Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Аутотомия 9
1.1.1. Определение аутотомии 9
1.1.2. Аутотомия у беспозвоночных животных 11
1.1.3. Аутотомия у иглокожих 14
1.1.4. Механизмы аутотомии у иглокожих 15
1.2. Регенерация 20
1.2.1. Общее понятие регенерации 20
1.2.2. Регенерация у иглокожих 21
1.3. Аутотомия и регенерация у морских лилий 25
1.3.1. Морфология морских лилий 25
1.3.2. Аутотомия у морских лилий 32
1.3.3. Регенерация у морских лилий
2. Материалы и методы 38
3. Результаты 40
3.1. Строение морской лилии Himerometra robustipinna 40
3.1.1. Общая морфология 40
3.1.2. Строение тегмена 42
3.1.3. Строение места прикрепления висцеральной массы к чашечке 44
3.1.4. Строение пищеварительной системы
3.2. Аутотомия висцеральной массы у Himerometra robustipinna 56
3.3. Регенерация пищеварительной системы у Himerometra robustipinna
3.3.1. Шесть часов после повреждения 63
3.3.2. Двенадцать часов после повреждения 66
3.3.3. Восемнадцать часов после повреждения 68
3.3.4. 24 часа после повреждения 70
3.3.5. Вторые сутки после повреждения 72
3.3.6. Четвёртые сутки после повреждения 75
3.3.7. Седьмые сутки после повреждения 77
4. Обсуждение 79
4.1. Особенности строения пищеварительной системы у Himerometra robustipinna 79
4.2. Механизмы аутотомии висцеральной массы у Himerometra robustipinna .. 82
4.3. Механизмы регенерации пищеварительной системы у Himerometra robustipinna 86
Заключение 93
Выводы 97
Список литературы
- Аутотомия у беспозвоночных животных
- Морфология морских лилий
- Аутотомия висцеральной массы у Himerometra robustipinna
- Механизмы аутотомии висцеральной массы у Himerometra robustipinna
Аутотомия у беспозвоночных животных
Процесс аутотомии находится под контролем нервной системы (McVean, 1975; Ortego, Bowers, 1996; Bateman, Fleming; 2005, 2006a). В этой связи аутотомию можно отличить от механического отделения части тела по лёгкости, с которой структура отбрасывается, а также по скорости, с которой это происходит. Тем не менее, достаточно часто бывает сложно определить, отбрасывается ли конечность за счёт внутренних механизмов или за счёт чисто механического разрыва тканей. Например, у фарфоровых крабов (Porcellanidae) конечность легко удаляется при захвате хищником, однако, у некоторых особей процесс отделения занимает более 10 минут (Wasson et al., 2002). Иногда аутотомия происходит без видимого внешнего сопротивления. Например, при аутотомии жала у перепончатокрылых наблюдается лишь слабо заметное напряжение кожных покровов.
Считается, что существует определённая пороговая величина раздражителей, необходимая для отделения придатка (Wasson et al., 2002). Эта величина отличается у разных видов и даже у разных особей одного вида, а также у особей, находящихся на разных стадиях развития. При низком «пороге раздражения» необходимо лишь малое усилие, чтобы вызвать аутотомию. Например, пауки-долгоножки (Pholcidae) и голубые крабы (Callinectes sapidus) при незначительном воздействии легко отбрасывают конечности (Smith, Hines, 1991; Johnson, Jakob, 1999). В других случаях для отделения придатка прилагается большее усилие. В частности, для аутотомии захваченной конечности сверчки должны приложить силу равную собственной массе (Bateman, Fleming, 2005, 2006а). Аутотомия у фарфоровых крабов, таких как Petrolisthes cinctipesand и Р. manimaculis происходит лишь при сильном воздействии хищника, например, при активном встряхивании за конечность (Field, Glasgow, 2001; Wasson et al., 2002).
Кроме нападения и захвата хищником аутотомию могут вызывать электрически тепловые и химические стимулы, такие как введение ядов или химических веществ в тело животного. Например, кузнечики и пауки отбрасывают конечности при укусах ос или пчёл. Было показано, что аутотомия запускается под влиянием болевого воздействия. Так при введении яда с физиологическим раствором аутотомия не происходит и, наоборот, если ввести яд с веществами вызывающими болевую реакцию, у насекомых конечность отбрасывается (Eisner, Camazine, 1983).
Аутотомия встречается у таких представителей беспозвоночных животных как: Cnidaria, Annelida, Mollusca, Arthropoda и Echinodermata.
Cnidaria. Представители подтипа Medusozoa способны отделять щупальца в определённой плоскости аутотомии при захвате хищником. При этом в щупальце существует определённая структурная область, состоящая из кольца эктодермальных клеток с вакуолями. Они расположены вдоль базальной мембраны. Такие эктодермальные клетки хорошо иннервированны и контактируют с мышечным слоем. При поступлении нервного импульса, миоэпителиальные клетки сокращаются, прочность мезоглеи снижается и щупальце отделяется (Bickell-Page, Mackie, 1991; Garaver-Bonnet, 1992; Miller, Byrne, 2000). У коралловых полипов при повышенных температурах и недостатке кислорода могут отбрасываться целые гидранты, которые способны выживать до 30 дней (Di Camillo et al., 2013). Глубоководные сифонофоры (пелагические стрекающие из класса гидроидных полипов) могут отбрасывать при контакте с хищником плавательный колокол (нектофор) (Dunn et al., 2005).
Annelida. У кольчатых червей аутотомия служит для удаления токсинов, при этом отбрасывается определённая часть тела (Kawamoto et al. 2005; Lagauzere et al. 2009). Например, тяжёлые металлы накапливаются задней части тела животного, впоследствии эти сегменты подвергаются аутотомии (Chapman, 2001; Vidal, Home, 2003; Kawamoto et al., 2005; Fleming et al., 2007; Lagauzere et al., 2009). В основе бесполого размножения некоторых олигохет лежат механизмы сходные с процессами аутотомии (Kawamoto et al., 2005).
Mollusca. Многие виды моллюсков в ответ на нападение хищника способны отбрасывать участки тела. Двустворчатые моллюски теряют различные выросты, щупальца и мантию (Edmunds, 1966а, 1966b; Donovan et al., 1994; Miller, Byrne, 2000; Marin, Ros, 2004). Мантия удаляется при помощи активных мышечных сокращений (Lui, Wang, 2002). Головоногие моллюски отбрасывают одно или несколько щупалец, чтобы отпугнуть преследователя (Norman, Finn, 2001; Cardwell, 2005; Norman et al, 2005).
Arthropoda. Аутотомия у членистоногих широко распространена, чему способствует сильная сегментированность тела. Насекомые способны отбрасывать различные конечности, хвостовую пластинку, антеннулы и жало (Robinson et al., 1991; Bateman, Fleming, 2005; Fleming et al., 2007). Паукообразные могут отделять конечности (Acosta, 2003; Apones, Brown, 2005). Ракообразные способны отбрасывать как всю конечность, так и отдельные её части, например клешни (Mariappan et al., 2000). Механизм отделения конечностей ракообразных был хорошо изучен (Wood, Wood, 1932; Bliss, 1960; McVean, 1975). Аутотомия происходит за счёт сильного и быстрого сокращения мышц захваченной конечности. Это приводит к ее отделению в плоскости аутотомии.
Явление аутотомии широко распространено у представителей всех классов иглокожих и является способом защиты от хищников (McVean, 1975; Emson, Wilkie, 1980; Holland, Grimmer, 1981; Motokawa, 1984; Wilkie, 1984; Wilkie, 2001; Долматов и др., 2012). Иглокожие могут отбрасывать как различные наружные придатки, так и части тела и внутренние органы. Стебельчатые морские лилии, по-видимому, обладали способностью к аутотомии ещё в палеозое. Об этом свидетельствуют многочисленные части стеблей с чётко определяемой плоскостью аутотомии, найденные в отложениях ордовика (Donovan, 2012). Современные морские лилии могут отбрасывать и затем восстанавливать как различные придатки - руки, цирры, пиннулы (Fererri et al., 2001; Candia Carnevali, 2006; Candia Carnevali, Bonasoro, 2006), так и всю чашечку вместе с внутренними органами (Amemiya, Oji, 1992).
У голотурий феномен аутотомии встречается в виде двух форм - аутотомии части тела и эвисцерации (Emson, Wilkie, 1980; Dolmatov, 1996). Многие представители отряда Dendrochirotida выбрасывают внутренние органы через передний конец тела. В результате удаляется аквафарингеальный комплекс, вся пищеварительная система, гемальные сосуды, гонады и левое водное лёгкое (Лейбсон, Долматов, 1989). У голотурий отряда Aspidochirotida эвисцерация осуществляется через клоаку или разрыв стенки тела. При этом удаляются средний отдел пищеварительного тракта (кишечник), кишечные гемальные сосуды и водные лёгкие (Emson,Wilkie, 1980; Garcia Arraras, Greenberg, 2001). Представители отряда Apoda, имеющие длинное червеобразное тело, способны к аутотомии задней его части (Wilkie, 2001).
Для морских звёзд характерна аутотомия лучей (Hyman, 1955; Lawrence, 2010, 2013). Чаще всего процесс аутотомии наблюдается у многолучевых звёзд (Lawrence, 2013). У пятилучевых, имеющих широкое основание луча, аутотомия отмечается реже (Hyman, 1955). Для некоторых представителей родов Patiriella и Pentaceratus аутотомия вообще не описана (Lawrence, 2013). Также редко отделяются лучи у видов с плотной стенкой тела, таких как Pisaster ochraceus (O Donoghue, 1926). Аутотомия лучей у морских звёзд может происходить в ответ на захват хищником, при физическом давлении, а также в лабораторных условиях под действием электрического тока (Lawrence, 2010). Место аутотомии видоспецифично. У многих видов морских звёзд отделение луча происходит только в его основании. У некоторых представителей семейств Luidiidae (Emson, Wilkie, 1980), Astropectinidae (Hotchkiss, 2009), и Archasteridae (Lawrence, 2010) аутотомия может осуществляться в любом месте вдоль продольной оси луча. У многолучевых морских звёзд лучи отделяются на некотором расстоянии от основания. В этом случае у животных сохраняются пилорические придатки и гонады, поскольку они расположены проксимальнее места разрыва (Hyman, 1955; Mladenov, 1985; Moss, Trondyke, 1994; Lawrence, 2013).
Морфология морских лилий
В работе Моцци с соавторами (Mozzi et al., 2006), были описаны клеточные механизмы регенерации пищеварительной системы у бесстебельчатой морской лилии Antedon mediterranea. Этот вид морской лилии не способен к эвисцерации, висцеральную массу при экспериментах вырезали из чашечки с помощью скальпеля. Регенерация внутренностей занимала 3 недели (Mozzi et al., 2006). На первой стадии регенерации (0-1 суток после эвисцерации) раневая поверхность покрывается коагулировавшей целомической и гемальной жидкостями. В это время на поверхность с целомической жидкостью мигрируют амёбоциты (целомоциты) и гранулоциты, которые формируют тромб.
На второй стадии (2-7 суток после эвисцерации) клетки на поверхности образуют тонкий слой тегмена. У основания рук, вблизи септ с остатками цел омического эпителия, формируются скопления клеток, зачатки будущей кишки. Источником этих клеток являются дедифференцирующиеся клетки целомического эпителия септ, которые мигрируют под поверхность чашечки и образуют зачаток кишки. Одновременно с этими процессами большое количество амебоцитов, мигрировавших на поверхность регенерации, секретирует
содержимое своих гранул в соединительно-тканный матрикс. Предполагается, что гранулы этих клеток содержат регуляторный фактор, способствующий дифференцировке клеток (Smith et al., 1987). На 2-3 сутки после эвисцерации предшественники энтероцитов уже несут реснички на своей апикальной поверхности, клетки приобретают полярность. На 5 сутки группы предшественников сливаются, чтобы образовать непрерывную трубчатую кишку.
На третьей стадии регенерации (2-3 недели после эвисцерации) восстанавливается полное анатомическое и гистологическое строение пищеварительной трубки. После этой стадии пищеварительная система лишь увеличивается в размерах.
Таким образом, на настоящий момент практически отсутствуют данные по регенерации внутренних органов морских лилий после их аутотомии. Неизвестно, сохраняются ли в чашечке клетки энтодермального происхождения или же пищеварительная система удаляется полностью. В последнем случае регенерация кишки должна осуществляться за счет трансдифференцировки клеток других органов, как это происходит у голотурии Е. fraudatrix (Mashanov et al., 2005).
Для проведения исследований использовали взрослых особей морской лилии Himerometra robustipinna (Crinoidea, Comatulida). Сбор животных проводили с апреля по июнь 2011-2014 гг. в разных районах зал. Нячанг Южно-Китайского моря. Во время проведения экспериментов животных содержали в аквариуме с проточной аэрируемой водой. Температура воды в период проведения экспериментов составляла 27-29С. Для исследования нормального строения висцеральной массы, содержащей пищеварительную систему, использовали взрослых особей морской лилии Н. robustipinna. Животных отлавливали, удаляли руки и цирры и, оставшуюся висцеральную массу с чашечкой, сразу подвергали фиксации. Для исследования клеточных механизмов аутотомии проводили эвисцерацию следующим образом. Висцеральную массу захватывали пинцетом на оральной стороне чашечки. Через 20-30 секунд после удержания висцеральная масса свободно отделялась. Чашечку и отделившуюся висцеральную массу фиксировали по отдельности сразу после аутотомии.
Для исследования процессов регенерации пищеварительной системы животных эвисцерировали и помещали в аквариумы с проточной аэрируемой водой. Фиксацию проводили через 6, 12 и 18 часов после повреждения, а также 1, 2, 3, 4, 5 и 7 суток регенерации после аутотомии.
Материал для световой микроскопии фиксировали в жидкости Боуэна или в 4% растворе формалина в морской воде. В этих же фиксаторах животных хранили 1-2 месяца при 4С до начала обработки. Материал, фиксированный жидкостью Буэна, отмывали в 96% этаноле, обезвоживали в смеси этанола и хлороформа (1:1) и хлороформе. Материал, фиксированный формалином, декальцинировали в течение 14 суток в 5% растворе ЭДТА на 4% формалине, после чего отмывали в воде в течение одного часа, обезвоживали в серии этанолов возрастающей концентрации и хлороформе. Весь материал заливали в парафин. Срезы толщиной 5-6 мкм изготавливали на микротоме microTec CUT 4050 и окрашивали гематоксилином по Эрлиху (Роскин, Левинсон, 1957) с докрашиванием эозином. Для трансмиссионной электронной микроскопии материал фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида, приготовленном на 0,05 М какодилатном буфере (рН 7,4), при температуре 4С. Затем промывали в том же буфере и дополнительно фиксировали 1% раствором тетроксида осмия (OSO4) на какодилатном буфере в течение 1 часа. Декальцинацию материала, который содержал много известковых элементов, таких как скелетные пластинки чашечки, проводили в течение 25 дней в нескольких сменах раствора, содержащего 1% аскорбиновой кислоты и 0,15 моль/л NaCl (Dietrich, Fontaine, 1975). Материал обезвоживали в возрастающих концентрациях этанола, затем в ацетоне и заключали в смесь аралдита М и эпона 812 (Fluka) по стандартной методике (Glauert, Lewis, 1998). Срезы готовили с помощью ультрамикротома Reichert Ultracut Е. Полутонкие срезы толщиной 0,7 мкм окрашивали 1% метиленовым синим в 1% водном растворе буры. Анализ и фотографирование полутонких срезов проводился с использованием светового микроскопа Jenamed 2 (Carl Zeiss Jena), оборудованного цифровой камерой Nikon Dlx и светового микроскопа Leica DM 4500 В, оборудованного цифровой камерой Leica DFC 300 FX. Ультратонкие срезы толщиной 60 нм контрастировали 1% уранилацетатом в 10% этаноле, затем цитратом свинца по Рейнольдсу (Reynolds, 1963) и анализировали при помощи трансмиссионных электронных микроскопов Libra 120 и Libra 200FE (Carl Zeiss).
Для сканирующей электронной микроскопии материал фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида, приготовленном на 0,05 М какодилатном буфере (рН 7,4). Затем его обезвоживали в возрастающих концентрациях этанола и в ацетоне и высушивали в СОг. Высушенные образцы закрепляли на специальных столиках, напыляли хромом или золотом и анализировали с помощью сканирующего микроскопа Carl Zeiss EVO 40.
Аутотомия висцеральной массы у Himerometra robustipinna
В базальной части эпителия амбулакральных желобков располагается большое число нервных клеток и их отростков, которые формируют базиэпителиальное нервное сплетение. Иногда в эпителии амбулакральных желобков можно наблюдать амёбоциты.
Амбулакральные желобки сливаются в центре чашечки, образуя ротовое отверстие, от которого вертикально вглубь висцеральной массы идёт пищевод. Эпителий пищевода сходен по своему строению с эпителием амбулакральных желобков и образован двумя типами клеток: ресничными и слизистыми клетками (Рис. 16А, Б). Кутикула имеется только в районе ротового отверстия и начальной части пищевода. Высота клеток обоих типов по мере удаления от рта постепенно увеличивается. На апикальной поверхности эпителиоцитов располагаются реснички и многочисленные микроворсинки; отмечается выброс электроноплотного секрета (Рис. 16А). Слизистые клетки пищевода, в отличие от таковых амбулакрального желобка, имеют более широкую апикальную часть, заполненную секретом. Кроме того, слизистый секрет выглядит более прозрачным (Рис. 16А,Б).
Под базальной мембраной эпителия располагаются тонкий слой рыхлой соединительной ткани и целомический эпителий, отделённый от соединительной ткани базальной мембраной. Он состоит из перитонеоцитов и миоэпителиальных клеток (Рис. 16В). Перитонеоциты представляют собой невысокие клетки с округлыми ядрами, в которых хорошо различается гетерохроматин. На их апикальной поверхности расположены немногочисленные микроворсинки и реснички. Клетки соединены септированными контактами. В цитоплазме имеются митохондрии, хорошо развитый ШЭР и свободные рибосомы. Миоэпителиалые клетки располагаются в базальной части целомического эпителия и соединены друг с другом десмосомами. Большая часть цитоплазмы миоэпителиальных клеток занята миофиламентами (Рис. 16В).
Эпителий кишечника на всём своём протяжении образует многочисленные складки (крипты). Он состоит из высоких узких клеток двух типов (Рис. 17А). Наиболее многочисленными являются везикулярные энтероциты.
Строение эпителия пищевода. А - апикальная часть эпителия пищевода; Б - базальная часть клеток эпителия пищевода; В - целомический эпителий. Условные обозначения: ам -амёбоцит, бк - бокаловидная слизистая клетка, ва - вакуоли, гл - гемальная лакуна, к -кутикула, м - миоэпителиальная клетка, рс - ресничка, це - клетки целомического эпителия, я -ядро. Масштаб: А - 4 мкм, Б - 4 мкм, В - 4 мкм. Их апикальная часть заполнена крупными секреторными вакуолями, содержащими вещество низкой электронной плотности с сетчатой структурой. Клетки соединены друг с другом хорошо выраженными септированными контактами. На апикальной поверхности располагаются многочисленные микроворсинки, каждая клетка несёт ресничку (Рис. 17Б). Ядра округлой формы содержат небольшие глыбки гетерохроматина. Хорошо развитый АГ располагается в околоядерной области (Рис. 17В). В базальной части клеток обнаруживаются ШЭР, свободные рибосомы и большое количество митохондрий (Рис. 17А). Вторым клеточным типом кишечного эпителия являются гранулярные энтероциты. На своей апикальной поверхности они также несут многочисленные микроворсинки и ресничку. Клетки заполнены крупными электроноплотными гранулами, окружёнными мембраной (Рис. 17А). Кроме того, в цитоплазме гранулярных энтероцитов отмечено большое число округлых цистерн ШЭР и свободных рибосом. Ядро содержит крупное ядрышко, расположенное у ядерной мембраны (Рис. 17Г).
В кишечной выстилке иногда встречаются амёбоциты (Рис. 17Д). В базальной части кишечного эпителия имеются тела и отростки нервных клеток. Соединительно-тканный слой кишки хорошо выражен. В нем располагаются многочисленные гемальные лакуны (Рис. 10А). Целомический эпителий кишки содержит меньшее число миоэпителиальных клеток по сравнению с таковым пищевода (Рис. 17Е).
Кишечник заканчивается прямой кишкой, которая открывается на вершине анального конуса анальным отверстием. По строению выстилающего эпителия прямую кишку можно разделить на две части. Эпителий передней части образован клетками, высота которых меньше высоты клеток выстилки кишечника (Рис. 18А). Они содержат ядро неправильной формы с крупными глыбками гетерохроматина, небольшой околоядерный АГ, ШЭР и свободные рибосомы (Рис. 18Б). На поверхности клеток имеются микроворсинки и реснички. Энтероциты этой части прямой кишки не содержат секреторных гранул, однако в их цитоплазме обнаруживаются фагосомы (Рис. 18Б). - шщщшшт ж
Строение кишки Himerometra robustipinna. А - общий вид кишечного эпителия, Б -апикальная поверхность энтероцитов, В - аппарат Гольджи везикулярного энтероцита, Г - ядро гранулярного энтероцита, Д - амёбоцит в кишечном эпителии, Е - целомический эпителий кишки. Условные обозначения: аг - аппарат Гольджи, ам - амёбоцит, вэ - везикулярный энтероцит, гл - гемальная лакуна, гэ - гранулярный энтероцит, мк - межклеточные контакты, мр - микроворсинки, мх - митохондрии, ев - секреторные вакуоли, цэ - целомический эпителий, я - ядро, яд - ядрышко. Масштаб: А - 4 мкм, Б - 4 мкм, В - 2 мкм, Г - 2 мкм, Д - 4 мкм, Е - 4 мкм.
Строение эпителия прямой кишки Himerometra robustipinna. А - эпителий переднего отдела прямой кишки; Б - аппарат Гольджи в энтероците передней части прямой кишки; В -фагосома в энтероците передней части прямой кишки; Г - эпителий конечного отдела прямой кишки; Д - апикальная поверхность клеток эпителия конечного отдела прямой кишки. Условные обозначения: аг - аппарат Гольджи, к - кутикула, кп - клетка эпителия прямой кишки, мк - межклеточные контакты, мр - микроворсинки, рс - реснички, ф - фагосома, эл - эпителий клоаки, я - ядро. Масштаб: А - 4 мкм, Б - 2 мкм, В - 2 мкм, Г - 4 мкм, Д - 2 мкм.
Конечный отдел прямой кишки образован погруженным эпителием. На апикальной поверхности клеток увеличивается количество микроворсинок, появляется кутикула (Рис. 18Г, Д). В районе анального отверстия эпителий заднего отдела кишки переходит в покровный эпидермис. 3.2. Аутотомия висцеральной массы у Himerometra robustipinna
Отделение внутренних органов у морской лилии Н. robustipinna при механическом воздействии сопровождается определёнными поведенческими реакциями. При захвате висцеральной массы пинцетом происходит мгновенное опускание проксимальных пиннул, прикрывающих оральную сторону чашечки (Рис. 19А). Если продолжать удерживать висцеральную массу, то через 20-30 секунд проксимальные пиннулы расходятся в стороны, раскрывая чашечку (Рис. 19Б). К этому моменту висцеральная масса уже отделена и свободно удаляется (Рис. 19В, Г).
При удалении внутренних органов тегмен разрывается в интеррадиусах по периферии чашечки и в основаниях рук, там, где заканчиваются боковые выросты пищеварительной системы (Рис. 20А - В). Кроме того, обрываются септы аборального целома, соединяющиеся с аборальной стенкой околокишечного целома. В результате, висцеральная масса удаляется целиком, аборальная стенка околокишечного целома и кишечник не повреждаются (Рис. 20Г). Отделённая висцеральная масса имеет пятилопастную форму за счёт кишечника, заходящего своими выростами на основания рук (Рис. 13Б, В). На поверхности чашечки сохраняются только оборванные септы аборального целома (Рис. 20Д - Ж).
При обработке фиксированных глутаральдегидом неповреждённых животных оказалось, что у некоторых особей висцеральная масса частично отделена от чашечки. По всей видимости, эвисцерация может вызываться не только механическим, но и химическим воздействием. У таких особей хорошо виден узкий разрыв, проходящий по септам аборального целома, который отделяет висцеральную массу от чашечки (Рис. 21).
Механизмы аутотомии висцеральной массы у Himerometra robustipinna
Следующий за пищеводом спирально закрученный кишечник имеет многочисленные складки - крипты, что характерно для всех видов морских лилий (Heinzeller, Welsch, 1994). Наряду с радиальными выростами крипты, вероятно, служат для увеличения площади поверхности пищеварительного эпителия, что повышает эффективность всасывания питательных веществ. Эпителий кишечника состоит из двух типов энтероцитов. Наиболее многочисленный тип клеток - это везикулярные энтероциты. Их отличительной особенностью является большое количество вакуолей с сетчатым содержимым в цитоплазме апикальной части клеток. По-видимому, данные клетки способны синтезировать ферменты полостного пищеварения. Наличие у них многочисленным микроворсинок указывает на то, что эти клетки осуществляют примембранное пищеварение и всасывание питательных веществ (Филимонова, 1979; Feral, Massin, 1982; Smiley, 1994; Елисейкина, Лейбсон, 1996; Машанов, Долматов, 2001а, б). Гранулярные энтероциты по своей морфологии близки аналогичным клеткам других иглокожих (Feral, Massin, 1982; Елисейкина, Лейбсон, 1996; Машанов и др., 2004). По мнению Ферала и Масена (Feral, Massin, 1982) гранулы таких клеток содержат пищеварительные ферменты.
Эпителий прямой кишки у Н. robustipinna, как и у других видов морских лилий (Heinzeller, Welsch, 1994), представлен эпителиоцитами. Эти клетки содержат большое количество фагосом, что свидетельствует о внутриклеточном пищеварении. В конечной части прямой кишки появляется кутикула. Это свидетельствует о том, что данный отдел пищеварительной трубки имеет эктодермальное происхождение.
Таким образом, в передней части пищеварительной системы Н. robustipinna, в эпителии амбулакральных желобков и пищевода, преобладают процессы секреции; в кишечнике и прямой кишке - примембранное и внутриклеточное пищеварение. Такое строение пищеварительной системы характерно для других видов морских лилий (Heinzeller, Welsch, 1994) и в целом для иглокожих (Feral, 1989; Елисейкина, Лейбсон, 1996; Машанов и др., 2004). В соединительной ткани стенки кишки встречаются гемальные лакуны, что обычно для иглокожих (Feral, Massin, 1982; Heinzeller, Welsch 1994). Основу целомического эпителия кишки у Н. robustipinna, как и у других иглокожих, составляют перитонеальные, миоэпителиальные и нервные клетки (Jensen, 1975; Филимонова, 1979; Feral, Massin, 1982; Heinzeller, Welsch, 1994; Garcia-Arraras, Dolmatov, 2010). Отростки миоэпителиальных клеток у всех Echinodermata формируют висцеральную мускулатуру (Garcia-Arraras, Dolmatov, 2010). У К robustipinna они образуют мускулатуру пищеварительного тракта, за счёт которой и осуществляется перистальтика кишки. Лучше всего мускулатура развита в пищеводе, что определяется его функцией - продвижение пищи.
С оральной стороны висцеральная масса покрыта тегменом - эпидермисом с подлежащей соединительной тканью. Эпидермис тегмена, как и других видов морских лилий, состоит из поддерживающих клеток, соединённых друг с другом заклёпко-подобными (rivets-like) контактами (Chia et al., 1986; Heinzeller, Welsch, 1994; Barbaglio et al., 2012). Но в отличие от описанных видов животных в эпидермисе тегмена морской лилии Н. robustipinna наблюдается два типа секреторных клеток, первый тип - это секреторные клетки с большими электронопрозрачными вакуолями, характерные для других видов морских лилий (Heinzeller, Welsch, 1994), второй тип - это клетки с небольшими электроноплотными вакуолями, который был описан нами впервые.
Интересный феномен утраты висцеральной массы у морских лилий до сих пор привлекал мало внимания. Данное явление было открыто ещё в XIX веке (Dendy, 1886). Тем не менее, до настоящего времени этот феномен фактически не изучен. Только в работах Мейера (Meyer, 1985, 1988) была предпринята попытка объяснить причины отсутствия висцеральной массы у морских лилий. Согласно этим исследованиям висцеральная масса утрачивалась в результате атак хищных рыб. В то же время до сих пор не было данных, о том, какова реакция самой морской лилии на подобное воздействие и есть ли она вообще. Вилки (Wilkie, 2001) указывал, что лёгкое отделение висцеральной массы у ряда видов криноидей говорит в пользу того, что этот процесс является аутотомией. Аутотомия подразумевает реакцию самого организма на внешнее воздействие и наличие специальных механизмов или структур, облегчающих отделение придатка (Fleming et al., 2007). Нами было установлено, что Н. robustipinna проявляет чётко выраженные поведенческие реакции. При захвате пинцетом висцеральной массы проксимальные пиннулы опускаются, закрывая чашечку. В естественных условиях такая реакция, видимо, в ряде случаев защищает животное от утраты внутренностей. У ряда видов криноидей в природе были обнаружены особи с царапинами на проксимальных пиннулах, но с неповреждённой висцеральной массой. По мнению Мейера (Meyer, 1985) эти царапины являются следствием неудачных атак хищных рыб.
В том случае, когда внешнее воздействие не прекращается, происходит разрушение структур, удерживающих висцеральную массу в чашечке. После этого проксимальные пиннулы поднимаются, давая возможность удалить отделившиеся органы. Такие сложные поведенческие реакции невозможны без участия нервной системы. Кроме того, место прикрепления висцеральной массы хорошо иннервировано. Все это дает основание предположить, что процесс отделения висцеральной массы у Н. robustipinna находится под контролем нервной системы. У иглокожих имеются специальные клетки, ЮЛК, которые участвуют в механизмах аутотомии (Wilkie, 2001). Они могут входить в состав нервных узлов (Wilkie, 1979; Peters, 1985; Cobb, 1985, 1995; Garcia-Arraras et al, 2001). Кроме того, у офиур были обнаружены синаптические контакты между аксонами и ЮЛК (Машанов и др., 2007; Charlina et al., 2009). Мы не смогли обнаружить у Н. robustipinna прямых контактов между нейронами и ЮЛК, однако очень часто нервные отростки находятся в непосредственной близости от отростков и тел ЮЛК.
