Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время почти во всех странах мира моллюски употребляются в пищу как в свежем, так и в мороженном, консервированном, сушеном виде. По калорийности мясо моллюсков не уступает мясу некоторых рыб. В нем содержатся все незаменимые аминокислоты, углеводы, жиры и витамины, а также такие минеральные элементы, как йод, железо, цинк, медь, играющие большую роль в регуляции обмена веществ (Geilenkirchen W. L. M., 1967; Benjamin PR, Rose RM, et al., 1979; Андреев Н. И., Каримов А. В., 2003; Винарский М. В., 2002, 2003).
Культивирование моллюсков обходится дешевле, чем культивирование других беспозвоночных, так как они неприхотливы к условиям содержания и к еде. Хозяйство по разведению моллюсков окупается в течение 2 – 3 лет. Кроме того, брюхоногие моллюски обладают огромными запасами экологической и биотической потенции, которая редко полностью проявляется в естественных условиях, но в хозяйствах полноцикличного типа возможна достаточная реализация биопотенциальных свойств моллюсков (Долгин В. Н., 1974; Elekes K., et al., 1991; Гребенников М. Е., Ермаков А. И., 2003; Винарский М. В., Каримов А. В., 2004). При создании оптимальных условий содержания можно ускорить развитие, рост и созревание особей и даже увеличить выход полезной продукции (Моисеев П. А., 1995). Однако, внесение новых объектов в аквакультуру затрудняется дефицитом знаний об адаптации животных к новым условиям существования, особенно в раннем онтогенезе (Сальников Н. Е., 1995; Croll E. E., 1999; Ranan Z., 2002; Парамонов А. А., 2005; Формозов А. Н., 2004).
Морфозиологичские особенности развития беспозвоночных описаны в работах многих исследователей (Мещеряков В. Н., 1975; Догель В Н., 1981; Morriill J. B., 1982; Dickinson A., 2001; Андреев Н. И., 2003;), эти авторы внесли значительный вклад в изучение морфогенеза брюхоногих моллюсков. В отдельных работах описывалась гистология систем органов и тканей взрослых особей моллюсков (Croll R. P., 1999; Haszprunar, G., 2002; Винарский М. В., 2003; Воронежская Е. Е., 2003). Нужно отметить, что гистология низших позвоночных и беспозвоночных разрабатывалась в меньшей степени, по сравнению с высшими позвоночными, обобщающие труды по формированию тканей у этих животных крайне скудны (Заварзин А. А., 1975).
В настоящие время в аквакультуру Астраханской области внесены новые объекты, в том числе ампуллярии Pomacea bridgesii. Искусственные условия, в которых она выращивается, значительно отличаются от природных, в связи с чем необходимы объективные знания о процессах, происходящих в раннем онтогенезе личинок, разводимых в искусственных условиях.
На основании вышесказанного, целью исследования явился анализ цитологических особенностей раннего онтогенеза моллюска ампуллярии Ampullariidae Pomacea bridgesii, выращиваемого в искусственных условиях.
Для достижения цели были поставлены задачи:
-
Определить продолжительность и выявить особенности периодов, этапов, и стадий развития ампуллярии Pomacea bridgesii.
-
Определить особенности цито – и гистогенеза жизненно важных органов ампуллярии в раннем онтогенезе.
-
Определить закономерности формирования и развития кладок ампуллярии
Научная новизна исследований состоит в том, что комплексых исследований раннего онтогенеза моллюска ампуллярии Ampullariidae Pomacea bridgesii до настоящего времени не проводилось. Впервые описан гисто – и органогенез личинок ампуллярий от восьми бластомер до стадии вылупления. В работе прослежена судьба отдельных групп бластомеров. Определен жизненный цикл и его продолжительность у ампуллярий (Pomacea bridgesii): выделены периоды, этапы и стадии, определена их продолжительность, абиотические факторы, действующие во время жизненного цикла ампуллярий. Подсчитана скорость развития органов и самого организма ампуллярий. Впервые было обнаружено наличие стволовых клеток в капсуле личинок.
Практическая значимость данной работы состоит в изучении особенностей развития ампуллярий, выращиваемых в искусственных водоемах, что является важнейшей теоретической основой для оптимизации биотехники развития ампуллярий в искусственных условиях. Результаты проведенных исследований дают возможность охарактеризовать биологические и экологические особенности их развития. Результаты исследований могут быть использованы специалистами в области гистологии, эмбриологии, цитологии. Материалы исследования используются в преподавании курсов «Зоологии беспозвоночных», «Эмбриологи и биологии развития» для специальностей биоэкология, аквакультура и водные биоресурсы в Институте рыбного хозяйства, биологии и природопользования Астраханского государственного технического университета.
Положения, выносимые на защиту:
-
Дробление зиготы ампуллярий относится к спиральному типу, первые два деления оплодотворенной яйцеклетки происходят внутри самки. Дробление высоко детерминировано. Отмечено, что гаструляции происходит путем обрастания (эпиболии), инвагинации (впячиванием), расселения (иммиграции)
-
Однослойный призматический эпителий является универсальным покрытием для мантии, кишечника, жабр этих животных.
-
На стадии велигер происходит дифференцировка печеночных клеток ацинусов на три типа: печеночные клетки (собственно клетки печени - гепатопанкреас), ферментные клетки и известковые.
-
Топография внутренних органов личинки ампуллярии меняется от стадии к стадии под действием торзионного процесса, в связи с чем, на стадии вылупления большая часть органов, (почка, сердце, желудок, значительная часть кишечника, жабры) смещаются на правую сторону личинки.
-
Выявлено наличие стволовых клеток в капсуле, окружавшей яйцеклетки после кладки, которые наблюдались до стадии великонхо.
Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований были доложены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ в 2006–2009 гг.; второй Международной конференции молодых ученых и специалистов «Комплексные исследования биологических ресурсов южных морей и рек», Астрахань, 2007; Международном научно-практическом семинаре молодых ученых и студентов «Природные ресурсы Каспийского моря и устойчивое развитие прибрежных территорий», Астрахань, 2007; Международном симпозиуме Астраханского государственного технического университета «Тепловодная аквакультура и биологическая продуктивность водоемов аридного климата», Астрахань, 2007; Международной научной конференции «Биология: теория, практика, эксперимент», Саранск, 2008; Всероссийской научно – технической конференции «Экология и медицинские проблемы», Тула, 2008;
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, две из которых напечатаны в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.
Объем и структура. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения, заключения и выводов. Диссертация изложена на 186 страницах, содержит 24 таблицы и 33 рисунка. Список используемой литературы включает 263 источников, из которых 97 иностранных авторов.
Работа выполнена в Астраханском государственном техническом университете на кафедре гидробиологии и общей экологии в течение 2007 – 2010 гг.
Объектом исследования служили: коконы, в которых находились икринки на разных стадиях развития, икра ампуллярий, отобранная в разные промежутки времени, неполовозрелые особи моллюсков Рomacea Вridgesii (Reeve, 1856).
Взрослые особи содержались в 70 – ти литровых аквариумах с расчетом 1 литр на одну половозрелую особь. Из – за особенностей ампулярий откладывать икру над поверхность воды, аквариумы не доливались на 10 – 15 см. В аквариумах поддерживалась постоянная температура воды от 26 – 28 С0, рН не превышал 7. Вода в аквариумах постоянно аэрировалась. Через каждые трое суток производилась полная смена воды.
Таким образом, за весь период исследований было сделано и изучено 97 серий икринок моллюска, 10 серий их кладок (табл. 1).
При выполнении работы был применен комплекс методов исследования: гистологический, гидрохимический, статистический.
Гистологические исследования. В работе использовались методы классической гистологии (Волкова О.Е., Елецкий Ю.К., 1982). Кладка ампуллярий фиксировалась в растворе Буэна. Осуществлялась проводка через спирты возрастающей крепости, готовились – целлоидиновые блоки, окраска серий срезов производилась гематоксилином – эозином, азаном, железным гематоксилином.
Методы морфометрии. При помощи морфометрического анализа были получены количественные данные о изменений длины зародышей и их органов, объективно характеризующие строение, развитие и возрастную динамику изучаемых структур (Авандилов, 1980; 1990; Пантелеев и др. 1999).
При помощи окуляра – микрометра на световом микроскопе МБИ – 3 были определены основные морфометрические параметры эмбрионов его клеток, на всех этапах раннего онтогенеза. Препараты фотографировались цифровой фотокамерой Canon PoveChat А 96, совмещенный с лабораторным микроскопом МикМед.
Статистическая обработка результатов. Полученные результаты подверглись статистическому анализу. Все цифровые данные экспериментов обрабатывались на IBM PS/AT с использованием интегральных пакетов Statistica v 6.0, Microsoft Office Excel, 2007
Таблица 1
Объем использованного материала
Этап гаструляции
Этап формирования велигера
