Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Краткий обзор биологии и морфологии представителей рода hippoglossoides. Систематическое положение видов рода 8
ГЛАВА 2. Общее представление о гаметогенезе костистых рыб 17
2.1. Использование особенностей формирования и строения гамет в таксономии костистых рыб 18
2.2. Сперматогенез 21
2.3. Оогенез 26
ГЛАВА 3. Краткая физико-географическая характеристика района исследования 29
ГЛАВА 4. Материал и методы исследований 34
4.1. Гистологическое исследование 34
4.2. Электронно-микроскопическое исследование 35
4.3. Морфометрическое исследование
ГЛАВА 5. Сравнительное исследование сперматогенеза 36
5.1. Сперматогонии и сперматоциты 36
5.2. Сперматиды 40
5.3. Спермин 43
5.4. Вспомогательные клетки 46
5.5. Резорбция спермиев 50
ГЛАВА 6. Сравнительное исследование оогенеза 56
6.1. Превителлогенез 56
6.2. Вителлогенез 61
6.3. Строение оболочек ооцитов 71
ГЛАВА 7. Обсуждение 73
7.1. Сравнительный анализ фолликулярных клеток в семенниках 73
7.2. Сравненый анализ особенностей сперматогенеза 75
7.3. Сравнительный анализ резорбции сперматозоидов в семенниках 81
7.4. Сравнительный анализ особенностей ооцитов и яйцевых оболочек 83
Выводы 88
Список литературы 90
- Использование особенностей формирования и строения гамет в таксономии костистых рыб
- Вспомогательные клетки
- Строение оболочек ооцитов
- Сравненый анализ особенностей сперматогенеза
Введение к работе
Современный уровень филогенетических исследований в значительной степени сопряжен с применением методов молекулярного анализа, которые привлекают ограниченный объем генетической информации и поэтому не обладают репрезентативностью, достаточной для построения полноценных филогенетических моделей. В соответствии со сформировавшимся мнением многих исследователей наиболее объективным методом современной кладистики является совместное использование нескольких типов филогенетических признаков. Анализ генетического материала - наиболее перспективный метод, должен дополняться привлечением данных, полученных на анатомическом и цитологическом уровнях (Гладышев, Дроздов, 2002).
К настоящему времени выяснено, что для суждения о родственных отношениях, филогении и систематике организмов актуально использование строения половых клеток (Иванков, 1987; Дроздов, Иваиков, 2000). Как правило, для сравнительного анализа используется строение зрелых гамет -яйцеклеток и сперматозоидов. В последние годы в научной литературе появились данные, согласно которым для таксономического анализа могут привлекаться как оогенные, так и сперматогенные клетки, находящиеся на разных фазах роста и этапах дифференциации. Однако, большая часть исследований в этой области выполнена на гистологическом уровне, возможности которого широки, но не обладают аналитической полнотой ультраструктурного анализа. В данной диссертационной работе впервые продемонстрированы возможности электронной микроскопии, как метода, с помощью которого при исследовании гаметогенеза выявляется целый ряд дополнительных признаков, пригодных для выяснения степени филогенетического родства. Впервые на новой основе изучены некоторые аспекты оогенеза и сперматогенеза двух видов камбаловых рыб, степень филогенетической близости которых является предметом дискуссий. Среди этих аспектов рассматриваются ультраструктурная организация вспомогательных
клеток, ультраструктурные особенности формирования желтка и оболочек
ооцитов, особенности сперматогенеза и резорбции спермиев. Благодаря ультраструктурному анализу, проведенному в настоящей работе, стало очевидным, что различия могут быть обнаружены не только в строении половых и вспомогательных клеток, но и в механизмах их формирования и функционирования. Сравнительный электронно-микроскопический анализ ультратонких процессов гаметогеиеза может быть рекомендован к использованию как новый дополнительный эффективный метод при решении таксономических задач в ихтиологии. Таким образом, впервые в ихтиологической практике на защиту выносится филогенетически направленный подход сравнительного анализа ультраструктурных механизмов гаметогеиеза.
Цель работы: Продемонстрировать возможность применения сравнительного анализа ультраструктурных особенностей гаметогеиеза для выяснения таксономичесмкой близости видов на примере камбаловых рыб К {Hippoglossodes) dubiits и Я. (Cleisthenes) herzensteini.
Для осуществления данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать ультраструктурную организацию мужских и женских половых клеток япономорской палтусовидной Н. {Hippoglossodes) dubius и остроголовой К (Cleisthenes) herzensteini камбал;
2. На ультраструктурном уровне исследовать механизмы резорбции сперматозоидов у япономорской палтусовидной и остроголовой камбал.
3. Провести сравнительный ультраструктурный анализ сперматогенеза, оогенеза и вспомогательных клеток япономорской палтусовидной Н. {Hippoglossodes) dubius и остроголовой К (Cleisthenes) herzensteini камбал.
Научная новизна работы. Впервые в ихтиологической практике для сравнительного анализа привлечены особенности ультраструктурных механизмов гаметогеиеза. Впервые на ультраструктурном уровне изучен процесс сперматогенеза и оогенеза двух видов камбал - япономорской
палтусовидной К (Hippoglossodes) dubius и остроголовой Н. (Cleisthenes)
herzensteini. Также впервые изучены процессы посленерестовой резорбции
мужских половых гамет у К {Hippoglossodes) dubius и Н. (Cleisthenes)
herzensteini.
Теоретическое и практическое значение работы.
Предложенный способ анализа ультраструктурной организации и дифференциации мужских и женских половых клеток в перспективе позволит корректировать и уточнять схемы таксономической иерархии рыб и выяснять родственные отношения между филогенетическими группами и видами. Апробация работы.
Материалы были представлены на IV, VI и VII Региональных конференциях по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии (Владивосток, 2001, 2003, 2004), на Международном симпозиуме по проблемам мейоза (Санкт-Петербург, 2003), на ежегодной конференции ИБМ ДВО РАН 2005 г. Публикации.
По теме диссертации опубликовано 11 научных работ. Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы (292 источника, из которых 186 на иностранном языке), проиллюстрирована 1 графиком, 5 схемами, 4 таблицами, 16 микрофотографиями и 84 электронограммами. Общий объем работы 116 страниц Благодарности.
Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям: д.б.н., ведущему научному сотруднику А.А. Реунову, д.б.н., профессору В.Н. Иванкову за помощь и постоянную поддержку в работе, а также директору ИБМ ДВО РАН академику В.Л. Касьянову за предоставленную возможность выполнения исследований в Институте биологии моря. Большое спасибо, сотрудникам лаборатории эмбриологии
ИБМ ДВО РАН, К.6.И. О.Г. Шевченко, Д.В. Фомину за консультации, моральную поддержку, помощь в обработке материала и проведении электронно-микроскопических исследований. Я также признательна сотрудникам лаборатории биологии прибрежных вод ТИІ IPO-центра за помощь в сборе материала.
Использование особенностей формирования и строения гамет в таксономии костистых рыб
Характерные признаки, присущие яйцеклеткам той или иной таксономической группы костистых рыб, достаточно широко используются при определении их видовой принадлежности (Расе, 1936, 1949, 1953, 1972а, 19726; Boeseman, 1967; Дехник, 1971; Калинина, Салехова, 1971; Riehl, Gotting, 1974; Иванков, 1976, 1987; Андреев, Иванков, 1981). Выяснены принципиальные различия в строении дефинитивных клеток рыб различных подклассов (Заленский, 1878; Kerr, 1900; Dean, 1901, 1906; Smith, 1942; Детлаф, Гинзбург, 1954; Казанский, 1956; Гинзбург, 1968; Макеева, Сагитов, 1979; Purket, 1961; Ballard, Needham, 1964; Иванков, 1987). Как показал анализ строения яйцеклеток, наиболее существенные различия обнаруживаются в характере вакуолизации, желтконакоплеиия, а также в строении оболочек. Желток, впервые появляющийся в ооцитах рыб различных систематических групп, имеет различную природу, физико-химическую организацию, химический состав, время и место появления. Например, у лососей и камбал первоначально желток жидкий и образует вакуоли. Концентрация жиров и белков у него в это время незначительная, поскольку реакции на белки и липиды в это время слабее, чем на более поздних этапах вителогенеза. У других групп рыб желток сразу представлен в виде гранул, появляющихся рядом с полисахаридными вакуолями или между ними (Иванков, 1987).
Оболочки яйцеклеток рыб характеризуются чрезвычайным разнообразием (Brock, 1878; Najada, 1922; Hildenbrand, Schaeder, 1928; Eggert, 1929; Pace, 1936; Зотин, 1953; Иванов, 1956, 1958; Sterba; 1957; Wickler, 1957; Siegel, 1958; Садов, 1963; Соин, Унанян, 1964; Соин, 1968; Гинзбург, 1968; Иванков, Курдяева, 1973; Hagenmaier, 1973; Riehl, Getting, 1974, 1975; Макеева, 1976; Иванков, 1987; Дроздов, Иванков, 2000). Своеобразие оболочек достигает такой индивидуальности, что на основании их строения в большинстве случаев удается по этим признакам определить видовую принадлежность особи (Микодина, 1979; Иванков, 1987).
На основе внутреннего строения ооцитов были предложены модификации в организации некоторых таксонов. Например, в отряде Лососеобразных - Salmoniformes была показана правомочность выделения корюшковых в самостоятельный надотряд Osmeroidei, наряду с надотрядом лососей - Salmonidei. Внутри надотряда Salmonidei в ранг самостоятельного семейства выделить сигов, ранее бывших в семействе Salmonidae, в самостоятельное семейство Coregonidae, наряду с семействами собственно лососевых - Salmonidae и хариусовых - Thymallidae.
В подсемействе камбаловых Pleuronectinae на этих же основаниях иалтусовидных камбал (род Hippoglossoides) было предложено выделить в трибу Hippoglossoidini, а остальные виды объединить в трибу Pleuronectinae того же подсемейства (Иванков, 1987).
Анализ морфологии и цитохимии оогенеза (особенно в период вителогенеза) позволил выяснить, что наиболее четкая дифференциация рыб в строении яйцеклеток происходит между таксонами высоких рангов на уровне: отряд, подотряд, семейство. Менее значительные, но достаточно существенные различия отмечены в организации ооциов у рыб таких таксонов, как подсемейство, род, вид (Иванков, 1987; Дроздов, Иванков, 2000). Однако, типы развития половых клеток изучены не для всех групп костистых рыб. Надо отметить, что данные об ультраструктурных механизмах оогенеза к решению таксономических задач привлечены впервые. Исследование дифференциации женских половых клеток с применением методов электронной микроскопии представляется перспективным направлением в современной кладистике рыб.
Несмотря на то, что сперматогенез и сперматозоиды изучены у большого количества представителей рыб, какие-либо рекомендации, сделанные на основе сравнительного анализа сперматогенных клеток, отсутствуют. Как показали наши предварительные данные (Незнанова и др., 2003, Реунов и др., 2004), такие аспекты сперматогенеза рыб, как строение вспомогательных клеток, особенности спермиогенеза и резорбции спермиев, могут иметь существенные различия и могут быть использованы как дополнительные таксономические признаки. Из-за отсутствия в литературе метода использования ультраструктурных особенностей дифференциации мужских гамет, дальнейшее развитие данного направления представляется преспективным.
Семенники рыб представляют собой парные, сложные, мешковидной формы железы, которые располагаются в полости тела по бокам от кишечника и плавательного пузыря и прикреплены к верхней стенке полости тела тонкой связкой - мезорхием. Морфология, цвет и особенно размеры семенников подвергаются циклическим изменениям на протяжении всего ежегодного репродуктивного цикла, за исключением некоторых тропических видов костистых.
Основная организация семенника является общей для всех рыб и других позвоночных; он состоит из герминативного и интерстициального отделов, разделенных базальной мембраной. У костистых рыб описаны два типа герминативных отделов. У атериноморфных (фундулюсы и гуппи) и у высших окунеобразных рыб (Oreochromis sp. и Sciaenops ocellatus) герминативный отдел состоит из слепых долек, которые заканчиваются на периферии семенника под его оболочкой (семенник дольчатого тина).,:
У других костистых герминативный отдел появляется как есть анастомозирующих канальцев (семенник анастомозирующе-трубчатого типа). В обоих типах семенников канальцы сходятся и присоединяются своими открытыми концами к выводным протокам (Максимович, 2002).
Вспомогательные клетки
Спермин япономорской палтусовидиой камбалы имеют пулеобразную форму головки и длиный жгутик (рис. 6А). Общая длина головки 2.2 мкм. В головке содержится ядро, заполненное электронно-плотным хроматином. Длина ядра 1.9-2 мкм, ширина — 1.2 — 1.3 мкм. Средняя часть спермия - 0.3 мкм. В базалыюй части ядра имеется инвагинация, включающая в себя проксимальную и дистальную центриоли - центриолярная ямка, протяженностью 0.5 мкм. Центриоли располагаются в пей под углом друг к другу (рис. 6Б). Центриолярный аппарат расположен в ядерном углублении (рис. 6Б, В) симметрично и окружен кольцом из восьми сферических митохондрий с пластинчатыми кристами, беспорядочно расположенными в электронно-прозрачном матриксе. Диаметр митохондрий 0.2 - 0.3 мкм (рис. 6Г). Дистальная центриоль является базальным тельцем жгутика спермия, имеющего типичную структуру из девяти переферических и двух центральных пар микротрубочек, одетых цитоплазматическим чехлом. Диаметр жгута 0.2 мкм. Средняя часть отделена от жгутика слоем цитоплазмы. Остроголовая камбала
Спермин остроголовой камбалы имеют округлую головку и длиный жгутик (рис. 7А). Головка спермия имеет колоколобразную форму с электронно-плотным ядром (рис. 7Б). Общая длина головки 1.9 мкм, ядра-1.5 - 1.6 мкм, ширина ядра 1.2 - 1.4 мкм, средняя часть спермия 0.4 мкм. В основании ядро образует глубокое впячивание - центриолярную ямку, простирающееся до его середины. Центриолярный аппарат погружен в центриолярную ямку. Проксимальная центриоль располагается на одной оси с базальным тельцем (рис. 7Б), Дистальная центриоль окружена девятью фибрилярными элементами перицентриолярного комплекса. Она служит базальным телом жгутика спермия, имеющего типичную структуру из девяти переферических и двух центральных пар микротрубочек, одетых цитоплазматическим чехлом. Диаметр жгута 0.2 мкм. Митохондриальное кольцо состоит из шести митохондрий с пластинчатыми кристами, диаметром 0.3 - 0.4 мкм (рис. 7В, Г). Аксонема имеет типичное строение, описываемое формулой 9+2 и окруженна мембраной, не имеющей по ходу жгута латеральных вытянутостей (рис. 7Г).
Фоликулляриая клетка поляризованна, большинство органелл находится в базальной части, тогда как в апикальной части их практически нет. Цитоплазма клеток электронно-прозрачная. Обычно боковые и базальиые поверхности клеточной мембраны образуют неглубокие складки. На электронных микрофотографиях мембрана фоликулярных клеток палтусовидной камбалы Н. dubius видна в виде темной линии толщиной около 5 нм (рис. 8А). Базальная цитоплазма клетки содержит крупное ядро неправильной формы, нередко встречаются ядра округлой формы. Ширина ядра 1.2 - 1.3 мкм, длина ядра 2.5 - 3 мкм. Кариоплазма гомогенная и зернистая, обычно в ядре располагается одно ядрышко. В базальной части располагаются диктиосомы аппарата Гольджи, состоящие из стопки плоских цистерн с расширенными концами и многочисленных мелких вакуолей. В цитоплазме находятся многочисленные вакуоли наполненные хлопьевидным материалом различной электронной плотности, их размеры от 0.2 до 1.2 мкм (рис. 8А, Б). Апикальная цитоплазма содержит многочисленные пузырьки гладкого эндоплазматического ретикулума, заполненные гомогенным териалом средней электронной плотности. Цитоплазма содержит многочисленные скопления полисом. Изредка встречаются небольшие лизосомоподобиые тельца, имеющие вид округлых мембранных пузырьков с гомогенным матриксом различной электронной плотности. Размеры этих органелл 0.2 - Q.4 мкм (рис. 8В). Вся цитоплазма клетки пронизана многочисленными микротрубочками и микрофиламентами. Располагаются эти структуры равномерно по всей цитоплазме (рис. 8Г). Иногда в цитоплазме можно наблюдать везикулярные тельца небольших размеров в виде плотных спирально скрученных мембран со светлым в центральной части матриксом 0.2 - 0.5 мкм (рис. 8Д). Шероховатый эндоплазматическии ретикулум представлен различной формы и величины цистернами, гладкий эндоплазматическии ретикулум мелкими вакуолями, цитоплазма заполнена многочисленными свободными рибосомами (рис. 8Д, Е).
Митохондрии самой разнообразной формы, от округлых до лопастевидных, чаще овальные (размер 0.3 - 0.5 мкм). В плотном, зернистом матриксе митохондрий хорошо различимы пластинчатые кристы, ориентированные произвольным образом (рис. 8В, Е). Остроголовая камбала
Вспомогательные клетки, формирующие стенки фолликулов, имеют вытянутую, вероятно, уплощенную форму. Как правило, стенка фолликула организована слоем нескольких, как бы налегающих друг на друга клеток, содержащих ядра характерной овально-лопастной формы (рис. 9А). Ширина ядра 2.2 - 2.5 мкм, длина ядра 4 - 4.8 мкм. Вся цитоплазма клетки пронизана многочисленными микротрубочками и микрофиламентами (рис. 9Б). Изредка встречаются небольшие лизосомоподобиые тельца, в виде округлых мембранных пузырьков диаметром 0.3 - 0.5 мкм, с гомогенным электроиноплотным матриксом (рис. 9В). Митохондрии имеют округлую, изредка неправильно-овальную форму. В плотном зернистом матриксе митохондрий хорошо различимы пластинчатые кристы, ориентированные произвольным образом, 0.3 -0.6 мкм (рис. 9Б, В).
Строение оболочек ооцитов
Диаметр первых - 19.4 (7.7 - 25.6), вторых - 9.6 (6.4 - 12.8) мкм. Диаметр желточных гранул равен диаметру вакуолей второго типа. Диаметр ооцитов равен 410 - 430 мкм. В фазе Ег гранулы желтка укрупняются, занимают половину объема ооцита, их диаметр увеличивается до 13 (10.2 -16.6) мкм. Желточная оболочка становится трехслойной: наружный и внутренний слои красного цвета, радиально исчерчены, промежуточный слой сиреневого цвета, бесструктурный.
В фазе Е3 в ооцитах по периферии располагаются 1 - 3 ряда вакуолей диаметром 9-12.8 мкм. Остальная часть ооцита забита желточными включениями размером 13 - 19 мкм и более (рис. 14Д). Диаметр ооцитов 580 - 600 мкм, толщина желточной оболочки - 22 мкм. В подфазе Е - F отмечается слияние желтка в единую массу, лишь небольшое количество вакуолей встречается по периферии ооцита. В фазе F содержимое ооцитов полностью гомогенизировано и они гидратированны. Диаметр ооцитов равен 1250 - 1350 мкм, толщина желточной оболочки -7.7 мкм (рис. 14Е).
Электронно-микроскопическое исследование ооцитов япономорской палтусовиднои камбалы показало, что матрикс цитоплазмы в начале вителлогенеза заполнен большим количеством митохондрий различных размеров (0.25 - 0.6 мкм), присутствуют большое количество свободных рибосом. Митохондрии, лежащие иод оболочкой, мелкие, округлой или овальной формы с непрозрачным матриксом (рис. 15А). Первые небольшие электронно-плотные включения желточного материала появляются в матриксе митохондрий, впоследствии полностью заполняющем пространство митохондрий. Размер таких митохондрий 1.5 мкм (рис. 15Б, В). В дальнейшем желточные гранулы увеличиваются в размерах (рис. 15Г) и сливаются друг с другом (рис. 15Д)
Увеличивается количество диктиосом аппарата Гольджи и гладкого эидоплазматического ретикулума (рис. 15Е, К). Цитоплазма содержит множество окаймленных пиноцитозпых пузырьков, сливающихся с вакуолями (рис. 15Ж, К). Вакуоли на этой стадии двух типов: небольшие, около 3 - 3,5 мкм, заполненные довольно плотным зернистым содержимым (рис. 153) и крушше вакуоли с электротш-прозранным матрикеом а окружении мелких митохокдрий В - 9.5 икы (рис. І5К), Иа стадии позднего вшеллогевеза в магриксе цитоплазмы присутствуют мулыиве зикулярные тельца (рис, І5Щ вероятно, образованные из митохондрий. Внутри себя они содержат зернистый матрнке (рис. 15 Щ Элементы гладкой сети образуют скопления из тонких извитых канальцев. Аппарат Голыши уменьшается а размерах по сравнению с фазой раннего внтеллогенеж количество диктиоеом достигает 3 - 4 (рис. 25Д),
В холе исследований нами было установлено что более 30% процентов шггохондрий у япешоморекой налтуеошдной имбалы пршшшіют участие в образовании желточных гранул (рис, 16).
Оотщгы остроголовой камбалы и начале вителдогеиеза. мелкого размера, дмамеф вакуолей составляет в фазе Dj - 6,3 (4 - 8} мкм По окружности ооцита насчитывается от 25 до 30 штук вакуолей располагающихся плотной цепочкой. Диаметр оонитов равен 84 - 132 шм,
Толщина желточной оболочки 2 мкм (рис. 17А). В фазе D2 ооцит наполовину заполнен вакуолями, располагающимися в 4 - 7 рядов, диаметр 152 - 176 мкм. Диаметр вакуолей значительно уменьшается - 3.6 мкм (2-6 мкм) (рис. 17Б). В фазе Оз в ооците присутствуют вакуоли одного типа. Их размер 4.6 мкм. Желточная оболочка однослойная, толщиной 2 мкм Диаметр ооцитов равен 172 - 244 мкм (рис. 17В). В фазе Ej желточные гранулы появляются в наружном слое на месте вакуолей, диаметр 6.3 мкм (4-12 мкм), постепенно они сливаются и теряют форму. Диаметр желточных гранул 7.1 мкм (4-15 мкм). Диаметр ооцитов равен 296 - 408 мкм (рис. 17Г). В фазе Е2 гранулы желтка незначительно увеличиваются - 7.6 мкм (4-12 мкм), занимают половину объема ооцита, диаметр вакуолей 4.8 мкм. Желточная оболочка однослойная. Диаметр ооцита 432 мкм. В фазе Ез в ооцитах по периферии вакуолей нет. Остальная часть ооцита заполнена желточными включениями размером 10-14 мкм. Диаметр ооцитов 448 - 480, толщина желточной оболочки - 8 мкм (рис. 17Д). В подфазе Е - F отмечается слияние желтка в единую массу. В фазе F содержимое ооцитов полностью гомогенизировано и они гидратированны (рис. 17Е). Диаметр ооцитов равен 648 — 656, толщина желточной оболочки - 4 мкм.
В начале вителлогенеза в цитоплазме ооцитов наблюдается большое количество митохондрий различных форм и размеров (диаметр 0.2 - 1 мкм). Под оболочкой ооцита располагаются митохондрии палочковидной формы, их размеры 1 - 2 мкм, ближе к ядру ооцита присутствуют небольшие округлые митохондрии, размером 0.2 мкм (рис. 18А, Б). Вакуоли образованы цистернами эндоплазматического ретикулума, содержат электронно-прозрачный коагулят (рис. 18А), их размер 1.5-2 мкм. Па стадии накопления желтка вокруг вакуолей очень много мелких митохондрий, 0.2 мкм (рис. 18Б), и многие вакуоли не имеют мембранной оболочки (рис. 18В). Формирование желточных глобул происходит в вакуолях путем слияния более мелких гранул коагулята с крупными (рис. 18Г, Д).
Сравненый анализ особенностей сперматогенеза
Анализ морфологии развивающихся мужских половых клеток палтусовидной Я. dubius и остроголовой камбал К (С.) herzensteini позволил выяснить, что на стадии сперматогоний у двух рассмотренных видов рыб в цитоплазме присутствуют элементы субстанции, типичной для большинства многоклеточных животных и характеризуемой как «зародышевая плазма» (Saffman, Lasko, 1999). Аналогично другим костистым рыбам у обоих видов камбаловых рыб субстанция зародышевой плазмы контактирует с митохондриями. В этом случае вещество, объединяющее митохондрии, называют межмитохондриальным «цементом» или «нуаж» (Grier, 1975а; Schjeide et ah, 1972; Clerot, 1976; Hamagughi, 1987; Silveira et ah, 1990). По мнению некоторых авторов, митохондрии принимают участие в формировании материала зародышевой плазмы (Reunov et ah, 2000; Исаева, Реунов, 2001; Реунов, Александрова, 2005). В строении элементов зародышевой плазмы, особенностях организации ядра и других органоидов сперматогониев у япономорской палтусовидной и остроголовой камбал различий не обнаружено. Сперматоциты япономорской палтусовидной и остроголовой камбал также подобны.
Однако если в строении ранних сперматогенных клеток рассмотренных видов различий не обнаружено, то для сперматид характерны ярко выраженные видовые особенности дифференциации для рассматриваемых видов. Так, у остроголовой камбалы центриолярпый аппарат ранней сперматиды связан с системой микротрубочек, по-видимому, принимающих участие в морфогенезе клетки. У палтусовидной камбалы микротрубочки в сперматидах не найдены. Отсутствие микротрубочек у палтусовидной камбалы не является артефактом, так как оба типа спермиогенеза (микротрубочковый и безмикротрубочковый) известны у многоклеточных животных. Так, например, микротрубочки ярко выражены в спермиогенезе олигохет (Hodgson, 1992), но отсутствуют в сперматидах некоторых кишечнополостных (Реунов, 1998), сипункулид (Reunov, Rice, 1993), приапулид (Adrianov et al., 1992), немертин (Reunov, Klepal, 1997; Реунов, Чернышев, 1992), брахиопод (Hodgson, Reunov, 1994), двустворчатых моллюсков (Реунов, Дроздов, 1991; Reunov, Hodgson, 1994; Reunov et al., 1999), форонид (Reunov, Klepal, 2000), иглокожих (Реунов, Дроздов, 1991) и многих других представителей Metazoa. Несомненно, как наличие, так и отсутствие микротрубочек можно считать существенными отличительными особенностями исследованных видов камбал.
Как было отмечено в обзоре литературы, в раннем спермиогенезе некоторых видов костистых рыб наблюдаются начальные стадии формирования акросомной вакуоли, которая постепенно регрессирует (Mattei, Mattei, 1978; Billard, 1983). Интересно то, что формирование подобной вакуоли происходит и в сперматидах остроголовой камбалы, тогда как у палтусовидной камбалы структуры, сравнимые с остаточной акросомой не найдены. Отсутствие акросом является характерной особенностью сперматозоидов большинства исследованных представителей костистых рыб. Согласно предположениям некоторых исследователей безакросомный тип мужских гамет возник в эволюции Teleostei вторично. Данная гипотеза позволяет предполагать, что в сперматогенезе костистых рыб должны рекапитулировать акросомальиые элементы, возникающие временно и исчезающие на конечном этапе дифференциации сперматозоидов. Тем не менее, в ультраструктурных исследованиях сперматогенеза (Grier, 1981; Дроздов и др., 1981; Lopes et al., 1987; Thiaw, Mattei, 1989; Lou, Takahashi, 1989; Silveira et al., 1990; Yamashita et al, 1990; Lahnsteiner, Patzner, 1990; Van Vuren, Fishelson, 1990; Fishelson et al., 1990; Munoz et al., 2002) признаки формирования акросом обычно отсутствуют. Сведения о возникновении временных акросом являются большой редкостью. Так, например, в ранних сперматидах Salmo gairdneri наблюдаются начальные стадии формирования акросомальной вакуоли, которая постепенно регрессирует (Billard, 1983). В спермиогенезе Lepadogaster lepadogaster подобная структура охарактеризована, как "остаточная акросома" (Mattei, Mattei, 1978).
В настоящей диссертационной работе приводятся данные, представляющие собой одну из редких находок формирования акросомоподобной вакуоли в сперматидах рыб, в частности, у остроголовой камбалы К (С.) herzensteini. Показано, что акросомоподобная структура возникает путем расширения одной из диктиосом комплекса Гольджи, образуя небольшую вакуоль (рис. 21 А). Акросомоподобная вакуоль сохраняется, какое-то время, в более зрелых сперматидах (рис. 21 А). Однако в процессе спермиогенеза происходит ее элиминация из цитоплазмы, в результате чего спермин является безакросомным. В то же время в процессе детального ультраструктурного исследования спермиогенеза япономорской палтусовидной камбалы К dubius никаких признаков возникновения подобной вакуоли обнаружить не удалось (рис. 21 Б). Очевидно, что присутствие механизма формирования временной акросомы в спермиогенезе остроголовой камбалы является ярко выраженной особенностью, отличающей процесс дифференциации спермиев Н. (С.) herzenstein от такового у Н. dubius.
Сперматозоиды япономорской палтусовидной и остроголовой камбал незначительно отличаются друг от друга размерами. Длина головки у разных видов рыб варьирует и составляет от 1.5 до 5 мкм, ширина - 0.7 — до 3 мкм (Гинзбург, 1968). Изученные нами виды камбал существенно различаются формой головки спермия: у япономорской палтусовидной - пулеобразная (рис. 22А); у остроголовой - колоколобразная (рис. 22Б). В спермиях япономорской палтусовидной камбалы центриоли располагаются в центриолярной ямке под углом друг к другу (рис. 22А). Центриолярный аппарат расположен симметрично и окружен кольцом из восьми сферических митохондрий (диаметр 0.4 мкм), с пластинчитыми кристами беспорядочно расположенными в электронно-прозрачном матриксе. В головке спермия остроголовой камбалы центриолярный аппарат погружен в центриолярную ямку и окружен митохондриальным кольцом из шести митохондрий с пластинчатыми кристами. Проксимальная центриоль располагается на одной оси с базальным телом и также ориентированна (рис 22Б). Аксонемы имеют типичное строение, описываемое формулой 9+2. Необходимо отметить, что спермин обоих видов являются типичными безакросомными примитивными сперматозоидами, характерными для многих представителей костистых рыб, имеющих наружное осеменение (Mattei, Boisson, 1966; Mattei et al., 1967; 1989; Grronberg, Telkka, 1968; Billard, Flechon, 1969; Boisson et al., 1969; Asai, 1971; Billard, 1970, 1983; Grronberg, Wartiovaara, 1972; Schjeide et al, 1972; Grier, 1973, 1975a, 1975, 1976; Mattei, Mattei, 1976; 1978; 1984; Clerot, 1976; Brusle, 1981; Poirier, Nicholson, 1982; Kessel et al., 1983; Thiaw et al., 1986; Hamaguchi, 1987; Jones, Butler, 1988a,b; Thiaw и Mattei, 1989; Lahnsteiner, Patzner, 1991). Несмотря на принадлежность к типу примитивного спермия, мужские гаметы палтусовидной и остроголовой камбал имеют выраженные различия (Незнанова и др., 2003; Реунов и др., 2004а).
