|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Сравнительная анатомия и механизм функционирования книдосаков голожаберных моллюсков Nudibranchia (Mollusca: Gastropoda)НИР
Comparative anatomy and functioning of cnidosacs in nudibranch molluscs (Mollusca: Gastropoda)
- Руководитель НИР: Малахов В.В.
- Ответственный исполнитель: Воробьева О.А.
- Подразделение: Кафедра зоологии беспозвоночных
- Срок исполнения: 1 октября 2020 г. - 1 октября 2022 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 20-34-90106Аспиранты
- Номер ЦИТИС: АААА-А20-120100790058-7
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Общая биология и экология
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Клеточные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.33.15 Зоология беспозвоночных
-
Ключевые слова:
функциональная морфология, голожаберные моллюски, сравнительная анатомия, ультратонкое строение, внутриклеточный симбиоз, электронная микроскопия, клептокнидия, морфология, гистология, зооксантеллы, нематоцисты
electron microscopy, comparative anatomy, nematocysts, nudibranch molluscs, kleptocnidism, intracellular symbiosis, functional morphology, confocal laser scanning microscopy, histology, morphology, zooxanthellae, ultrastructure -
Описание:
Всестороннее изучение процесса клептокнидии у голожаберных моллюсков семейств Aeolidiidae и Facelinidae.
-
Abstract:
The kleptoknidia - the use of stinging capsules of eaten prey for self-defense is a unique feature of nudibranchs. Nevertheless, the structures of the cnidosacia are preserved, which are preserved and then used by cnidocysts - remains practically unexplored, as well as their functioning. The objectives of this work include a comparative study of the structure of cnidosacia of two families of nudibranch molluscs and the mechanism of their functioning. Mollusks of the families Aeolidiidae and Facelinidae, which possess biological diversity, a wide range of types and food objects, and polymorphism of morphological characters, were selected as objects of study. As a result of the project, the parameters for comparing cnidosacia of nudibranch molluscs will be developed, and the regularities of their functioning will be revealed. The results of studying the possibilities to determine the interaction between the morphology of the cnidosacia of the mollusk, the mechanism of their functioning, and the position of the species on the phylogenet of the tree. Thus, it will be possible to build a general picture of the transformation of this organ and trace the evolutionary paths of nudibranch molluscs. The study of the ultrastructure of the cnidosacians also serves to study the selective selection of foreign organs by the cells of nudibranch molluscs, which will allow solving new problems related to the study of cellular signaling and receptor systems.
-
Планируемые результаты:
Результатом проекта будет получение оригинальных данных книдосаков двух крупных таксонов подотряда Cladobranchia. Будут разработаны параметры сравнения книдосаков голожаберных моллюсков различных филогенетических линий, выявлены закономерности их функционирования. Обобщенные результаты исследования позволят определить взаимоотношения между морфологией книдосаков моллюска, механизмом их функционирования и положением вида на филогенетическом древе. Таким образом, можно будет построить более четкую и стройную общую картину трансформации данных органов и создать мощный задел для прослеживания путей эволюции голожаберных моллюсков. Изучение ультраструктуры книдосаков и пищеварительной системы также станет основой для последующих исследований динамики и особенностей селективного отбора чужеродных органелл клетками голожаберных моллюсков, что позволит решать принципиально новые задачи, связанные с изучением клеточного сигналинга и рецепторных систем «свой-чужой». Полученные результаты станут существенным вкладом в понимание эволюционных процессов, границ морфологической изменчивости беспозвоночных животных. Предложенные эволюционные схемы станут материалом для лекционных курсов по общей зоологии, сравнительной анатомии беспозвоночных животных и теории эволюции в университетах. Увеличение знаний о границах морфологической изменчивости даст представление о степени пластичности беспозвоночных, а также о биологии редких видов. По результатам проекта планируется публикация минимум 3 статей в журналах Q1/Q2. Полученные результаты будут доложены на международных конференциях 5th International Congress on Invertebrate Morphology (ICIM5), 9th Congress of European malacological societies (Euromal9), а также региональных и студенческих конференциях (например, Ломоносов).
-
Научный задел:
Автор 437 научных публикаций и 20 монографий, в основном посвященных морфологии, анатомии, разнообразию и эволюции различных групп беспозвоночных животных. За последние 5 лет (2015-2019 гг.) - 63 научных публикаций.
- Добавил в систему: Воробьева Ольга Александровна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 октября 2020 г.-1 октября 2021 г. | Сравнительная анатомия и механизм функционирования книдосаков голожаберных моллюсков Nudibranchia (Mollusca: Gastropoda) |
| Результаты этапа: Впервые были изучены книдосаки 7 видов голожаберных моллюсков двух семейств. Наши результаты ясно продемонстрировали, что книдосак представляет собой гораздо более сложную структуру, чем предполагалось ранее. Использование CLSM для функционального морфологического анализа обеспечивает лучшее разрешение при визуализации структурных элементов книдосака по сравнению с традиционными гистологическими методами. В книдосаке Aeolidia papillosa мы выявили наличие двух типов клеток в зоне книдофагов: книдофагов и интерстициальных клеток, различающихся по ультраструктуре и функциям. Наши результаты также подтверждают наличие специфической зоны книдопора, выстланной дифференцированным кубовидным эпителием, несущим длинные микроворсинки, которые, вероятно, обеспечивают однонаправленный поток нематоцист во время экструзии клептокнид. Впервые показано появление вакуолей, содержащих защитные хитиновые веретена, в эпителии книдосака. Сходство строения книдосаков различных родов семейства Aeolidiidae в совокупности со сходными объектами питания (актинии различных родов) указывает на то, что подобная структура книдосаков сформировалась у общего предка семейства при переходе к питанию анемонами. Морфология книдосаков представителей семейства Facelinidae крайне разнообразна, что по-видимому связано с различными экологическими характеристиками представителей разных родов, в том числе различными пищевыми предпочтениями, типами питания, возникновением защитной стратегии криптической окраски и формы тела и др. | ||
| 2 | 1 октября 2021 г.-1 октября 2022 г. | Сравнительная анатомия и механизм функционирования книдосаков голожаберных моллюсков Nudibranchia (Mollusca: Gastropoda) |
| Результаты этапа: Впервые изучено тонкое строение дистальных частей церат, а также ультраструктура клеток выстилки пролиферационной зоны, зоны книдофагов, зоны книдопора, мышечной выстилки книдосака и цераты 8 видов семейств Aeolidiidae и Facelinidae, изучена пролиферационная активность клеток книдосака, выявлены особенности ультраструктурной организации клеток покровного эпителия церат и предложены возможные механизмы защиты от поражения стрекательными капсулами. Впервые показана корреляция между особенностями тонкой морфологии книдосака и экологическими характеристиками моллюсков: механизмами пищедобывания и объектами питания. В книдосаке модельного вида Aeolidia papillosa выявлено три морфологически и функционально различающиеся зоны: зона пролиферации, зона книдофагов и зона книдопора, показано наличие интерстициальных клеток, содержащих гранулы хитина, что является адаптацией к защите от выстреливания клептокнид. Выстреливание книдосака Aeolidia papillosa происходит через книдопор за счет сокращения мускулатуры цераты и мускулатуры книдосака, которое, вероятно, контролируется нервной системой моллюска, при этом на вершине цераты формируется временное воронковидное отверстие, через которое во внешнюю среду выделяются клептокниды. Строение книдосаков родов семейства Aeolidiidae отражает специфику питания на актиниях, этот тип организации книдосаков филогенетически значим и указывает на то, что он сформировался у общего предка семейства. Обнаружена высокая изменчивость общей морфологии (форма, размеры, степень развития мускулатуры, люмена и др.) и гистологического строения (тип клептокнид, их расположение в книдофагах, количество типов клеток в зоне книдофагов) книдосаков семейства Facelinidae, что отражает частные адаптации к различным объектам питания и механизмам пищедобывания и имеет низкую филогенетическую значимость. Потеря способности к отбору нематоцист в пределах Aeolidida происходила независимо в родах Favorinus, Fiona, Calma, Phestilla, Phyllodesmium. В случае родов Favorinus, Fiona и Calma это связано с переходом к питанию на объектах, не принадлежащих к типу Cnidaria. Лишившиеся клептокнид моллюски рода Phestilla питаются склерактиниевыми кораллами, но последние не содержат нематоцисты, которые используются в качестве клептокнид. Организация церат и пищеварительной железы Pteraeolidia semperi демонстрируют морфологические адаптации к культивированию зооксантелл в разветвленных выростах пищеварительной железы и обеспечению ими активного фотосинтеза в сочетании с клептокнидами в книдосаке. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".