Развитие зародыша ампуллярии на стадии гаструлы

ISSN 2073-5529. Âåñòíèê ÀÃÒÓ. Ñåð.: Ðûáíîå õîçÿéñòâî. 2009. № 1
ÒÎÂÀÐÍÀß ÀÊÂÀÊÓËÜÒÓÐÀ
УДК 594.3-13
Л. М. Елчиева
ÐÀÇÂÈÒÈÅ ÇÀÐÎÄÛØÀ ÀÌÏÓËËßÐÈÈ ÍÀ ÑÒÀÄÈÈ ÃÀÑÒÐÓËÛ
Несмотря на кажущуюся полноту информации о культивировании гидробионтов в мире,
существует необходимость значительного увеличения фактических знаний в области цитологии
и гистологии беспозвоночных в условиях естественной среды их обитания и в условиях культивирования. Внесение новых объектов в аквакультуру затрудняется нехваткой знаний об адаптации
животных к новым условиям существования. Так, в настоящее время, практически отсутствуют
материалы по эмбриональному развитию моллюсков, в частности ампуллярий [1].
Материалы и методы исследований
Материалом исследования служили икринки и капсулярный мешок ампуллярий, которые отбирались через суточные интервалы развития при температуре 25 ºС. Полученную икру фиксировали в растворе Буэна, после чего проводили гистологический анализ общепринятыми методами [2].
Половозрелые ампуллярии содержались в аквариумах – 10 л воды на пару улиток. Воду
меняли через двое суток. Температура воды составляла 23–25 ºС, рН 7. Кормление происходило через день, ампуллярии получали фаршированный рыбный, мясной и растительный корм. Для стимуляции кладки температуру воды сначала снижали до 20–22º С, затем поднимали до 26–28 ºС.
Результаты исследований и их обсуждение
Исследования ампуллярий проводили на стадии гаструлы. Гаструла – это этап эмбрионального развития, который можно разделить на несколько стадий.
Гаструляция на стадии широкого бластопора. В период гаструляции диаметр икринки
составлял 1 974,7 ± 4,2 мкм, диаметр самого зародыша – 145,2 ± 2,9 мкм. Зародыш постепенно
приобретал округлую форму. Сверху зародыш был покрыт тонкой оболочкой и состоял из клеток, которые имели различную величину и форму.
Следует отметить, что на данной стадии развития латеральная ветвь «креста», состоящая
из клеток А и D начала увеличиваться из-за интенсивного деления клеток. Таким образом, началось размножение клеток периферической розетки 1а112 – 1d112.
Гаструляция происходила путем обрастания (эпиболии) мелкими клетками анимального
полюса более крупных, находившихся на вегетативном полюсе. Клетки анимального полюса
образовывали эктодерму, клетки вегетативного полюса – энтодерму. В литературных источниках этому можно найти следующее объяснение: клетки вегетативного полюса содержат большое количество желтка, они оказываются неспособными к перемещениям, а значительно более
мелкие и более активные клетки анимального полушария, размножаясь и перемещаясь, постепенно образуют эктодерму [1].
Бластопор, постепенно опускаясь, окружал вегетативный полюс. Благодаря усиленному
размножению и перемещению эктодермальных клеток, развившихся из 2d, эктодерма надвигалась сзади на бластопор, перемещая его вперед на вентральную сторону.
В начале гаструляции бластоцель еще не полностью заполнен клетками, в нем имеются
просветы, которые в дальнейшем заполняются размножающимися клетками.
Клетки энтодермы значительно более крупные, со светлой цитоплазмой, округлой формы.
Диаметр клетки – 22,0 ± 3,6 мкм, диаметр ядра – 13,2 ± 0,8 мкм, диаметр ядрышка – 3,96 ± 0,7 мкм.
Диаметр клеток эктодермы – 17,6 ± 0,4 мкм, диаметр ядра – 8,8 ± 0,05 мкм, ядрышка –
3,52 ± 0,08 мкм. Ядра интенсивно окрашены, круглой формы. В большинстве клеток ядро занимало
центральное положение, но встречались клетки, где оно было смещено к периферии. Ядро окрашивалось слабее, чем ядрышко. Имелись также клетки, в которых количество ядер составляло 2–3 штуки.
70
Òîâàðíàÿ àêâàêóëüòóðà
Гаструляция на стадии щелевидного бластопора. Диаметр икринки на данной стадии был
равен 2 821,0 ± 4,2 мкм, диаметр зародыша – 108,5 ± 2,8 мкм. Зародыш продолжал находиться
в зародышевый оболочке, активно потребляя желток для своего развития, и приобретать округлую форму. Зародыш уже имел два зародышевых листа: экто- и энтодерму, клетки которых
имели разный размер и окраску.
Бластодерма справа, слева и сзади была образована клетками – производными 2d. На этой
стадии развития бластопор приобрел форму узкой щели, которая впоследствии сформирует рот
личинки. Бластоцель на данном этапе еще не полностью замкнут, в нем существует небольшой
просвет, через который видны клетки энтодермы на вентральной стороне зародыша.
Клетки энтодермы были более крупными по сравнению с клетками эктодермы, со светлой
цитоплазмой; они располагались свободно, имели круглую форму. Диаметр этих клеток варьирует
от 13,72 ± 0,04 до 17,6 ± 0,09 мкм. Диаметр ядра – 8,8 ± 0,05 мкм, диаметр ядрышка – 3,52 ± 0,4 мкм.
Клетки эктодермы были мелкими, стандартным красителем они окрашивались в темный
цвет. Клетки были плотно прижаты друг к другу и имели слегка вытянутую, овальнопродолговатую форму. Их диаметр составлял 13,2 ± 0,04 мкм, диаметр ядра – 8,8 ± 0,05 мкм,
диаметр ядрышка – 3,52 ± 0,4 мкм. Общая площадь эктодермы равнялась 2 407,0 ± 2,8 мкм.
Следует отметить, что мезобласты к этому времени переместились в бластоцель
для дальнейшего развития.
Стадия замкнутого бластопора. Размеры икринки составляли 2 387 × 2 604 мкм. Зародыш имел округлую форму, его размеры – 123,2 × 140,8 мкм.
Бластопор был замкнут, смещен вперед на вентральную сторону зародыша, впоследствии
он превратится в ротовое отверстие личинки. Бластоцель был полностью заполнен вегетативными клетками дорсальной и вентральной ветвей креста. Началось образование третьего зародышевого листа: замыканием бластопора активизировалось деление мезобластов, которые образовали плотную мезодермальную полоску между экто- и энтодермой. Размеры клеток мезодермы составляли 15,4 × 17,6 мкм, диаметр ядра – 8,8 мкм, ядрышка – 6,6 мкм. Вентральная сторона зародыша была занята производными экодермальных и мезодермальных телобласов, размножающихся более интенсивно и берущих свое начало от второго квартета 2а, 2b, 2с
и от клетки четвертого квартета 4d, образующих энтомезодерму. Энтодермальный зачаток,
вследствие менее активного деления макромеров, имел небольшой объем.
Дальнейшее развитие мезодермы сопровождалось перемещением производных мезобластов с анимальной половины на вентральную сторону зародыша.
Начинающийся с этого времени усиленный рост и дифференцировка эктодермальных
и мезодермальных полосок ведут к постепенному изменению шаровидной формы зародыша
в удлиненную.
Стадия начала закладки внутренних органов. Зародыш продолжал находиться в икринке,
но сместился к периферии. Он сильно вытянулся в длину и имел лепестковидную форму. В этот
период четвертую часть желтка зародыш использовал для своего развития, поэтому диаметр
икринки составлял 2 387,0 ± 4,2 мкм. Длина поздней гаструлы была равной 198,0 ± 4,4 мкм.
Сверху зародыш был выстлан клетками эктодермы, которые с вентральной стороны имели округлую форму и неплотно прилегали друг к другу. Диаметр клеток колебался от 6,6 ± 0,03
до 13 ± 0,02 мкм, а латеральная сторона состояла из конических клеток, которые плотно прилегали друг к другу, имели темную, гомогенную цитоплазму, их ядра находились на разном уровне.
Всю центральную часть поздней гаструлы занимали гигантские «белковые» клетки, которые были объединены общей оболочкой в «белковый мешок», ограничивающий гаструлярную
полость. Диаметр «белкового мешка» был равен 140,0 ± 0,8 мкм.
«Белковые клетки» образовались из производных квадранта D. Так как клетки квадранта
D изначально имели больше желтка, чем остальные клетки, при обособлении четвертого квартета желток остался в клетках 4D, вследствие чего клетки оказались перегружены желтком, стали
значительно крупнее остальных клеток зародыша и не были способны к дальнейшему делению;
некоторые клетки слились между собой. Поэтому многоклеточное образование 4D утратило
характер клетки, превратившись в массивное скопление желтка, вокруг которого происходило
деление остальных клеток.
На этой стадии развития начинается формирование личиночных органов.
71
ISSN 2073-5529. Âåñòíèê ÀÃÒÓ. Ñåð.: Ðûáíîå õîçÿéñòâî. 2009. № 1
Так, зачаток раковинной железы был представлен в виде глубокого вдавления эктодермы
в гаструлярную полость, он состоял из 28 округлых, крупных клеток с крупным ядром в центре.
Диаметр клеток был равен 13,0 ± 2,0 мкм.
На данной стадии у зародыша начал формироваться прототрох, который будет являться
локомоторным органом до стадии средней трохофоры. Благодаря работе ресничек прототроха
зародыш перемещался внутри икринки.
Закладка прототроха происходила на вентральной стороне зародыша и представляла собой поясок, состоящий из округлых, крупных клеток, неплотно прижатых друг к другу. Клетки
прототроха имели мерцательные реснички. Диаметр клеток был равен 15,0 ± 0,3 мкм.
На начальных этапах эмбрионального развития органом, регулирующим жизнедеятельность зародыша, является апикальный орган, который вследствие роста и развития зародыша редуцировался.
Апикальный орган был расположен на аборальном полюсе личинки и включал в себя султанчик чувствительных ресничек и лежавших в его основании клеток – нейробластов, которые
образовались путем выделения из состава эктодермы, представляя собой округлые клетки
диаметром 8,0 ± 0,2 мкм. Количество нейробластов было равно 32.
Яйца ампуллярий, так же как и яйца всех пресноводных Gastropoda, нуждаются в осморегуляции в течение всего своего развития, т. к. развиваются во влажной среде. Поэтому у зародыша закладка протонефридий начиналась со стадии поздней гаструлы.
Два зачатка протонефридий располагались над «белковым мешком» с правой стороны
от сагиттальной плоскости тела, представляя собой скопления восьми крупных клеток. Клетки
были объединены общей оболочкой, диаметр которой был равен 13,0 ± 0,2 мкм.
Закладка кишечника произошла путем инвагинации энтодермы внутрь бластоцеля. Энтодерма к этому времени состояла из довольно большого числа клеток, слагающихся в кишечный
эпителий. Зачаток кишки имел вид трубки, длина которой с просветом была равна 53,0 ± 1,9 мкм.
Эпителий зачатка кишечника состоял из высоких призматических клеток, плотно прижатых друг к другу. Высота клеток была 7,21 ± 0,07 мкм.
На передней половине тела зародыша образовался головной пузырь, который состоял
из 18 клеток, плотно прижатых друг к другу.
Заключение
Таким образом, гаструляция происходила путем обрастания. К концу стадии гаструлы зародыш изменил форму тела, но продолжал располагаться в яйце. В этот период развития прототрох не имел мерцательных ресничек, вследствие чего зародыш не перемещался внутри
икринки. У зародыша произошла закладка основных органов жизнедеятельности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
2.
Макрушин А. В. Гистологические обследования беспозвоночных Рыбинского водохранилища // Вторая Всесоюз. конф. по рыбохозяйственной токсикологии, посвященная 100-летию проблемы качества
воды в России. – СПб., 1991. – Т. 2. – С. 56–58.
Волкова О. В., Елецкий Ю. К. Основы гистологии с гистологической техникой. – М.: Медицина, 1989. – 234 с.
Статья поступила в редакцию 1.04.2009
THE DEVELOPMENT OF АMPULARIIDAE FOETUS
AT THE GASTRULA STAGE
L. M. Elchieva
It has been established that gastrulation occurred by means of growth.
By the end of the gastrula stage, the foetus has changed the form of its body, but
it was still in the egg. On the given stage of the development, prototroh had
no ciliary cilia, hence the foetus did not move inside the spawn. The establishment of main organs with vital functions happened inside the foetus.
Key words: stage, epithelium, differentiation, gastrula.
72