Введение к работе
Актуальность исследования. Иглокожие являются интересным зъектом исследований по разнообразным проблемам биологии їзвития. Высокая плодовитость, прозрачность оболочек ооцитов, інхронное развитие зародышей позволяют широко использовать этих 1ВОТНЫХ для изучения закономерностей гаметогенеза. їлодотворения и эмбрионального развития.
Среди иглокожих морские звезды наиболее удобны при работе с эцитами (Hlneeardner. 1967: Kanatani et al.. 1969). Особенно гнна возможность получения как незрелых ооцитов (на профазе I гйотического деления), так и яиц, стимулированных in vitro к эзреванию добавлением 1-метилаЛенина. Вместе с тем использование эрских звезд в экспериментах по ряду причин ограничено, зменения условий среды обитания (повышение температуры воды, «льное опреснение, загрязнение и т.д.) нарушают нормальный ход їметогенеза. смешают сроки нереста в море и ухудшает состояние знад, создавая определенный "дефицит" материала для исследований сезон размножения. Проведение физиологических и кспериментально-эмбриологических опытов на побережье нередко атруднено и отсутствием необходимого оборудования. В связи с гим весьма актуальной является проблема длительного содержания эрских звезд в контролируемых искусственных условиях и их эзведения вне сезона размножения в природе.
Методы лабораторного культивирования иглокожих описаны в чде работ (Буэников. Подмарев, 1975. 1990: Rueelerl. 1975: awrence. Janeoux, 1977; Spotte, 1979). Известно, что до оседания
метаморфоза в лаборатории выращивали личинок морских ежей VIcBride. 1914: Hlnegardner. 1969). морских звезд (Blrkeland et
al.. 1971: Henderson. Lucas. 1971; Barker. 1978a: Burke. 1980a и др.). голотурий (Mortensen, 1937. 1938; Kume. Dan. 1968: Chia. Burke. 1978: Strathmann, 1978: Найденко. 19836). офиур (Mladenov 1979. 1985). морских лилий (Mladenov, Chia. 1983) и даже получалі три поколения морских ежей (Найденко, 1983а). При этой большинство экспериментов проводилось на побережье с использованием естественной морской воды. Сведения о длительном культивировании и описание нормального развития иглокожих в искусственной морской воде в литературе отсутствуют. Немногочисленны также подробные описания развития планктотрофных личинок, отчасти потому, что оно занимает много времени (иногда свыше двух месяцев) и требует поддержания стабильных условий культивирования.
Цель и задачи. Основной целью настоящей работы было исследование нормального развития некоторых видов дальневосточны: морских звезд в искусственной морской воде и определение перспективности ИХ введения в лабораторную культуру.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
-
Отработать методы длительного содержания взрослых особей в искусственной морской воде, стимулирования созревания гонад и получения нереста вне сезона размножения в природе.
-
Отработать методы культивирования эмбрионов и личинок в искусственной иорской воде и стимулирования оседания личинок. Получить и описать нормальное развитие эмбрионов, личинок и осевших особей.
-
Установить температурно-временные закономерности раннего развития морских звезд.
И. Методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) исследовать формирование ресничного покрова личинок и строение
их органов прикрепления.
Исследования проводили на трех видах морских звезд -гребетковой патирии Asterlna (Patiria) pectinifera (Muller et Troschel, 18Д2) Сотр. Spinulosida), японской афеластерии Aphelas-terias japonica Bell. 18S1 (отр. Forclpulatlda) и лиэастроэоме Lysastrosoma anthostlcta Fisher. 1922 (отр. Forclpulatlda) Ha базе морских аквариальных Московского зоопарка и Института биологии развития им. Н.К. Кольцова АН СССР.
Научная новизна и теоретическое значение.
-
Впервые разработаны методы длительного содерхания и разведения морских звезд в искусственной морской воде. Вне сезона размножения в природе получено и описано нормальное развитие трех видов дальневосточных морских звезд: L. anthostlcta - до стадии средней бипиннарии. A. pectinifera и Aph. Japonica - до оседания и метаморфоза, а такхе раннего развития ювенильных особей.
-
Впервые для беспозвоночных хивотных определена продолжительность одного деления в период синхронных делений дробления (lo) в широком диапазоне температур, время развития до начала дробления (для A. pectinifera и Aph. Japonica). а также до начала стадий вращения, вылупления и гаструляции (для А. pectinifera). Установлены примерные границы зоны оптимальных температур для зародышевого и раннего личиночного развития А. pectinifera и Aph. japonica.
-
Впервые метолом СЭМ исследовано Формирование ресничного покрова личинок, выполняюшего локомоторную и трофическую функции. У личинок исследованных видов развитие ресничных шнуров до стадии средней бипиннарии происходит одинаково. На A. pectinifera и Aph. Japonlca исследовано дальнейшее развитие ресничного покрова.
сохраняющегося и у ювенильных особей. С использованием СЭМ подробно описано строение органов прикрепления брахиолярий А. pectinlfera и Aph. japonica.
U. Опыты по гормональному стимулированию гаметогенезе показали, что инъекииями 1-метиладенина нохно вызывать нерест А pectinlfera через три месяца после предыдущего, a Aph. daponica через пять месяцев.
Практическое значение. Разработанные методы содержания и гормонального стимулирования дают возможность круглогодичного использования взрослых особей, эмбрионов и личинок морских звез для экспериментальных исследований в лабораториях, удаленных от моря. Зародышей и личинок звезд можно использовать как тест-обьекты для оценки токсичности загрязняющих воду веществ, а так на практических занятиях для студентов биологических факультето высших учебных заведений.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы были доложены на V Всесоюзной конференции по морской биологии (Севастополь. 1988), XI Международном конгрессе по биологии развития (Утрехт,, 1989). Международных курсах по экспериментальной эмбриологии водных растений и животных (Баныольс-сюр-мер, 1989). Ученом совете ИБР АН СССР (1989). межлабораторном семинаре (1989, 1990) и на коллоквиумах лаборатории экспериментальной эмбриологии им. П.П. Филатова ИБР АН СССР (1986-1990).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ и 1 принята к печати.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, выводов и приложения. Общий объем диссертации 191 страниц (сквозная нумерация) и включает 2