Протяженные перемещения частиц в столонах колониальных гидроидов семейства Campanulariidae

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье на примере колониальных гидроидов показано, как в нецентрализованной биологической системе изредка возникают мощные процессы – перемещения внутриполостной жидкости (гидроплазмы) на расстояния, равные длине всей линейной колонии. Это открытие позволяет существенно дополнить представления о механизмах транспортировки пищи внутри колониального организма. На примере четырех видов колониальных гидроидов из семейства Campanulariidae (Gonothyraea loveni, Laomedea flexuosa, Obelia longissima, O. geniculata) изучена дальность перемещения пищевых частиц по распределительной системе в линейных колониях, включавших восемь модулей основного столона (и восемь побегов). Визуальное сканирование, т. е. отслеживание под микроскопом движения отдельных частиц или их скоплений вдоль гастроваскулярной полости столона, проводилось непрерывно в течение 90 мин для каждого из шести-семи сеансов регистрации у указанных выше видов гидроидов. В работе впервые установлены дальность и длительность перемещения отдельных частиц в полости столона у изученных видов между кормлениями, т. е. в состоянии трофической паузы (перерыва в питании), длившейся сутки. Распределительная система даже при голодании функционирует эффективно, что выражается в трансколониальных непрерывных переносах частиц от одного конца колонии к противоположному. Эти перемещения происходят редко: у G. loveni, L. flexuosa и O. geniculata непрерывные перемещения частиц через всю колонию к верхушке столона могут происходить несколько раз за 90 мин, а у O. longissima – в 3–4 раза чаще. На фоне изобилия коротких траекторий (более 200 за 90 мин) трансколониальные перемещения частиц могут быть упущены при недостаточно продолжительных регистрациях, на чем основывались ошибочные утверждения о хаотичности функционирования распределительной системы.

Об авторах

В. С. Дементьев

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: marf47@mail.ru

биологический факультет, кафедра зоологии беспозвоночных

Россия, Ленинские горы, Москва, 119234

Н. Н. Марфенин

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: marf47@mail.ru

биологический факультет, кафедра зоологии беспозвоночных

Россия, Ленинские горы, Москва, 119234

Е. В. Николаев

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: marf47@mail.ru

биологический факультет, кафедра зоологии беспозвоночных

Россия, Ленинские горы, Москва, 119234

Список литературы

  1. Анцулевич А.Е., 2015. Hydrozoa (гидроиды и гидромедузы) морей России. СПб.: СПбГУ. 859 с.
  2. Бурыкин Ю.Б., 1999. Возникновение и формирование распределительной системы у колониальных гидроидов в процессе метаморфозы планулы // Зоол. журн. Т. 78. № 10. С. 1139–1148.
  3. Бурыкин Ю.Б., 2008. Формирование распределительной системы в процессе развития колоний гидроидных полипов // Онтогенез. Т. 39. № 3. С. 212–221.
  4. Бурыкин Ю.Б., 2010. Основы функционирования распределительной системы колониальных гидроидов // Онтогенез. Т. 41. № 4. С. 300–311.
  5. Бурыкин Ю.Б., 2013. Эстафетный способ перемещения гидроплазмы в колониях гидроидных полипов // Онтогенез. Т. 44. № 2. С. 115–125.
  6. Бурыкин Ю.Б., 2015. Функционирование распределительной системы у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Вестн. МГУ. Сер. 16. Биол. Вып. 3. С. 44–48.
  7. Дементьев В.С., Марфенин Н.Н., 2018. Влияние опреснения на рост, пульсации ценосарка и перемещение гидроплазмы у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 79. № 5. C. 376–392. https://doi.org/10.1134/S0044459618050044
  8. Дементьев В.С., Марфенин Н.Н., 2019. Воздействие температуры на рост, пульсации ценосарка и перемещение гидроплазмы у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 80. № 1. C. 22–42. https://doi.org/10.1134/S0044459619010032
  9. Дементьев В.С., Марфенин Н.Н., 2021. Эффективность распределительной системы гидроида Dynamena pumila (L., 1758) при различных абиотических воздействиях // Журн. общ. биологии. Т. 82. № 5. С. 323–336. https://doi.org/10.31857/S0044459621050031
  10. Дементьев В.С., Марфенин Н.Н., 2022. Экспресс-перемещение частиц в столоне колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 83. № 3. С. 170–182. https://doi.org/10.31857/S0044459622030046
  11. Карлсен А.Г., Марфенин Н.Н., 1976. Упорядоченность перемещения гидроплазмы в колониальном гидроиде Dynamena pumila (L.) (Thecaphora, Sertulariidae) // Журн. общ. биологии. Т. 37. № 6. С. 917–923.
  12. Карлсен А.Г., Марфенин Н.Н., 1984. Перемещение гидроплазмы в колонии у гидроидов на примере Dynamena pumila (L.) и некоторых других видов гидроидов // Журн. общ. биологии. Т. 45. № 5. С. 670–680.
  13. Косевич И.А., 1991. Регуляция строения “гигантских” побегов колониального гидроида Obelia longissima (Pallas, 1766) (Campanulariidae) // Онтогенез. Т. 45. № 3. С. 308–315.
  14. Косевич И.А., Марфенин Н.Н., 1986. Морфология колонии гидроида Obelia longissima (Pallas, 1766) (Campanulariidae) // Вестн. МГУ. Сер. 16. Биол. № 3. С. 44–52.
  15. Летунов В.Н., Марфенин Н.Н., 1980. Некоторые особенности пищевого поведения зимних колоний Dynamena pumila при различных температурных режимах // Биол. науки. № 1. С. 51–56.
  16. Макаренкова Е.П., 1988. Определение скорости движения гидроплазмы у колониальных гидроидов рода Obelia с помощью флуоресцентных красителей // ДАН СССР. Т. 302. № 5. С. 1275–1277.
  17. Марфенин Н.Н., 1981. Некоторые особенности пищеварения в гидрантах у различных колониальных гидроидов // Журн. общ. биологии. Т. 42. № 3. С. 399–408.
  18. Марфенин Н.Н., 1985. Функционирование распределительной системы пульсаторно-перистальтического типа у колониальных гидроидов // Журн. общ. биологии. Т. 46. № 2. С. 153–164.
  19. Марфенин Н.Н., 1988. Функционирование распределительной системы в колонии у колониальных гидроидов: новый метод и факты // Губки и книдарии. Современное состояние и перспективы исследований. Л.: Зоол. ин-т АН СССР. С. 103–111.
  20. Марфенин Н.Н., 1993а. Феномен колониальности. М.: Изд-во МГУ. 237 с.
  21. Марфенин Н.Н., 1993б. Функциональная морфология колониальных гидроидов. СПб.: ЗИН РАН. 151 с.
  22. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2017. Парадокс протяженных течений гидроплазмы в колониальном гидроиде Dynamena pumila (Linnaeus, 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 78. № 4. С. 3–20.
  23. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2018а. Продольные пульсации столона у колониального гидроида Dynamena pumila (Linnaeus, 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 79. № 2. С. 85–96.
  24. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2018б. Рост, пульсации ценосарка и перемещение гидроплазмы у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) в проточной и непроточной кюветах // Журн. общ. биологии. Т. 79. № 2. С. 97–107.
  25. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2019. К вопросу о протяженности гидроплазматических течений у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 80. № 5. С. 348–363. https://doi.org/10.1134/S0044459619050051
  26. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2020. Побеги как генераторы гидроплазматических течений в колониальном гидроиде Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 81. № 6. С. 421–443. https://doi.org/10.31857/S0044459620060032
  27. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2022. Влияние потребления пищи на функционирование пульсаторно-реверсивной распределительной системы у гидроидов – идиографический подход // Журн. общ. биологии. Т. 83. № 2. С. 83–105. https://doi.org/10.31857/S0044459622020038
  28. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2023. Интегральный эффект взаимодействия частей нецентрализованной биосистемы на примере формирования магистрального течения гидроплазмы в побеге колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 84. № 4. С. 296–312. https://doi.org/10.31857/S0044459623030041
  29. Марфенин Н.Н., Косевич И.А., 1984. Морфология колонии у гидроида Obelia loveni (Allm.) (Campanulariidae) // Вестн. МГУ. Сер. 16. Биол. № 2. С. 37–46.
  30. Марфенин Н.Н., Хоменко А.В., 1988. Морфология колонии, биология и признаки морфофункциональной адаптации гидроида Obelia geniculata (L.) к существованию в местах с сильным течением // Биол. науки. № 5. С. 35–44.
  31. Наумов Д.В., 1960. Гидроиды и гидромедузы морских, солоноватоводных и пресноводных бассейнов СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 626 с.
  32. Хоменко Т.Н., 1984. Морфология и особенности биологии колониального гидроида Obelia flexuosa (Hincks, 1861) в летний период на Белом море. Курсовая работа на кафедре зоологии беспозвоночных биолого-почвенного факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Рукопись. 89 с.
  33. Berrill N.J., 1949. The polymorphic transformations of Obelia // Quart. J. Microscop. Sci. V. 90. P. 235–264.
  34. Blackstone N.W., 1996. Gastrovascular flow and colony development in two colonial hydroids // Biol. Bull. V. 190. P. 56–68.
  35. Blackstone N.W., 1997. Dose-response relationships for experimental heterochrony in a colonial hydroid // Biol. Bull. V. 193. P. 47–61.
  36. Blackstone N.W., Buss L.W., 1993. Experimental heterochrony in hydractiniid hydroids: Why mechanisms matter // J. Evol. Biol. V. 6. P. 307–327.
  37. Buss L.W., Anderson C.P., Perry E.K., Buss E.D., Bolton E.W., 2015. Nutrient distribution and absorption in the colonial hydroid Podocoryna carnea is sequentially diffusive and directional // PLoS One. V. 10. № 9. P. 1–36. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0136814
  38. Dementyev V.S., Marfenin N.N., 2021. Effect of air exposure on the growth and distribution system in the colonial hydroid Dynamena pumila (L., 1758) // Invertebrate Zool. V. 18. № 2. P. 69–79. https://doi.org/10.15298/invertzool.18.2.01
  39. Dudgeon S.R., Buss L.W., 1996. Growing with the flow: On the maintenance and malleability of colony form in the hydroid Hydractinia // Am. Nat. V. 147. № 5. P. 667–691.
  40. Dudgeon S.R., Wagner A., Vaisnys J.R., Buss J.W., 1999. Dynamics of gastrovascular circulation in the hydrozoan Podocoryne carnea: The one-polyp case // Biol. Bull. V. 196. P. 1–17.
  41. Fulton C., 1963. Rhytmic movements in Cordylophora // J. Cell. Comp. Physiol. V. 61. № 1. P. 39–51.
  42. Hale L.J., 1960. Contractility and hydroplasmic movements in the hydroid Clytia johnstoni // Quart. J. Microscop. Sci. V. 101. Pt 3. P. 339–350.
  43. Hammett F.S., Padis N., 1935. Correlation between developmental status of Obelia hydranths and direction of hydroplasmic streaming within their pedicels // Protoplasma. V. 23. № 1. P. 81–85.
  44. Harmata K.L., Parrin A.P., Morrison P., Bross L.S., Blackstone N.W., 2013. Quantitative measures of gastrovascular flow in octocorals and hydroids: Towards a comparative biology of transport systems in cnidarians // Invertebrate Biol. V. 132. P. 291–304.
  45. Marfenin N.N., Dementyev V.S., 2017. Functional morphology of hydrozoan stolons: Stolonal growth, contractility, and hydroplasmic movement in Gonothyraea loveni (Allman, 1859) // Marine Biol. Res. V. 13. № 5. P. 521–537. https://doi.org/10.1080/17451000.2016.1276292
  46. Rees J., Davis L.V., Lenhoff H.M., 1970. Paths and rates of food distribution in the colonial hydroid Pennaria // Comp. Biochem. Physiol. V. 34. P. 309–316.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024