который будет полезен как для анализа филогенетических отношений между разными группами иглокожих, так и для потенциального открытия ранее не описанных вариантов взаимоотношении половых и соматических клеток у многоклеточных животных.

Цель и задачи работы. Целью исследования являлось проведение сравнительного ультраструктурного анализа соматических тканей семенников иглокожих. Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие задачи:

1. Исследовать ультраструктурную организацию клеток перитонеального эпителия семенников морской звезды Asterinci pectinifera, морского ежа Strongylocentrotus nudus, офиуры Ophiura ophiura и голотурий Enpentacta fraudatrix, Chiridota pellucida и Apostichopus jciponicus.

2. Исследовать ультраструктурную организацию вспомогательных клеток семенников морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura и голотурий E.fraudatrix, С. pellucida и A.japonicus.

3. Исследовать роль вспомогательных клеток и амебоцитов в посленерестовой резорбции сперматозоидов у морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura и голотурий E.fraudatrix, С. pellucida и A.japonicus.

Научная новизна. Впервые описана ультраструктурная организация клеток перитонеального эпителия семенников морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus. Показано, что клетки, формирующие перитонеальный эпителий семенников исследованных видов, не являются миоэпителиальными.

Впервые описана ультраструктурная организация вспомогательных клеток в семенниках морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus. Показано, что ультраструктурная организация вспомогательных клеток различается между классами иглокожих.

У представителей голотурий, принадлежащих к разным отрядам -Dendrochirota (Е. fraudatrix), Aspidochirota (A. japonicus) и Apoda (С. pellucida) -обнаружены различия в организации перитонеоцитов и вспомогательных клеток.

Впервые изучены процессы посленерестовой резорбции гамет у морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus. Показано, что этот процесс может осуществляться как вспомогательными клетками, так и амебоцитами, мигрирующими в просвет семенника.

Во вспомогательных клетках морского ежа S. nudus описано явление избирательной резорбции, заключающееся в формировании фагосом, содержащих либо сперматозоиды, либо остаточные тела.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные существенно расширяют имеющиеся представления о строении и функциональной активности гонад Echinodermata. Показано, что в отличие от гаметогенных клеток, демонстрирующих филогенетический консерватизм строения и дифференциации, вспомогательные клетки гонад своеобразны в каждом классе иглокожих. Сопоставление данных о структуре соматических тканей семенников с особенностями сперматогенеза позволяет глубже понять характер взаимоотношений между половыми клетками и различными группами соматических клеток в ходе дифференциации гамет у иглокожих. Детальное исследование взаимодействия половых и соматических клеток у представителей различных классов иглокожих расширяет наши знания о разнообразии моделей гаметогенеза.

Данные по морфологической организации вспомогательных клеток семенников могут быть использованы в качестве дополнительного признака в филогении иглокожих. Материалы диссертации могут быть использованы при преподавании цитологии, гистологии и биологии развития в высших учебных заведениях.

Апробация работы. Материалы диссертации были представленные на III и V региональных конференциях по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии студентов, аспирантов и молодых ученых ДВГУ (Владивосток, 2000, 2002); Конференции студентов, аспирантов и молодых ученых НОЦ ДВГУ «Фундаментальные исследования морской биоты» (Владивосток, 2002); Ежегодной научной конференции Института биологии моря ДВО РАН (2003); Международном научном семинаре «Проблемы репродукции и раннего онтогенеза морских гидробионтов» (Мурманск, 2004); научном межлабораторном семинаре по морфологии, физиологии и биохимии ИБМ ДВО РАН, а также на семинарах лаборатории эмбриологии ИБМ ДВО РАН.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов и их уч^ обсуждения, выводов и списка литературы (142 источника, из них 116 на