|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Исследование компенсаторных преобразований в контактных сенсорных системах у рыб в ответ на ограничение дистантной рецепцииНИР
- Руководитель НИР: Девицина Г.В.
- Участники НИР: Головкина Т.В., Касумян А.О., Лапшин Д.Н., Марусов Е.А., Сидоров С.С.
- Подразделение: Биологический факультет
- Срок исполнения: 1 января 2012 г. - 31 декабря 2014 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 12-04-00389а
- Номер ЦИТИС: 0120126046
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Общая биология и экология
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.33.33 Ихтиология
-
Ключевые слова:
взаимодействие сенсорных систем., вкусовая рецепция
-
Описание:
Ожидаемые результаты: Будет исследовано пищевое поисковое поведение у интактных рыб, обладающих развитой наружной вкусовой рецепцией (скалярия, гурами, налим и др.) и у рыб, не имеющих наружных вкусовых рецепторов (лососевые рыбы). Будет оценено участие наружной вкусовой и/или тактильной рецепции в сенсорном обеспечении пищевого поискового поведения у этих рыб, будут выяснены особенности их поведенческой реакции внутриротового тестирования пищевых объектов и определены интраоральные и экстраоральные вкусовые спектры. Полученные результаты будут использованы на последующих этапах выполнения проекта как базовые для выявления структурных и функциональных изменений в контактных сенсорных системах в ответ на хроническую зрительную и/или обонятельную депривацию
-
Основные результаты:
Исследовано пищевое поисковое поведение у интактных рыб, обладающих наружной вкусовой рецепцией (мраморная форма пятнистого гурами Trichogaster trichopterus trichopterus) и у рыб, не имеющих наружных вкусовых рецепторов (радужная форель Oncorhynchus mykiss). Выяснено, что гурами при поиске пищи не использует удлиненные лучи брюшных плавников в качестве тактильных органов и органов, несущих наружные вкусовые почки. В пищевом поисковом поведении у обоих видов тактильная рецепция участвует только у особей, полностью лишенных зрительной рецепции, их поведение напоминает пищевой поиск типичных рыб-бентофагов. Способность изменять стереотип пищевого поведения может объяснять выживание в естественной среде рыб, потерявших зрение из-за заболеваний (паразиты), травм или иных причин. Выяснены вкусовые предпочтения гурами к четырем классическим вкусовым веществам и 21 свободной аминокислоте (L-изомеры). Установлено, что для гурами классические вкусовые вещества обладают нейтральными вкусовыми свойствами за исключением сахарозы, вызывающей детеррентные ответы. Большинство аминокислот (14 из 21) имеют привлекательный вкус, выявлены также аминокислоты, обладающие детеррентными или индифферентными вкусовыми свойствами. Показано, что внутриротовое тестирование пищевых объектов у гурами может развиваться по двум разным стереотипам, определены основные поведенческие характеристики этих стереотипов. Проведены морфологические исследования вкусового аппарата наружной и внутриротовой локализации на интактных особях трёх видов рыб (серебряный карась, мраморный гурами, радужная форель). Выявлено зональное распределение вкусового аппарата наружной и внутриротовой локализации у всех исследованных видов. Установлено существование внутривидовых и межвидовых различий в организации вкусовых зон как наружной, так и внутриротовой локализации на структурном и ультраструктурном уровнях. Проведены электрофизиологичсекие эксперименты на рыбах, имеющих наружную вкусовую рецепцию (карась) и не имеющих наружных вкусовых рецепторов (форель). Определены пороги чувствительности этих видов к аминокислотам и к классическим вкусовым стимулам. Выявлены различия вкусовых зон у каждого вида в пороговой чувствительности к стимулам. Показано существование межвидовых различий по чувствительности и временным параметрам реагирования на аминокислоты и вкусовые стимулы. Проведено электронномикроскопическое исследование нанобактерий, поражающих эпителиальные ткани и рецепторные структуры у всех исследованных видов. Обнаружено, что нанобактерии образуют сложно организованные внутриклеточные колонии и обладают широким спектром морфологических и функциональных адаптаций.
- Добавил в систему: Ратанина Мария Александровна
Соисполнители НИР
| Биофак МГУ им. М.В.Ломонсова | Соисполнитель |
| Биофак МГУ | Соисполнитель |
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Исследование компенсаторных преобразований в контактных сенсорных системах у рыб в ответ на ограничение дистантной рецепции |
| Результаты этапа: Впервые определены характеристики и особенности пищевого поискового поведения у мраморного гурами до и после зрительной депривации. Впервые установлено, что у радужной форели, не обладающей наружной вкусовой рецепцией, хроническая аносмия, а также хроническая аносмия совмещенная с потерей зрения, не приводит к изменению вкусовых предпочтений и вкусовой чувствительности у сенсорно депривированных рыб. Аносмирование не влияет на проявление пищевого поведения у радужной форели, тогда как зрительная депривация или зрительная депривация, совмещенная с аносмией, существенно изменяют видовой пищедобывательный стереотип. Впервые показано, что зрительная депривация может вызывать функциональные сдвиги во внутриротовых сенсорных системах (вкусовой и/или тактильной). Впервые показано что расположенные в ротовой полости сенсорные зоны различаются по чувствительности к свободным аминокислотам, классическим вкусовым стимулам и по морфологии сенсорного поля вкусовых почек. Выявлено зональное распределение наружных вкусовых рецепторов и различие наружных сенсорных зон к вкусовым стимулам. Впервые обнаружены в наружных покровах рыб и в слизистой выстилке их ротовой полости внутриклеточные наннобактерии, которые формируют сложно структурированные колонии и обладают широким спектром адаптивных реакций. | ||
| 2 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Исследование компенсаторных преобразований в контактных сенсорных системах у рыб в ответ на ограничение дистантной рецепции |
| Результаты этапа: Исследовано пищевое поведение у слепой пещерной рыбы Astyanax mexicanus. Выяснены характерные особенности проявления пищевого поиска интактными особями слепой пещерной рыбы – увеличение скорости плавания, опускание ко дну, переход к наклонному плаванию (угол наклона 30-40º), скольжение по поверхности субстрата, перемещение по зигзагообразным, круговым и ∞-образным траекториям, совершение частых тестирующих схватываний. Обоняние обеспечивает привлечение к источнику запаха и стимулирует локальный поиск и обнаружение пищи. Схватывание пищевых объектов контролируется наружной вкусовой рецепцией. Тактильное чувство в пищевом поисковом поведении не участвует. Показано, что пороговая концентрация водного экстракта личинок хирономид, способная вызвать пищевой поиск у интактных особей, составляет не менее 0.00001 г/л. Способность реагировать на пищевые запахи полностью теряется после аносмирования, что свидетельствует о важной роли обоняния в дистантном пищевом поиске. Через 4 месяца после наступления полной аносмии реакция наблюдается лишь на сверхвысокие концентрации экстракта (0.1 г/л), что указывает на слабую выраженность компенсаторных процессов восстановления чувствительности к пищевым запахам и недостаточное развитие наружной вкусовой рецепции у слепой пещерной рыбы. Наружные покровы тела и слизистая выстилка ротовой полости слепой пещерной рыбы Astyanax mexicanus исследованы методом электронной сканирующей микроскопии. В наружных покровах тела слепой пещерной формы астианакса отсутствуют вкусовые почки. В ростральных и вентральных участках тела многочисленны невромасты и, возможно, тактильные структуры. Около ротового отверстия на торце нижней губы расположены крупные наружные вкусовые почки. В ротовой полости находится морфологически развитый и видоспецифичный вкусовой аппарат. Исследовано распределение тактильной чувствительности на голове серебряного карася (Carassius auratus) с применением электрофизиологических методов. Зоны наибольшей чувствительности выявлены в непосредственной близости к ротовому отверстию. В электрофизиологических экспериментах определена пороговая чувствительность наружных хеморецепторов карпа (Cyprinus carpio) и её повышение после зрительной депривации. Проведено сравнительное исследование межсистемных зрительно-вкусовых взаимодействий у рыб на уровне структурной организации вкусового рецепторного аппарата. Таксономически далёкие виды рыб проявляли сходную реакцию на зрительную депривацию. Реакции выражались в активации процессов морфогенеза рецепторных структур и в повышенной вариабельности морфометрических показателей вкусового аппарата. Показано слабое развитие межсистемных зрительно-вкусовых взаимодействий у рыб. | ||
| 3 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Исследование компенсаторных преобразований в контактных сенсорных системах у рыб в ответ на ограничение дистантной рецепции |
| Результаты этапа: Проведено сравнительное исследование структурной организации вкусового аппарата у интактных рыб слепой и зрячей форм астианакса. Установлено, что в структуре интраорального вкусового аппарата у слепой и зрячей формы данного вида много общего. Рыбы слепой формы отличаются большим количеством и разнообразием форм эпидермальных клеток с модифицированной апикальной мембраной в наружных покровах тела. Хроническая аносмия рыб слепой формы астианакса приводит к изменениям в морфологии вкусового аппарата, связанного с нижней челюстью и с вентральной поверхностью тела. Обнаружено, что у аносмированных рыб в наружных покровах тела увеличивается численность и разнообразие форм модифицированных эпидермальных клеток, предположительно связанных с тактильной рецепцией, компенсаторное развитие которой играет важную роль в условиях хронической аносмии. Исследована морфология вкусового аппарата у взрослых интактных и ослеплённых особей тетрагоноптеруса. Отмечено значительное сходство морфологии вкусового аппарата у интактных особей тетрагоноптеруса и зрячей формы астианакса. В условиях хронической зрительной депривации тетрагоноптеруса рецепторный аппарат его вкусовой системы претерпевает значительные морфологические изменения адаптивного характера. | ||
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".