Введение 3
Обзор литературы 4
Филогения Dinophilidae и архианнелиды 4
Оогенез и определение пола Dinophilus gyrociliatus 5
Эмбриональное развитие Dinophilus gyrociliatus 7
Метамерия и гетерономность 9
Материалы и методы 11
Прижизненное наблюдение 11
Изготовление полутонких срезов 11
Окрашивание полутонких срезов 12
Визуализация и анализ материала 12
Результаты 13
Оогенез 13
Раннее развитие 17
Обсуждение 24
Формирование оболочки кокона 24
Оплодотворение 24
Кортикальная реакция и ооплазматическая сегрегация 25
Первые деления 26
Список литературы 29
Dinophilidae (Polychaeta) - семейство итерстициальных многощетинковых червей. Несмотря на то, что Dinophilusбыл описан во второй половине 19 века (Schmidt, 1848), это семейство до сих пор остается мало изученным. Эта группа червей представляет большой интерес, так как представители этого семейства сочетают в себе морфологические признаки различных Lophotrochozoa таких как Polychaeta, Mollusca, плоские черви. Взрослая особь Dinophilusнапоминает личинку аннелид - трохофору (Struck, 2006).
Большая часть исследований по морфологии, гистологии, и развитию динофилид были выполнены в 19-20 веках (Schimkewitsch, 1895; Nelson, 1904; Nachtsheim, 1919; Grun, 1972). И хотя эмбриональное развитие было подробно описано Нельсоном (Nelson, 1904), эта работа пока остается единственной подобного рода. И многие аспекты раннего развития остаются до сих пор не освещенными в литературе.
В последнее время интерес к динофилюсу снова возрос (Andrade et al.,2015; Kerbl et al., 2016; Muller and Westheide, 2002; Kerbl etal., 2017). Исследователями вновь поднимаются вопросы о происхождении вида как эволюционно продвинутого или исходно примитивного (Giangrande and Gambi, 1998). До сих пор нет четкого представления о систематическом положении динофилид (Andrade et al., 2015).
Цель:
дать характеристику некоторым процессам раннего развития у Dinophilus gyrociliatus.
Задачи:
1. Выявить в процессе оогенеза особенности формирования оболочки кокона.
2. Определить момент оплодотворения.
3. Проанализировать на предмет наличия или отсутствия таких явлений, как кортикальная реакция и ооплазматическия сегрегация.
4. Дать характеристику и установить хронологию первых делений дробления.
1. Оболочка кокона у Dinophilus gyrociliatusформируется в результате кортикальной реакции на вхождение сперматозоида.
2. Оплодотворение внутренне, происходит непосредственно перед откладкой кокона. Дальнейшее созревание ооциты проходят после откладки во внешней среде.
3. Морфологических признаков ооплазматической сегрегации в ходе созревания ооцита и первых трех делений дробления не отмечено.
4. Спиральное дробление зародышей Dinophilus gyrociliatusхарактеризуется нетипичной для данного типа дробления ранней асинхронностью, начиная со второго клеточного цикла.
1. Беклемишев, В. . (1964) Основы сравнительной анатомии беспозвоночных, Т1. М.: Наука.
2. Иванов, П. П. (1937) Общая и сравнительная эмбриология. М. -Л: Биомедгиз.
3. Иванова-Казас, О. М. (1995) Эволюционная эмбриология животных. Санкт-Петербург: Наука.
4. Костюченко, Р. П. and Дондуа, А. К. (2006) ‘Закономерности формирования прототроха в эмбриональном развитии полихеты Nereis virens’, Онтогенез, 37(2), pp. 91-99.
5. Agassiz, A. (1867) ‘On the Young Stages of a few Annelids’, The Annals and magazine of natural history; zoology, botany, and geology being a continuation of the Annals combined with Loudon and Charlesworth’s Magazine of Natural History.
6. Anderson, D. T. (1959) ‘The embryology of the polychaete Scoloplos armiger’, Quarterly Journal of Microscopical Science, 100(March), pp. 89-166.
7. Anderson, D. T. (Donald T. (1973) Embryology and phylogeny in annelids and arthropods. Pergamon Press.
8. Andrade, S. C. S. etal. (2015) ‘Articulating “Archiannelids”: Phylogenomics and annelid relationships, with emphasis on meiofaunal taxa’, Molecular Biology and Evolution, 32(11), pp. 2860-2875.
9. Balavoine, G. (2014) ‘Segment formation in annelids: Patterns, processes and evolution’, International Journal of Developmental Biology, 58(6-8), pp. 469-483.
10. Child, C. M. (1900) ‘The early development of Arenicola and Sternaspis’, Archiv fur Entwicklungsmechanik der Organismen. Springer-Verlag, 9(4), pp. 587-723.
11. Conklin, E. G. (1897) ‘The embryology of crepidula,A contribution to the cell lineage and early development of some marine gasteropods’, Journal of Morphology. Wiley-Blackwell, 13(1), pp. 1-226.
12. Dixon, D. R., Pascoe, P. L. and Dixon, L. R. J. (1998) ‘Karyotypic Differences Between Two Species of Pomatoceros, P. Triqueter and P. Lamarckii (Polychaeta: Serpulidae)’, Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom. Cambridge University Press, 78(4), pp. 1113-1126.
13. Fauvel, P. (1927) ‘Faune De France. 16. POLYCHETES SEDENTAIRES’, p. 207.
14. Fischer, A., Dorresteijn, A. W. C. and Hoeger, U. (1996) ‘Metabolism of oocyte construction and the generation of histospecificity in the cleaving egg. Lessons from nereid annelids’, International Journal of Developmental Biology, 40(1), pp. 421-430.
15. Fofanova, E. G., Nezlin, L. P. and Voronezhskaya, E. E. (2014) ‘Ciliary and nervous structures in juvenile females of the annelid Dinophilus gyrociliatus (O. Schmidt, 1848) (Annelida: Polychaeta)’, Russian Journal of Marine Biology, 40(1), pp. 43-52.
16. Freeman, G. and Lundelius, J. W. (1982) ‘The developmental genetics of dextrality and sinistrality in the gastropodLymnaea peregra’, Wilhelm Roux’s Archives of Developmental Biology. Springer-Verlag, 191(2), pp. 69-83.
17. Freeman, G. and Lundelius, J. W. (1992) ‘Evolutionary implications of the mode of D quadrant specification in coelomates with spiral cleavage’, Journal of Evolutionary Biology. John Wiley & Sons, Ltd (10.1111), 5(2), pp. 205-247.
18. Gambi, M. C. et al. (1997) ‘Variation in Genome Size in Benthic Polychaetes: Systematic and Ecological Relationships’, Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom. Cambridge University Press, 77(4), pp. 1045-1057.
19. Giangrande, A. and Gambi, M. C. (1998) ‘Metamerism and life - style within polychaetes : Morpho - functional aspects and evolutionary implications Metamerism and life-style within polychaetes : morpho-functional’, Italian Journal of Zoology, 65(April 2014), pp. 39-50.
20. Grun, G. (1972) ‘Uber den Eidimorphismus und die Oogenese von Dinophilus gyrociliatus (Archiannelida)’, Zeitschrift fur Zellforschung undmikroskopische Anatomie. Springer¬Verlag, 130(1), pp. 70-92.
21. Herbert Wilson, W. (1991) ‘Sexual reproductive modes in polychaetes: classification and diversity’, Bulletin of Marine Science, 48(2), pp. 500-516.
22. Hermans, C. O. (1969) ‘The Systematic Position of the Archiannelida’, Systematic Biology. Narnia, 18(1), pp. 85-102.
23. Ivanov, P. P. (1928) ‘Die Entwicklung der Larvalsegmente bei den Anneliden’, Z. Morph. Okol. Tiere, 10, pp. 62-161.
24. Jagersten, G. (1951) ‘Life Cycle of Dinophilus, with Special Reference to the Encystment and
Its Dependence on Temperature’, Oikos, 3, pp. 143-165.
25. Jagersten, G. (1952) Studies on the morphology, larval development and biology of Protodrilus. Almqvist & Wiksells.
26. Just, E. E. (1914) ‘Breeding habits of the heteronereis form of Platynereis megalops at Woods Hole, Mass.’, The Biological Bulletin, 27(4), pp. 201-212.
27. Kerbl, A. et al. (2016) ‘Comparison of neuromuscular development in two dinophilid species (Annelida) suggests progenetic origin of Dinophilus gyrociliatus’, Frontiers in Zoology. Frontiers in Zoology, 13(1), p. 49.
28. Kerbl, A. et al. (2017) ‘High diversity in neuropeptide immunoreactivity patterns among three closely related species of Dinophilidae (Annelida)’, Journal of Comparative Neurology. Wiley-Blackwell, 525(17), pp. 3596-3635.
29. Korschelt, E. (1882) ‘Uber Bau und Entwicklung von Dinophilus apatris’, Z. wiss. Zool., 37, pp. 315-353.
30. Kostyuchenko, R. P. and Dondua, A. K. (2000) ‘Ooplasmic segregation and axis formation in the polychaeteNereis virens embryo’, Russian Journal of Developmental Biology, 31(2), pp. 95-105.
31. Lillie, F. R. (1895) ‘The embryology of the Unionidae.A study in cell-lineage’, Journal of Morphology. John Wiley & Sons, Ltd, 10(1), pp. 1-100.
32. Lillie, F. R. (1906) ‘Observations and experiments concerning the elementary phenomena of embryonic development in Chstopterus’, Journal of Experimental Zoology. John Wiley & Sons, Ltd, 3(2), pp. 153-268.
33. Martin, F. and Traut, W. (1987) ‘The Mode of Sex Determination in Dinophilus gyrociliatue (Archiannelida)’, International Journal of Invertebrate Reproduction and Development. Taylor & Francis Group , 11(2), pp. 159-171.
34. Mead, A. D. (1898) ‘The rate of cell-division and the function of the centrosome’.
35. Mecnikow, E. (1866) ‘Apsilus lentiformis, ein Raderthier’, Zeitschriftfur wissenschaftliche Zoologie, XVI.
36. Merkel, J. etal. (2012) ‘Spiral cleavage and early embryology of a loxosomatid entoproct and the usefulness of spiralian apical cross patterns for phylogenetic inferences’, BMC
Developmental Biology. BioMed Central, 12(1), p. 11.
37. Muller, M. C. M. and Westheide, W. (2002) ‘Comparative analysis of the nervous systems in presumptive progenetic dinophilid and dorvilleid polychaetes (Annelida) by immunohistochemistry and cLSM’, Acta Zoologica, 83(1), pp. 33-48.
38. Nachtsheim, H. (1919) ‘Zytologische und experimentelle Untersuchungen uber die Geschlechtsbestimmung bei Dinophilus apatris Korsch’, Archiv fur Mikroskopische Anatomie. Springer-Verlag, 93(1-2), pp. A17-A140.
39. Nelson, J. A. (1904) ‘The early development of Dinophilus: A study in cell-lineage’, Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia, 56(3), pp. 687-737.
40. Prevedelli, D. and Simonini, R. (2003) ‘Life cycles in brackish habitats : adaptive strategies of some polychaetes from the Venice lagoon Cycles vitaux dans des habitats saumatres : strategies adaptatives de quelques polychetes dans la lagune de Venise’, Oceanologica Acta, 26, pp. 77-84.
41. Sato, M. and Ikeda, M. (1992) ‘Chromosomal complements of two forms ofNeanthes japonica (Polychaeta, Nereididae) with evidence of male-heterogametic sex chromosomes’, Marine Biology. Springer-Verlag, 112(2), pp. 299-307.
42. Schimkewitsch, W. (1895) ‘Zur Kenntnis des Baues und das Entwicklung des Dinophilus von Weissen Meere’, Zeitschrift fur wissenschaftliche Zoologie.
43. Schmarda, L. K. (1861) Neue wirbellose thiere beobachtet undgesammelt auf einer reise um die erde 1853 bis 1857. Leipzig : W. Engelmann,.
44. Schmidt, E. O. (1848) Neue Beitrage zur Naturgeschichte der Wurmer gesammelt auf einer Reise nach den Faeror im Fruhjahr 1848. Frd. Mauke.
45. Schmidt, O. (1857) ‘Sitzung vom 5. Februar 1857. Eingesendete Abhandlung. Zur Kenntniss der Turbellaria rhabdocoela und einiger anderer Wurmer des Mittelmeeres’, Sitzungsberichte der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften. Mathematisch-Naturwissenschaftliche Classe., 23, pp. 347-366.
46. Sella, G. et al. (1995) ‘Chromosomal nucleolar organizer region (NOR) phenotypes in nine species of the genus Ophryotrocha (Polychaeta: Dorvilleidae)’, Marine Biology. Springer-Verlag, 124(3), pp. 425-433.
47. Shearer, C. (1911) ‘The Problem of Sex Determination in Dinophilus gyrociliatus’, Journal of
the Marine Biological Association of the United Kingdom. Cambridge University Press, 9(02), p. 156.
48. Shimizu, T. (1999) ‘Cytoskeletal mechanisms of ooplasmic segregation in annelid eggs’, International Journal of Developmental Biology, 43(1), pp. 11-18.
49. Simonini, R. et al. (2003) ‘Karyotype and sex determination in Dinophilus gyrociliatus (Polychaeta: Dinophilidae)’, Marine Biology. Springer-Verlag, 142(3), pp. 441-445.
50. Speksnijder, J. E. and Dohmen, M. R. (1983) ‘Local surface modulation correlated with ooplasmic segregation in eggs of Sabellaria alveolata (annelida, polychaeta)’, Wilhelm Roux’s Archives of Developmental Biology. Springer-Verlag, 192(5), pp. 248-255.
51. Struck, T. H. (2006) ‘Progenetic species in polychaetes ( Annelida ) and problems assessing their phylogenetic affiliation’, 46(4), pp. 558-568.
52. Struck, T. H. etal. (2015) ‘The Evolution of Annelids Reveals Two Adaptive Routes to the Interstitial Realm’, Current Biology, 25(15), pp. 1993-1999.
53. Traut, W. (1969a) ‘Zur Sexualitat von Dinophilus gyrociliatus (Archiannelida). I. Der EinfluB von AuBenbedingungen und genetischen Faktoren auf das Geschlechtsverhaltnis’, Biol. Zbl., 88, pp. 469-495.
54. Traut, W. (1969b) ‘Zur Sexualitat von Dinophilus gyrociliatus (Archiannelida). II. Der Aufbau des Ovars und die Oogenese’, Biol. Zbl., 88, pp. 695-714.
55. Traut, W. (1970) ‘Zur Sexualitat von Dinophilus gyrociliatus (Archiannelida). III. Die Geschlechtsbestimmung’, Biol. Zbl., 89, pp. 137-161.
56. Tzonis, K. (1938) ‘Beeinflussung der Geschlechtsverhaltnisse bei Dinophilus apatris Korsch. durch AuBenbedingungen’, Zool Jb, 58, pp. 433-574.
57. Waterman, A. J. (1934) ‘Observations on Reproduction, Prematuration, and Fertilization in Sabellaria vulgaris’, The Biological Bulletin. Marine Biological Laboratory, 67(1), pp. 97-114.
58. Weldon, W. F. R. (1886) ‘On Dinophilus gigas’, Quarterly Journal of Microscopical Science.
59. Westheide, W. (1985) ‘The systematic position of the Dinophilidae and the archiannelid problem’, The Origins and Relationships of Lower Invertebrates, pp. 310-326.
60. Westheide, W. (1987) ‘Progenesis as a principle in meiofauna evolution’, Journal of Natural
History. Taylor & Francis Group , 21(4), pp. 843-854.
61. Westheide, W. (1990) ‘No Title’, Polychaetes: Interstitial families, 44, pp. 1-153.
62. Wolff, C. and Hilbrant, M. (2011) ‘The embryonic development of the central American wandering spider Cupiennius salei Frontiers in Zoology, 8(15), pp. 1-34.