Биологи СПбГУ описали мышечную и полостную структуру части репродуктивной системы ракообразных-зомби

Дата публикации: 12 октября 2023

Ученые Санкт-Петербургского университета исследовали мышечную и лакунарную систему внешней части корнеголовых ракообразных — паразитических членистоногих. Результаты исследования опубликованы в Journal of Morphology. 

Ризоцефалы, или корнеголовые, — уникальные паразитические ракообразные, обитающие в морях по всей Земле. Паразитируют на других ракообразных самки ризоцефал. В ходе заражения в хозяина впрыскивается небольшая группа клеток, которая затем развивается в интерну.

Интерна — система структур, которые проникают в полость тела зараженного ракообразного и управляют им.

Таким образом, тело взрослых корнеголовых формируется заново, не наследуя ничего от личинки. Столоны интерны могут проникать в самые разные участки тела ракообразного-хозяина, в том числе и в его нервную систему. Ризоцефалы способны изменять поведение и морфологию зараженных хозяев, вызывать паразитарную кастрацию, а также влиять на их метаболизм.

После формирования интерны начинает развиваться экстерна — второй отдел тела самки корнеголовых, который расположен над покровами хозяина. Самцы ризоцефал находят самку со сформированной экстерной и впрыскивают в нее крошечную капсулу (трихогон, остаток от личинки-самца). Таким образом, ни у самцов, ни у самок не остается никаких черт, свойственных их свободноживущим родственникам.

Экстерна — наружная мешковидная часть корнеголового, которая формируется на теле хозяина. Экстерна выполняет роль выводковой камеры, то есть в ней развиваются личинки ризоцефал.

После того как самцы нашли самку с экстерной, начинается размножение. Несмотря на то, что ученые по всему миру изучают этих удивительных животных, физиология экстерны исследована слабо.

«Нам было интересно посмотреть на то, как организован транспорт в экстерне, то есть как питательные вещества из интерны попадают к развивающимся личинкам. Раньше описывали лакуны в экстерне — полости, которые связаны со столонами интерны. Но это описывалось только на гистологических срезах. То есть было понятно, что есть какие-то полости, но как это организовано в пространстве, исследовано не было. Поэтому мы решили визуализировать, во-первых, саму лакунарную систему экстерны, а во-вторых, мышечную систему, которая принимает участие в движении жидкости по этим лакунам», — рассказала студентка Санкт-Петербургского университета Наталья Арбузова.

Для изучения организации лакунарной системы ученые использовали компьютерную микротомографию. Томография позволяет визуализировать различные структуры в экстерне, не повреждая ее. То есть реконструкция того, как организованы в пространстве разные части экстерны, в том числе и лакунарная система, получается гораздо проще и нагляднее, чем при использовании стандартных гистологических методов.

Для изучения мышечной системы исследователи использовали конфокальную лазерную микроскопию. Этот метод позволяет наглядно визуализировать мышечную систему. Благодаря флуоресцентной метке удается подсвечивать интересующие структуры, тогда как все остальное на фотографии остается черным фоном и не мешает восприятию. Кроме того, этот метод также позволяет получать объемные реконструкции интересующих структур.

«Вероятно, при сокращении кольцевых мышц экстерна сжимается, просвет лакун сужается и жидкость из лакун экстерны выбрасывается в интерну. При расслаблении мускулатуры экстерна расправляется, также расширяются и лакуны. При этом жидкость после перемешивания в интерне начинает пассивно накачиваться в лакуны экстерны. Мы также описали кольцевые мышцы в основании экстерны и в стебельке, за счет которого экстерна соединяется с интерной. Видимо, они могут перекрывать просвет стебелька и ограничивать движение жидкости либо только в пределах экстерны, либо, напротив, не давать жидкости из интернов поступать в экстерну, чтобы она успела перемешаться в интерне», — объяснила Наталья Арбузова.

Исследование выполнено в рамках проекта «Морфо-функциональное значение мышечных систем в эволюции корнеголовых ракообразных (Cirripedia: Rhizocephala)», поддержанного грантом Российского научного фонда.

Для информации
Работы, связанные с конфокальной микроскопией, выполнялись в ресурсном центре «Микроскопии и микроанализа» Научного парка СПбГУ.

Пресс-служба и сайт СПбГУ spbu.ru

Поделиться: