Цитологические особенности ампуллярии Pomacea Bridgesii в раннем онтогенезе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цитологические особенности ампуллярии Pomacea Bridgesii в раннем онтогенезе

Общая характеристика работы

моллюск ампулярия цитологический

Актуальность исследования. В настоящее время почти во всех странах мира моллюски употребляются в пищу как в свежем, так и в мороженном, консервированном, сушеном виде. По калорийности мясо моллюсков не уступает мясу некоторых рыб. В нем содержатся все незаменимые аминокислоты, углеводы, жиры и витамины, а также такие минеральные элементы, как йод, железо, цинк, медь, играющие большую роль в регуляции обмена веществ (Geilenkirchen W. L. M., 1967; Benjamin PR, Rose RM, et al., 1979; Андреев Н. И., Каримов А. В., 2003; Винарский М. В., 2002, 2003).

Культивирование моллюсков обходится дешевле, чем культивирование других беспозвоночных, так как они неприхотливы к условиям содержания и к еде. Хозяйство по разведению моллюсков окупается в течение 2 - 3 лет. Кроме того, брюхоногие моллюски обладают огромными запасами экологической и биотической потенции, которая редко полностью проявляется в естественных условиях, но в хозяйствах полноцикличного типа возможна достаточная реализация биопотенциальных свойств моллюсков (Долгин В. Н., 1974; Elekes K., et al., 1991; Гребенников М. Е., Ермаков А. И., 2003; Винарский М. В., Каримов А. В., 2004). При создании оптимальных условий содержания можно ускорить развитие, рост и созревание особей и даже увеличить выход полезной продукции (Моисеев П. А., 1995). Однако, внесение новых объектов в аквакультуру затрудняется дефицитом знаний об адаптации животных к новым условиям существования, особенно в раннем онтогенезе (Сальников Н. Е., 1995; Croll E. E., 1999; Ranan Z., 2002; Парамонов А. А., 2005; Формозов А. Н., 2004).

Морфозиологичские особенности развития беспозвоночных описаны в работах многих исследователей (Мещеряков В. Н., 1975; Догель В Н., 1981; Morriill J. B., 1982; Dickinson A., 2001; Андреев Н. И., 2003;), эти авторы внесли значительный вклад в изучение морфогенеза брюхоногих моллюсков. В отдельных работах описывалась гистология систем органов и тканей взрослых особей моллюсков (Croll R. P., 1999; Haszprunar, G., 2002; Винарский М. В., 2003; Воронежская Е. Е., 2003). Нужно отметить, что гистология низших позвоночных и беспозвоночных разрабатывалась в меньшей степени, по сравнению с высшими позвоночными, обобщающие труды по формированию тканей у этих животных крайне скудны (Заварзин А. А., 1975).

В настоящие время в аквакультуру Астраханской области внесены новые объекты, в том числе ампуллярии Pomacea bridgesii. Искусственные условия, в которых она выращивается, значительно отличаются от природных, в связи с чем необходимы объективные знания о процессах, происходящих в раннем онтогенезе личинок, разводимых в искусственных условиях.

На основании вышесказанного, целью исследования явился анализ цитологических особенностей раннего онтогенеза моллюска ампуллярии Ampullariidae Pomacea bridgesii, выращиваемого в искусственных условиях.

Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Определить продолжительность и выявить особенности периодов, этапов, и стадий развития ампуллярии Pomacea bridgesii.

2. Определить особенности цито - и гистогенеза жизненно важных органов ампуллярии в раннем онтогенезе.

3. Определить закономерности формирования и развития кладок ампуллярии

Научная новизна исследований состоит в том, что комплексых исследований раннего онтогенеза моллюска ампуллярии Ampullariidae Pomacea bridgesii до настоящего времени не проводилось. Впервые описан гисто - и органогенез личинок ампуллярий от восьми бластомер до стадии вылупления. В работе прослежена судьба отдельных групп бластомеров. Определен жизненный цикл и его продолжительность у ампуллярий (Pomacea bridgesii): выделены периоды, этапы и стадии, определена их продолжительность, абиотические факторы, действующие во время жизненного цикла ампуллярий. Подсчитана скорость развития органов и самого организма ампуллярий. Впервые было обнаружено наличие стволовых клеток в капсуле личинок.

Практическая значимость данной работы состоит в изучении особенностей развития ампуллярий, выращиваемых в искусственных водоемах, что является важнейшей теоретической основой для оптимизации биотехники развития ампуллярий в искусственных условиях. Результаты проведенных исследований дают возможность охарактеризовать биологические и экологические особенности их развития. Результаты исследований могут быть использованы специалистами в области гистологии, эмбриологии, цитологии. Материалы исследования используются в преподавании курсов «Зоологии беспозвоночных», «Эмбриологи и биологии развития» для специальностей биоэкология, аквакультура и водные биоресурсы в Институте рыбного хозяйства, биологии и природопользования Астраханского государственного технического университета.

Положения, выносимые на защиту:

1. Дробление зиготы ампуллярий относится к спиральному типу, первые два деления оплодотворенной яйцеклетки происходят внутри самки. Дробление высоко детерминировано. Отмечено, что гаструляции происходит путем обрастания (эпиболии), инвагинации (впячиванием), расселения (иммиграции)

2. Однослойный призматический эпителий является универсальным покрытием для мантии, кишечника, жабр этих животных.

3. На стадии велигер происходит дифференцировка печеночных клеток ацинусов на три типа: печеночные клетки (собственно клетки печени - гепатопанкреас), ферментные клетки и известковые.

4. Топография внутренних органов личинки ампуллярии меняется от стадии к стадии под действием торзионного процесса, в связи с чем, на стадии вылупления большая часть органов, (почка, сердце, желудок, значительная часть кишечника, жабры) смещаются на правую сторону личинки.

5. Выявлено наличие стволовых клеток в капсуле, окружавшей яйцеклетки после кладки, которые наблюдались до стадии великонхо.

Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований были доложены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ в 2006-2009 гг.; второй Международной конференции молодых ученых и специалистов «Комплексные исследования биологических ресурсов южных морей и рек», Астрахань, 2007; Международном научно-практическом семинаре молодых ученых и студентов «Природные ресурсы Каспийского моря и устойчивое развитие прибрежных территорий», Астрахань, 2007; Международном симпозиуме Астраханского государственного технического университета «Тепловодная аквакультура и биологическая продуктивность водоемов аридного климата», Астрахань, 2007; Международной научной конференции «Биология: теория, практика, эксперимент», Саранск, 2008; Всероссийской научно - технической конференции «Экология и медицинские проблемы», Тула, 2008;

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, две из которых напечатаны в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.

Объем и структура. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения, заключения и выводов. Диссертация изложена на 186 страницах, содержит 24 таблицы и 33 рисунка. Список используемой литературы включает 263 источников, из которых 97 иностранных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа выполнена в Астраханском государственном техническом университете на кафедре гидробиологии и общей экологии в течение 2007 - 2010 гг.

Объектом исследования служили: коконы, в которых находились икринки на разных стадиях развития, икра ампуллярий, отобранная в разные промежутки времени, неполовозрелые особи моллюсков Рomacea Вridgesii (Reeve, 1856).

Взрослые особи содержались в 70 - ти литровых аквариумах с расчетом 1 литр на одну половозрелую особь. Из - за особенностей ампулярий откладывать икру над поверхность воды, аквариумы не доливались на 10 - 15 см. В аквариумах поддерживалась постоянная температура воды от 26 - 28 С⁰, рН не превышал 7. Вода в аквариумах постоянно аэрировалась. Через каждые трое суток производилась полная смена воды.

Таким образом, за весь период исследований было сделано и изучено 97 серий икринок моллюска, 10 серий их кладок (табл. 1).

При выполнении работы был применен комплекс методов исследования: гистологический, гидрохимический, статистический.

Гистологические исследования. В работе использовались методы классической гистологии (Волкова О.Е., Елецкий Ю.К., 1982). Кладка ампуллярий фиксировалась в растворе Буэна. Осуществлялась проводка через спирты возрастающей крепости, готовились - целлоидиновые блоки, окраска серий срезов производилась гематоксилином - эозином, азаном, железным гематоксилином.

Методы морфометрии. При помощи морфометрического анализа были получены количественные данные о изменений длины зародышей и их органов, объективно характеризующие строение, развитие и возрастную динамику изучаемых структур (Авандилов, 1980; 1990; Пантелеев и др. 1999).

При помощи окуляра - микрометра на световом микроскопе МБИ - 3 были определены основные морфометрические параметры эмбрионов его клеток, на всех этапах раннего онтогенеза. Препараты фотографировались цифровой фотокамерой Canon PoveChat А 96, совмещенный с лабораторным микроскопом МикМед.

Статистическая обработка результатов. Полученные результаты подверглись статистическому анализу. Все цифровые данные экспериментов обрабатывались на IBM PS/AT с использованием интегральных пакетов Statistica v 6.0, Microsoft Office Excel, 2007

Таблица 1 Объем использованного материала

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Начальные этапы эмбриогенеза развития личинки ампуллярии Pomacea bridgesii

В результате проведенных исследований определены периоды, этапы и стадии развития зародыша ампуллярий. Было выделено три периода: эмбриональный, личиночный и период юного организма. Эмбриональный период включал два этапа - это дробление и гаструляция. Длительность этапа дробления была равна 18 часов 20 минут, длительность этапа гаструляции составляла - 7 часов 10 минут. К концу этапа дробления зародыш достигал в диаметре до 207 ± 2 мкм, он состоял из довольно крупных клеток, затем, на этапе гаструляции частота дробления увеличилась, размеры клеток быстро уменьшились. Диаметр зародыша был равен 123,2 ± 2,8 мкм. На всех последующих стадиях, включая стадию вылупления, зародыш увеличивался в размерах.

Развитие зародыша на стадии бластулы. Первые этапы дробления яйца происходили внутри самки. Наружу яйцо выходило уже на стадии восьми бластомер. Время достижения начальных стадий представлено в таблице 2.

Таблица 2 Развитие Pomacea bridgesii (Reeve) при 25 - 26 ⁰С

Дробление ампуллярий относилось к спиральному типу, первые два деления оплодотворенной яйцеклетки происходили внутри самки. Дробление высоко детерминировано. Желток в дроблении участия не принимает, окружая зародыш в целом. До стадии 32 бластомер деление леотропно. Следует отметить, что бластомеры второго квадранта 2a, 2b и 2с формируют в дальнейшем эктомезодерму, из которой образуется эпителий ротовой полости, глотки, радулярный мешок, эпителий языка, слюнные железы, пищевод и буккальные ганглии. Из бластомеров группы 2d - возникает эктодерма стенки тела и мантия, данная группа клеток дает зачаток ноги моллюска, одного из самых больших органов. Левая цефалическая пластинка возникает из клеток 1с¹²¹¹ - 1с¹²¹². Из цефалических пластинок образуется эпителий щупалец, глаза и церебральные ганглии. Четвертый квадрант клеток 4d формирует энто - мезодерму, остальные клетки этого квартета образуют энтодерму. Так как группа клеток 4d находилась на протяжении всего эмбрионального развития моллюска на вегетативном полюсе, она образует будущий задний конец зародыша.

Развитие зародыша на стадии гаструлы. Гаструляция происходила путем обрастания, впячивания, расселения. Этот этап эмбрионального развития, можно разделить на несколько стадий: широкого бластопора, щелевидного бластопора, стадия двух зародышевых листков и стадия начала закладки органов.

Клетки энтодермы были более крупными, по сравнению с клетками эктодермы, со светлой цитоплазмой, они располагались свободно, имея круглую форму. Диаметр этих клеток варьировал от 13,72 ±0,04 мкм до 17,6 ± 0,09 мкм. Диаметр ядра был равен 8,8 ± 0,05 мкм, диаметр ядрышка 3,52 ± 0,4 мкм.

Клетки эктодермы были мелкими, плотно прижатыми друг к другу, имели слегка вытянутую, овально - продолговатую форму. Диаметр их составлял 13,2 ±0,04 мкм, ядро было равно 8,8 ± 0,05 мкм, ядрышко 3,52 ± 0,4 мкм общая площадь эктодермы равнялась 2407 ± 2,8 мкм.

Таким образом, исследования показали, что к концу вторых суток развития зародыш имел лепестковидную форму. Его центральную часть занимал «белковый мешок», впервые произошла закладка протонефридий, апикальный орган имел султанчик из ресничек на апикальной стороне. Произошла закладка кишечника.

2. Органо - и гистогенез личинки ампуллярии в оптимальных условиях развития

Личиночный период ампуллярии состоял из трех этапов: формирования трохофоры, формирование велигера и формирование великонхо.

Личиночный период включал четыре этапа: гисто - и органогенеза личиночных органов, трохофоры, велигера, великонхо. Этап гисто - и органогенеза личиночных органов начинался через 48 часов от начала дробления восьми бластомер, его продолжительность была равна 24 часам. Этап трохофоры происходил на третьи сутки развития, его продолжительность была равна 72 часам. Этап велигера начинался на седьмые сутки развития личинки, его продолжительность была равна 144 часа. Каждый из данных этапов включал три стадии развития: раннюю, среднюю и позднюю. Размеры зародыша были непостоянными, меняясь от стадии к стадии. На этапе гисто - и органогенеза зародыш увеличился в 1,6 раз. К концу этапа трохофоры зародыш увеличился в 2,5 раза; на этапе велигера зародыш увеличился в 1,5 раза, на этапе формирования великонхо зародыш - в 1,3 раза, к концу этапа формирования постоянных органов зародыш - в 1,4 раза. За эмбриональный период зародыш увеличился в 2,3 раза, в личиночный период - в 4,7 раза, в период юного организма - в 1,5 раза; таким образом, от оплодотворения до вылупления произошло увеличение зародыша в 10,7 раз.

Стадия ранняя трохофора. Размеры зародыша были следующие: длина была равна 422 4 мкм, ширина 512 1,3 мкм, диаметр икринки - 1100 2,1 мкм. Он был грушевидной формы. Центральную часть ранней трохофоры занимал «белковый мешок», диаметр которого составлял 290 ± 4 мкм, клетки его выполняли функцию печени. Сверху «белковый мешок» был покрыт однослойным призматическим эпителием. Стомодиум начал дифференцироваться на рото - глоточную часть и пищевод. Клетки, выстилающие рото - глоточную часть, были мелкими, имели разную форму, клетки образующие будущий пищевод - были высокими, плотно прилегающими друг к другу. Впервые произошла закладка сердца, имеющего вид трубки, выстланной плоскими клетками, диаметр трубки был равен 8 ± 0,8 мкм, длина 15 ± 0,6 мкм. 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 которых был равен 13 ± 0,2 мкм, размеры протонефридиев был следующими: длина составляла 12 ± 0,8 мкм, ширина 8 ± 0,5 мкм. Апикальный орган утратил реснички, он заметно увеличился в размере, имел вид бугорка на апикальной стороне зародыша, его высота была равна 149 ± 6 мкм, ширина 5± 0,8 мкм. Сверху апикальный орган был покрыт однослойным многорядным эпителием, который подстилался молодой соединительной тканью - мезенхимой, в которой находились крупные округлые клетки - нейробласты. Нейробласты сгруппировались в два конгломерата, образовывая, таким образом, пару церебральных зачатков ганглий. Раковинная железа углубилась, приближаясь к зачатку кишечника, количество клеток, образующих раковинную железу, составляло 56 ± 2. Клетки прототроха утратили реснички.

Стадия средняя трохофора. Зародыш заметно увеличился в кранио - куадальном направлении. Размеры зародыша были следующие: длина - 368 2,3 мкм, ширина 651 0,2 мкм, диаметр икринки - 900 1,8 мкм. Ротовое отверстие открывалось наружу узкой щелью, за ротовым отверстием следовала ротовая полость и радулярный мешок, на дне которого произошла закладка радулы в виде 12 уплощенных округлых клеток. Ротовая полость и радулярный мешок были покрыты однослойным призматическим эпителием. Произошла дифференцировка расширенной части передней кишки в зачаток глотки. Длина пищевода была равна - 8,5±0,3 мкм, ширина 3,5±0,6 мкм. Начальный отдел средней кишки был выстлан однослойным многорядным эпителием. Часть средней кишки дифференцировалось в зачаток желудка. Средняя кишка была короткой; ее длины была равна - 17 ± 0,03 мкм. Зачаток желудка был выстлан однослойным призматическим эпителием, длина желудка была равна - 36 ± 0,7 мкм, ширина - 20 ± 0,9 мкм. Шло образование печеночных канальцев путем разрастания эпителия кишки в полость «белкового мешка». Первый зачаток канальца был сформирован на вегетативном полюсе висцерального мешка. Размеры канальцев были следующие: длина - 13,2±1 мкм, ширина - 8±0,3 мкм, высота - 2,2±0,2 мкм. Нога развивалась на вентральной стороне зародыша и имела коническую форму, ее длина составляла 270 ± 3,0, ширина - 47 ± 4,0 мкм. Мезенхимные клетки дифференцировались в мышечные трубочки. В эпителии, покрывающем основание ноги и центральную часть стомодиума, началась пролиферация нейробластов в зачатки педальных и церебральных ганглиев. Размеры церебральных ганглиев были таковыми: длина - 8,2 ± 0,3 мкм, ширина 9 ± 0,2 мкм, размеры педальных ганглиев были следующие: длина 15 ±0,7 мкм, ширина - 10 ± 0,2 мкм. Зачатки остальных ганглиев еще отсутствовали. Впервые произошла закладка глаз, их диаметр был равен 7 ± 0,09 мкм. Раковинная железа имела вид широкой пластинки клеток, выгнутой в сторону наружной поверхности, состояла из двух видов клеток: первый вид был представлен высокими призматическими клетками, плотно прилегающими друг к другу, имеющими зернистую цитоплазму и крупное светлое ядро; второй вид состоял из округлых, более мелких клеток, с маленьким ядром в центре клетки, ее размеры были следующие длина - 10 ± 0,6 мкм, диаметр клеток - 2,4 ± 0,11 мкм. Прототрох к этой стадии полностью редуцировался. Количество канальцев протонефридий увеличилось до 12. Канальца выстилал однослойный кубический эпителий, лежащий на базальной мембране.

Стадия поздняя трохофора. Длина зародыша составила - 502 3,2 мкм, диаметр - 762 4 мкм, диаметр желтка - 762 2,1 мкм. Зародыш был округлым. Рот переходил в довольно широкую ротовую полость, которая вела в глотку, имеющую полость. Длина глотки была равна - 6,6±0,3 мкм, ширина - 4,1±0,4 мкм. Глотка переходила в пищевод, длина его была равна - 9±0,4 мкм, ширина - 4,1±0,6 мкм. Из расширения пищеварительной трубки продолжал формироваться желудок, который располагался на вентральной стороне зародыша, сообщаясь двумя протоками с «белкового мешка». Длина желудка составила - 40 ± 1,0 мкм, ширина - 21 ± 0,6 мкм. Передний отдел пищеварительной системы выстилал однослойный цилиндрический эпителий. Среднюю кишку выстилал однослойный многорядный ресничный эпителий, клетки располагались на базальной мембране, некоторые клетки, эпителия имели реснички. Длина средней кишки была равна - 20 ± 0,1 мкм, ширина - 14 ± 0,09 мкм. С данной стадии развития расположение органов висцерального комплекса происходило под воздействием торзионного процесса. Так, желудок стал поворачиваться влево от сагиттальной плоскости, зачаток кишечника начал образовывать петлю. Кишечник стал открываться наружу. Нога заметно увеличилась в размере, длина ноги стала равной - 303 ± 6,6 мкм, ширина 50 ± 1,3 мкм. Сверху ногу покрывал однослойный многорядный ресничный эпителий, который подстилался рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью. Межклеточное вещество соединительной ткани состояло из коллагеновых волокон и большого количества основного аморфного вещества. В центральной части ноги имелся конгломерат клеток педальной железы. Впервые на данной стадии развития появились зачатки жаберных лепестков, которые располагались на левой стороне зародыша, у головного отдела, в количестве 8 ± 2 штук. Жаберные лепестки были покрыты однослойным многорядным ресничным эпителием, лежащим на базальной мембране. Внутри жаберных лепестков находился тонкий сосуд. Размеры жаберных лепестков были следующими: длина - 33 ± 0,4 мкм, ширина - 7,51 ± 0,5 мкм, длина жаберного аппарата была - 493 ± 1,0 мкм. В цефалических пластинках продолжалось преобразование церебральных зачатков в ганглии, шло формирование нервных стволов. Длина церебральных ганглиев была равна - 14 ± 4,0 мкм, ширина - 10 ± 5,0 мкм. Формирование нервных ганглиев начиналось с выделения из состава эктодермы специальных клеток - нейробластов. Диаметр глаз увеличился до 21 ± 0,05 мкм.

Этап формирования велигера включает в себя три стадии развития: ранняя, средняя, и поздняя. Продолжительность этапа составляла 144 часа, что равно шести суткам, за этот этап зародыш увеличился в 1,4 раза.

Стадия ранний велигер. Форма зародыша была овоидной. Диаметр зародыша составлял - 540 2 мкм, длина - 897 5,2 мкм. Диаметр икринки был равен 605 1,8 мкм. Передняя часть ротового отверстия была представлена ротовыми дольками или валиками, размер которых составлял 6,0 ± 0,6 мкм. Шло образование радулы. Желудок на данном этапе находился на правой стороне, постепенно смещаясь кпереди. Длина желудка была равна - 43,4 ± 2,6 мкм, ширина - 24 ± 2,3 мкм. Передний отдел пищеварительной системы выстилал однослойный многорядный эпителий, лежащий на базальной мембране. В средней кишке площадь ресничного эпителия заметно увеличилась, также увеличились размеры средней кишки, ее длина уже составляла - 22 ± 0,12 мкм, ширина - 15 ± 0,04 мкм, высота клеток эпителия была равна 1,1 ± 0,2 мкм. Клетки «белкового мешка» утратили функцию и начали редуцироваться. Нога увеличилась в размере, ее длина была равна 470 ± 5,2 мкм, ширина - 54 ± 4,0 мкм. В ней происходила дифференцировка мышечных клеток, расположенных продольно. Сердце имело грушевидную форму, желудочек и предсердие отличались по форме и размеру, оно переместилось под левый каналец протонефридия. Полость сердца выстилали плоские клетки эндотелия, лежащего на базальной мембране. Размеры сердца были следующие: длина предсердия была равна - 12,3 ± 2,1 мкм, желудочка - 11 ± 0,6 мкм; ширина предсердия - 14,0 ± 0,3 мкм, желудочка - 15,9 ± 0,09 мкм. Количество ламелл в жабрах увеличилось до 12. Основой жаберных лепестков являлся кровеносный сосуд. Их покрывал однослойный многорядный ресничный эпителий. Длина жаберных лепестков увеличилась, была равна - 36 ± 0,4, ширина - 10 ± 1,2 мкм. Длина жаберного аппарата стала равной - 503 ± 3,0 мкм. Началось образования почечного целомического мешка, сформировалось незначительное число извитых канальцев, выстланных однослойным кубическим эпителием, с крупными округлыми ядрами. Размеры целомического мешка были следующими: длина - 130 ± 2,0 мкм, ширина - 110 ± 2,0 мкм. Педальные ганглии были соединены комиссурой, имелись зачатки париетальных, висцеральных и плевральных ганглиев. Длина церебральных ганглиев составляла - 28 ± 2,0 мкм, ширина - 17,6 ± 1,3 мкм. Размеры педальных ганглиев были таковы: длина - 22 ± 2 мкм, ширина - 15 ± 3,3 мкм. Диаметр глаз увеличился, он составлял 34 ± 0,04 мкм, хрусталики не были сформированы. Эпителий глаз был представлен однослойным низким кубическим эпителием.

Стадия средний велигер. Зародыш сохранял овоидную форму, его диаметр был равен - 723 2,5 мкм, длина - 1010 3,8 мкм. Диаметр икринки составлял 510 5 мкм. Шло разделение желудка на два отдела: основной и пилорический. Мезенхимные клетки ноги продолжали дифференцироваться и превращаться в мышечные трубочки. Длина желудка была равна 47 ± 3,0 мкм, ширина - 26 ± 1,1 мкм. Сердце располагалось в сагиттальной плоскости, имело грушевидную форму. Длина предсердия составила 14,5 ±0,5 мкм, ширина - 14,7 ± 0,5 мкм, длина желудочка - 15 ±0,4, ширина - 16,0 ± 0,1 мкм. Полость сердца была выстлана плоскими клетками эндотелия, лежащими на базальной мембране. Стенки сердца образованы кардиомиоцитами. Количество ламелл в жабрах постепенно увеличилось, составляя 22 ± 1 штуки, также увеличились размеры лепестков, их длина составляла - 40 0,3 мкм, ширина - 14 ± 0,3 мкм. Ламеллы были выстланы однослойным многорядным ресничным эпителием. Почечный мешок увеличился в размере за счет увеличения канальцев, их количество увеличилось до 16 ± 2 штук. Шло образование рено - перикардиального канала, его размеры были таковы: длина - 170 ± 2,0 мкм, ширина - 126 ± 0,5 мкм Канальца почки были выстланны однослойным кубическим эпителием, с крупными округлыми ядрами. Часть клеток протонефридиев утратили свои функции и редуцировались. Комиссуры педальных ганглиев соединились между собой. Кроме того, педальные ганглии связались с церебральными ганглиями двумя коннективами, образовывая подглоточную нервную петлю. Шло формирование плевральных, париетальных, висцеральных ганглиев. Начал формироваться глазной хрусталик, был установлен активный рост глазного щупальца.

Стадия поздний велигер. Личинка приобрела форму взрослого моллюска. Ее диаметр стал равным 750 1,5 мкм, длина 1070 2,9, диаметр икринки - 410 4,4 мкм. Клетки печени состояли из трех типов: ферментные, собственно клетки канальцев печени и известковые клетки. Клетки «белкового мешка» полностью редуцировались. Эпителий средний кишки был весь выстлан однослойным высокопризматическим ресничным эпителием. Большая часть мускулатуры ноги на данной стадии развития составляли мышечные трубочки, расположенные продольно. Сердце располагалось в перикардиальной полости; оно продолжало смещаться на правую сторону. Полость сердца была выстлана плоскими эндотелиальными клетками, лежащими на базальной мембране. Почку и перикард связывал формирующийся рено - перикардиальный канал. Мерцательные клетки протонефридиев утратили реснички. Количество почечных канальцев заметно увеличилось. Канальца выстилал однослойный кубический эпителий, лежащий на базальной мембране. Заложились буккальные ганглии. Шло образования нервных стволов, путем разрастания отростков нервных клеток. Произошла пигментация глаза в красный цвет.

Этап формирования великонхо включает одну стадию - великонха, продолжительность которой была равна 72 часам, стадия наступила на 12 сутки развития. На данном этапе зародыш увеличился в 1,2 раз.

Стадия великонхо. Диаметр зародыша составил 923 1,3 мкм, длина 1120 1,6 мкм, диаметр икринки - 300 4,1 мкм. Зародыш полностью оброс раковиной. Левая доля печени заняла верхние витки раковины, приобретая таким образом форму спирали. Печеночные канальца были выстланы однослойным многорядным эпителием. Канал состоял из последовательно расположенных трех типов клеток: ферментных, печеночных и известковых. Желудок повернулся вокруг продольной оси вправо и сместился на вентральную сторону к левой доли печени. Желудок имел ярко выраженные три оболочки. Внутренняя оболочка - слизистая, покрытая ресничным эпителием с тонкой собственной соединительнотканной пластинкой. Средняя оболочка - мышечная, довольно толстая, состоящая из двух слоев гладких мышц (косого и циркулярного). Наружная оболочка - соединительнотканная, без четких границ переходящая в рыхлую волокнистую неоформленную соединительную ткань. Архитектоника мышц ноги полностью сформировалась, мышечная масса состояла из клеток расположенных в поперечном, продольном, косом направлениях. Мышечные клетки личинки имели косую исчерченость. Ганглии соединились между собой при помощи коннектив и комиссур. Коннективы и комиссуры представляли собой отростки нейронов. Ганглии были образованы телами нервных клеток - перикарионов. Сердце располагалось между жаберным аппаратом и почкой на правой стороне личинки. Полость сердца была выстлана плоскими эндотелиальными клетками, лежащими на базальной мембране, размеры сердца были таковыми: длина персердия - 18 ± 4,0 мкм, ширина - 16 ± 1,0 мкм; длина желудочка - 21 ± 0,9 мкм, ширина - 17,6 ± 0,05 мкм. Протонефридий полностью редуцировался.

Период юного организма включал четыре стадий: переход к ножному движению, 16 сутки развития, 17 сутки развития, стадия вылупление.

Стадия вылупление. Длина зародыша составляла 1160 ± 2, ширина 1860 ± 1,5 мкм. Ротовое отверстие находилось между ротовыми дольками, длина которых увеличивалась по мере развития личинки, к моменту вылупления длина их равнялась 25 ± 2 мкм. В передней части головы располагалась глотка, которая представляла собой расширенную часть передней кишки. Длина глотки была невелика - 18 ± 0,2 мкм, что составляло всего 1,1 % от общей длины пищеварительной системы. Глотка заканчивалась небольшим расширением - радулярным влагалищем, размеры которого были: ширина 18 0,2 мкм, длина 29 0,5 мкм, в нем располагался одонтофор (язык) имеющий форму валика, на поверхности которого лежала радула. Радула имела следующие размеры: ширина - 15 ± 0,5 мкм, высота 25 ± 0,4 мкм. Радула имела «зубы» в виде кутикулярных пластинок эпителиальных выростов, состоящих из плотного слоя кутикулы. У личинки на стадии вылупление радулярный аппарат составлял 1,5 % от длины пищеварительной системы.

На границе между ротовой полостью и глоткой располагалась непарная челюсть. Длина челюсти была равна 22 ± 0,6 мкм, ширина - 12 ± 1,2 мкм. Далее глотка переходила в короткий пищевод, длина составляла 24 ± 0,8 мкм, диаметр - 15 ± 0,6 мкм. От общей длины пищеварительной системы пищевод составлял 2,8 %. Пищевод продолжался в зоб. У личинки зоб не был полностью сформирован, представляя собой объемистое расширение пищевода. Передний отдел заканчивался довольно крупным образованием передний кишки - желудком, который имел 70 ± 2,5 мкм - в длину, 50 ± 2 мкм - в ширину; желудок составлял 8,3 % от общей длины пищеварительной системы. Желудок состоял из двух отделов: основной и пилорического отдела, которые были разделены продольной перегородкой. Длина жевательного отделы составляла 45 ± 2 мкм, ширина 32 ± 1,5 мкм. Эпителий жевательного отдела желудка был высоким призматическим с округлыми крупными ядрами. Мышечная оболочка жевательного отдела состояла из двух слоев гладких мышц: внутренний слой был представлен циркулярным мышечным слоем, его толщина была равна 8 ± 1,2 мкм, наружный состоял из продольной мускулатуры - более мощной, толщина, которой составляла 12 ± 2 мкм; внутренняя оболочка имела слой кутикулы, защищающей эпителий слизистой оболочки. Клетки слизистой оболочки были цилиндрическими с округлыми ядрами, высота клеток равнялось 1,25 ± 0,25 мкм. Толщина кутикулярного слоя составляла 5 ± 0,5 мкм.

Пилорический отдел желудка был короче жевательного, длина его составляла 25 ± 0,9 мкм, ширина 17 ± 1,2 мкм. Эпителий пилорического отдела имел длинные реснички, длина которых была 3 ± 0,5 мкм. Пилорический отдел, так же как и жевательный, был покрыт изнутри кутикулярным слоем, который был тоньше, чем в жевательном отделе, его толщина была равна 3 ± 1,6 мкм.

Передний отдел пищеварительной системы выстилал однослойный многорядный ресничный эпителий, лежащий на базальной мембране.

Из желудка выходила средняя кишка, которая находилась в виде петель вокруг печеночных лопастей. Средняя кишка являлась самым коротким участком кишечника, у личинок на стадии вылупления она составляла 7,8 % от длины жулудочно - кишечного тракта, длина ее была равна 66 ± 0,04, ширина - 44 ± 0,01 мкм. Средняя кишка отличалась менее мощной мускулатурой, чем передний отдел пищеварительной системы; была выстлана однослойным многорядным ресничным эпителием, клетки которого располагались на базальной мембране

Печень закладывалась как непарный орган, в связи с закручиванием раковины у взрослых особей печень находилась с правой стороны. Левая доля печени была больше правой. Размер долей был таков: длина левой доли была равна 170 ± 2мкм, ширина 150 ± 0,5 мкм; длина правой доли 145 ± 0,4 мкм, ширина - 120 ± 2 мкм. Печень личинки составляла около 20,2 % от общей длины пищеварительной системы.

Основные процессы поглощения питательных веществ происходили в так называемых «печеночных разветвлениях кишечника». Это - тонкие трубчатые разветвленные выросты кишечника, выстланные однослойным эпителием. Их эпителий состоял из закономерно расположенных трех типов клеток. Наиболее крупные клетки со светлой цитоплазмой занимали вершину и боковые поверхности складок, мелкие базофильные клетки были расположены в их основании. Имелись еще клетки с очень крупными полиплоидными ядрами и резко базофильной цитоплазмой.

Средняя кишка, делая петли, переходила в заднюю. Задняя кишка, так же, как и передняя, была покрыта изнутри слизистой оболочкой, снабженной кутикулой, выполнявшей защитную функцию, однако кутикула задней кишки была значительно тоньше кутикулы переднего отдела. Толщина этого слоя составляла 0,5 ± 0,03 мкм. Длина кишки личинки на стадии вылупление была равна 484 ± 0,7 мкм, ширина - 91 ± 0,2 мкм. Задняя кишка - это самый длинный участок кишечника: у личинки она составляла 57,4 % от общей длины пищеварительной системы. Задняя кишка имела следующие оболочки: слизистую, представленную эпителием, лежащим на базальной мембране, под которой находилась собственная пластинка слизистой оболочки, мышечную, участвующую в процессе проталкивания нерастворенной пищи. Толщина мышечного слоя была равна 25 ± 0,3 мкм, толщина слизистой оболочки - 17 ± 2,3 мкм. Клетки, выстилающие полость задней кишки в процессе онтогенеза, претерпели ряд изменений: во - первых, на ранних стадиях развития высота клеток составляла 8,9 ± 0,05 мкм; у личинки к моменту вылупления высота клеток эпителия увеличилось до 17,6 ± 0,06 мкм. Во - вторых, на ранних стадиях развития клетки эпителия не имели ресничек, к моменту вылупления все клетки эпителия задней кишки имели на апикальной стороне реснички.

Задняя кишка заканчивалась анальным отверстием, которое располагалось на переднем конце тела. Анальное отверстие выстилал призматический эпителий с большим количеством бокаловидных клеток.

Размер ноги личинки были следующими: длина - 1276 ± 0,6 мкм, ширина - 171 ± 0,6 мкм. В средней части ноги имелась известковая крышечка.

Сверху ногу покрывал однослойный многорядный ресничный эпителий, лежащий на базальной мембране. За базальной мембраной находилась рыхлая неоформленная соединительная ткань, в которой на разной глубине находились железистые клетки различных размеров.

В ноге мышечные клетки располагались следующим образом. Клетки, расположенные продольно на периферии располагались параллельно поверхности ноги с обеих сторон. Более глубоко была расположены мышечные клетки, проходящие поперечно, в середине ноги широким пластом лежали фронтально проходящие мышечные клетки.

Длина мышечных клеток, расположенных продольно, колебалась в пределах от 2,5 ± 0,5 мкм до 5,6 ± 0,5 мкм, толщина - в пределах 1,5 ± 0,5 до 3 ± 1 мкм. Длина поперечно расположенных клеток была равна 112 ± 3 мкм, ширина - 11 ± 2 мкм.

Сердце было выстлано плоскими клетками эндотелия, который лежал на базальной мембране. Внутри желудочка сердца имелись складки, размеры желудочка были таковы: длина - 36 ± 0,6 мкм, ширина - 22 ± 0,5 мкм. Под эндотелием находился довольно тонкий слой соединительной ткани, вокруг него была расположена мышечная пластинка из гладких мышечных клеток, которая образовывала продольные и циркулярные мышечные слои. Длина предсердия составляла 27 ± 0,5 мкм, ширина - 19,0 ± 0,3 мкм.

Сердце находилось в перикардиальной полости, выстланной целомическим эпителием.

Количество ламелл в жаберном аппарате составлял 56 ± 2. Жабры имели вид вытянутых в длину двоякоперистых придатков (лепестков), заостряющихся к переднему концу, их длина была равна 73 ± 2,5 мкм, ширина - 44 ± 0,2 мкм. Между жаберными лепестками имелись небольшие пространства. Каждый лепесток (ламелла) состояла из осевого уплощенного стволика, несущего два ряда лепесточков. Основу столбика составляла рыхлая волокнистая ткань. Ее клетки (фибробласты) имели более темные и мелкие ядра. Внутри жабры имелись приносящие жаберные артерии и выносящие жаберные протоки. Лепесточки были выстланы однослойным многорядным ресничным эпителием. Все клетки эпителия были расположены на базальной мембран. Мелкие клетки, не доходящие до поверхности, - это замещающие или камбиальные. В эпителии были обнаружены небольшие по размеру бокаловидные клетки.

Почка закладывалась как непарный орган, который находился только на правой стороне личинки в области задней кишки, вблизи сердца и жаберного аппарата. Почка являлась довольно крупным образованием, длина ее составляла 542 ± 5 мкм, ширина 330 ± 2 мкм. У личинок почка состояла из целомического мешка, на внутренней стороне которого начиналось сплетение мочевых канальцев выстланных крупными кубическими клетками. С левой стороны почка имела рено - перикардиальное отверстие, которое с помощью рено - перикардиального канала соединялась с перикардом. Полость целомического мешка соединялось с почечными канальцами, количество канальцев было равно 52 ± 2. Длина канальцев была равна 66 ± 1 мкм. Канальца были выстланы крупными кубическими клетками (высота клеток составляла 1,5 ± 0,5 мкм) с округлыми ядрами.

Впервые на 16 сутки развития (переход к ножному движению) личинки ампуллярии были обнаружены первичные половые клетки. Развитие первичных половых клеток происходило в рыхлой неоформленной соединительной ткани ноги личинки. Располагались они в ноге следующим образом: максимальное их количество 73 % развивались в верхней вентральной части ноги, в нижней дорсальной части располагалось лишь 27 % первичных половых клеток.

Первичные половые клетки личинок ампуллярий - это крупные клетки, чаще округлой, реже овальной формы, по диаметру они колебались от 22 ± 0,5 до 30,8 ± 1,5 мкм. В центре клетки располагалось ядро с четкими границами, окруженное цитоплазмой. Ядро было крупным, чаще оно располагалось в центре клетки, но встречались клетки, в которых ядро располагалось на ее периферии. Диаметр ядер достигал 1,5 ± 0,03 мкм. Ядерно - плазменное соотношение, по сравнению с соматическими клетками, у них смещено в сторону цитоплазмы. Кроме того, в ядрах, как правило, имелось по 1 - 2 крупных ядрышка. С дальнейшим развитием личинки количество первичных половых клеток увеличивалось, но их диаметр значительно уменьшался, к стадии вылупления диаметр клеток колебался в пределах от 22 ± 0,5 до 17,6 ± 0,09 мкм.

3. Отличительные признаки стадий развития личинки ампуллярии

Местоположение зародыша в яице было постоянным, так, на стадиях бластулы и гаструлы зародыш располагался на периферии яйца, затем при развитии прототроха с его мощным ресничным аппаратом зародыш переместился в центр икринки. Далее с развитием ноги на стадии трохофора зародыш свободно двигается внутри капсулы.

Икринки располагались в капсуле. Капсула икринок была образована соединительной тканью, с разветвленной капиллярной системой, в которой скапливалась гемолимфа. Капилляры были довольно крупными, они анастомазировались друг с другом, образуя густую сеть. Среди капилляров находились в большом количестве крупные клетки, по - видимому, стволовые, которые располагались или группами или, по - парно или по одиночно. Эти клетки были внешне сходны со стволовыми клетками млекопитающих, находившимися в плаценте белых мышей. Диаметр клеток составлял 21,5 ± 0,5 мкм, в центре клетки находилось довольно крупное ядро - 11 ± 2 мкм в диаметре, внутри ядра имелось ядрышко. Функция этих клеток еще не выяснена.

От стадии к стадии с ростом и развитием зародыша количество желтка в икринке сокращалось (табл. 3).

Таблица 3. Размеры зародыша и икринки по стадиям развития при 25 - 26 ⁰С

На стадии бластулы зародыш достигал в диаметре до 207 ± 2 мкм, он состоял из довольно крупных клеток, затем, на стадиях гаструла частота деления увеличилась, размеры клеток уменьшились. Диаметр зародыша достигал 123,2 ± 2,8. На всех последующих стадиях, включая стадию 29 (вылупления), зародыш увеличивался в размерах.

Наблюдения показали, что интенсивнее всего зародыш потреблял желток на стадии трохофоры, именно на этой стадии происходила закладка основных систем личиночных органов.

Было установлено, что развитие личинок ампуллярий при температуре 25 - 26 ⁰С проходило в течение 18 суток, отсчет времени учитывался с момента откладки икринок (табл. 4). Каждая стадия имела ряд отличительных признаков. Отличительные признаки наблюдались как во внешнем, так и во внутреннем строении зародыша.

При исследовании серийных гистологических препаратов кладки было выявлено, что в среднем кладка ампуллярий содержит до 150 ± 3 икринок.

Причем, следует отметить, что разные участки кладки развивались по разному, наибольший процент выживаемости приходился на центральную - внутреннюю часть кладки - 71%. Нормальное развитие наблюдалось в центральной части кладки, у заднего конца кладки было отмечено замедление в развитии икринок, интенсивное развитие было отмечено в центральной наружной части кладки. С момента появления кладки до вылупления личинки проходит 18 суток.

Таблица 4. Особенности развития зародыша ампуллярии Pomacea bridgesii (Reeve) при 25 - 26⁰С

ВЫВОДЫ

1. В результате исследования выяснено, что эмбриональный период длился 72 часа; личиночный период - 192 часа; период юного организма - 168 часа.

2. Дробление ампуллярий является неполным, относится к спиральному типу развития, первые два деления оплодотворенной яйцеклетки происходят внутри самки. Дробление высоко детерминировано. До стадии 32 бластомеров деление леотропно. Продолжительность этапа дробления - 18 часов 20 минут. Отмечено, что гаструляция происходит путем иммиграции, инвагинации и эпиболии.

3. Эпителий первым из тканей начинает дифференцироваться из зародышевых листков: из энтодермы первым начинает дифференцироваться однослойный призматический эпителий, который выстилал зачаток кишки, из эктодермы - однослойный цилиндрический эпителий наружных покровов личинки . Затем из мезенхимы происходит дифференцировка клеток рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани, дифференцировка мышечных трубочек; последними появляются нейробласты.

4. Развитие мышечных волокон ноги было последовательным: первыми сформировались продольные, затем, на более поздних стадиях поперечные мышечные волокна, состоящие из отдельных клеток, имевших косую исчерченность.

5. Печень закладывается на этапе трохофоры с правой стороны. До стадии поздний велигер функции печени выполнял «белковый мешок», далее на этапе велигер эпителий желудка, разрастался, образуя протоки «печени» и печеночные ацинусы. На стадии позднего велигера происходила дифференцировка клеток печени на три типа: известковые, ферментные и печеночные.

6. Жабры формируются с левой стороны как непарный орган на стадии поздней трохофоры, при закладке состояли из восьми жаберных лепестков, покрытых однослойным многорядным эпителием. С ростом и развитием личинки количество ламелл увеличилось. К концу этапа велигер их количество было равно 26 ± 2. На стадии вылупленя количество ламелл увеличилось до 56. Жаберный аппарат покрывал многорядный цилиндрический ресничный эпителий.

7. Топография внутренних органов менялась от стадии к стадии под действием торзионного процесса и на стадии вылупления большая часть органов сместилось на правую сторону личинки: менялось положения сердца, так, на стадии ранней трохофоры оно располагалось над желудком, затем в процессе развития переместилось на правую сторону личинки, как и желудок, печень, почка, анальное отверстие.

8. Выявлено, что первым органом выделения у зародыша является парные протонефридии, которые закладываются на стадии начала закладки внутренних органов личинки, они редуцируются на стадии перехода к ножному движению, заменяясь...