О происхождении нервной системы по данным изучения сенсилл бескишечных турбеллярий (Acoela)
Институты и факультеты
Главная \ Наука \ Научные издания КФУ \ Ученые записки Казанского университета \ Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки \ Архив

О происхождении нервной системы по данным изучения сенсилл бескишечных турбеллярий (Acoela)

Я.И. Заботин, А.И. Голубев

Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

Полный текст PDF

Аннотация

У бескишечной турбеллярии Convoluta convoluta обнаружены необычные сенсиллы, содержащие миофибриллы. Каждая клетка четко разделена по высоте на апикальную чувствительную часть и базальную сократительную. Чувствительная часть несет одну ресничку с тонким поперечно-исчерченным веретеновидным корешком; базальная часть содержит пучок миофибрилл. Наличие у Acoela сенсорно-мышечных клеток позволяет вернуться к дискуссии о происхождении нервной системы у билатерально-симметричных животных. Наряду с классическими концепциями Н. Клейненберга и братьев О. и Р. Гертвигов можно предположить возможность и третьего сценария этого эволюционного процесса. По всей вероятности, чувствительные и сократительные «половинки» сенсорно-мышечной клетки дивергировались соответственно на сенсиллы и мышечные клетки. В дальнейшем оба типа клеток независимо вступили в контакт с отростками нейронов. Вероятно, такая особенность сенсилл Acoela является следствием еще слабой клеточной дифференцировки этих своеобразных беспозвоночных и в то же время морфологическим базисом для дальнейшего дивергирования двух различных тканей у высших билатерально-симметричных животных. Проведена ревизия имеющихся в литературе сведений о ранних этапах эволюции нервно-сенсорного аппарата в различных группах низших беспозвоночных, в частности у губок, кишечнополостных и бескишечных турбеллярий.

Ключевые слова: бескишечные турбеллярии Acoela, нервная система, сенсиллы, сенсорно-мышечные клетки, эволюция, филогения

Литература

  1. Kleinenberg N. Hydra. Eine anatomishe entwicklungsgeschichtliche Untersuchung. – Leipzig: Engleman, 1872. – 90 S.
  2. Hertwig O., Hertwig R. Das Nervensystem und die Sinnesorgane der Medusan. – Leipzig: Vogel, 1878. – 186 S.
  3. Hertwig O., Hertwig R. Die Actinien anatomisch und histologisch mit besonderer Berucksichtigung des Nervenmuskelsystems untersucht // Jena Z. Naturwiss N.F. – 1880. – Bd. 7. – S. 39–89.
  4. Заварзин А.А. Очерки по эволюционной гистологии нервной системы. – М.-Л.: Мед. гос. изд-во, 1941. – 380 с.
  5. Ливанов Н.А. Возникновение и первые этапы эволюции нервной системы // Пробл. соврем. биологии. – 1943. – Т. 21, Вып. 4. – С. 385–414.
  6. Беклемишев В.Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. – М.: Наука, 1964. – 446 с.
  7. Philippe H., Derelle R., Lopez P., Pick K., Borchiellini D.C., Boury-Esnault N., Vacelet J., Renard E., Houliston E., Queinnec E., Da Silva C., Wincker P., Le Guyader H., Leys S., Jackson D., Schreiber F., Erpenbeck D., Morgenstern B., Worheide G., Manuel M. Phylogenomics revives traditional views on deep animal relationships // Curr. Biol. – 2009. – V. 19, No 8. – P. 706–712. – doi: 10.1016/j.cub.2009.02.052.
  8. Borchiellini C., Manuel M., Alivon E., Boury-Esnault N., Vacelet J., Le Parco Y. Sponge paraphyly and the origin of Metazoa // J. Evol. Biol. – 2001. – V. 14, No 1. – P. 171–179. – doi: 10.1046/j.1420-9101.2001.00244.x.
  9. Nielsen C. Six major steps in animal evolution: are we derived sponge larvae? // Evol. Dev. – 2008. – V. 10, No 2. – P. 241–257. – doi: 10.1111/j.1525-142X.2008.00231.x.
  10. Müller W.E., Schröder H.C., Skorokhod A., Bünz C., Müller I.M., Grebenjuk V.A. Contribution of sponge genes to unravel the genome of the hypothetical ancestor of Metazoa (Urmetazoa) // Gene. – 2001. – V. 276, No 1–2. – P. 161–173.
  11. Renard E., Vacelet J., Gazave E., Lapebie P., Borchiellini C., Ereskovsky A.V. Origin of the neuro-sensory system: new and expected insights from sponges // Integr. Zool. – 2009. – V. 4, No 3. – P. 294–308. – doi: 10.1111/j.1749-4877.2009.00167.x.
  12. Maldonado M. The ecology of the sponge larva // Can. J. Zool. – 2006. – V. 84, No 2. – P. 175–194. – doi: 10.1139/z05-177.
  13. Малахов В.В. Загадочные группы морских беспозвоночных. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. – 144 с.
  14. Tuzet O., Pavans de Ceccatty M. Les cellules nerveuses de l’eponge Sycon raphanus // O.S. C.R. Acad. Sci. – 1952. – T. 234. – P. 1341–1396.
  15. Tuzet O., Pavans de Ceccatty M. Les cellules nerveuses de l’eponge calcaire homocoel Leucandra johnstoni // O.S. C.R. Acad. Sci. – 1953. – T. 236. – P. 1447–1449.
  16. Pavans de Ceccatty M. Coordination in sponges. The foundations of integration // Am. Zool. – 1974. – V. 14, No 3. – P. 895–903.
  17. Lentz T.L. Histochemical localization of neurohumors in a sponge // J. Exp. Zool. – 1966. – V. 162, No 2. – P. 171–180. – doi: 10.1002/jez.1401620204.
  18. Thiney Y. Morphologie et cytochimie ultrastructurale de l’oscule d’Hippospongia communis LMK el de sa regeneration: Thèse. – Lyon: Univ. Claude Bernard, 1972. – 63 p.
  19. Weyrer S., Rützler K., Rieger R. Serotonin in Porifera? Evidence from developing Tedania ignis, the Caribbean fire sponge (Demospongiae) // Mem. Queensl. Mus. – 1999. – V. 44. – P. 659–665.
  20. Richards G.S., Simionato E., Perron M., Adamska M., Vervoort M., Degnan B.M. Sponge genes provide new insight into the evolutionary origin of the neurogenic circuit // Curr. Biol. – 2008. – V. 18, No 15. – P. 1156–1161. – doi: 10.1016/j.cub.2008.06.074.
  21. Garm A., Poussart Y., Parkefelt L., Ekström P., Nilsson D.E. The ring nerve of the box jellyfish Tripedalia cystophora // Cell Tissue Res. – 2007. – V. 329, No 1. – P. 147–157. – doi: 10.1007/s00441-007-0393-7.
  22. Parkefelt L., Ekström P. Prominent system of RFamide immunoreactive neurons in the rhopalia of box jellyfish (Cnidaria: Cubozoa) // J. Comp. Neurol. – 2009. – V. 516, No 3. – P. 157–165. – doi: 10.1002/cne.22072.
  23. Watanabe H., Fujisawa T., Holstein T.W. Cnidarians and the evolutionary origin of the nervous system // Dev., Growth Differ. – 2009. – V. 51, No 3. – P. 167–183.  – doi: 10.1111/j.1440-169X.2009.01103.x.
  24. Galliot B., Quiquand M., Ghila L., De Rosa R., Milijkovic-Licina M., Chera S. Origin of neurogenesis, a cnidarian view // Dev. Biol. – 2009. – V. 332, No 2. – P. 2–24. – doi: 10.1016/j.ydbio.2009.05.563.
  25. Martin V. Development of nerve cells in hydrozoan planulae. I. Differentiation of ganglionic cells // Biol. Bull. – 1988. – V. 174, No 3. – P. 319–329. – doi: 10.2307/1541957.
  26. Martin V. Development of nerve cells in hydrozoan planulae. II. Examination of sensory cell differentiation using electron microscopy and immunocytochemistry // Biol. Bull. – 1988. – V. 175, No 1. – P. 65–78.
  27. Piraino S., Zega G., Di Benedetto C., Leone A., Dell’Anna A., Pennati R., Carnevali D.C., Schmid V., Reichert H. Complex neural architecture in the diploblastic larva of Clava multicornis (Hydrozoa, Cnidaria) // J. Comp. Neurol. – 2011. – V. 519, No 10. – P. 1931–1951. – doi: 10.1002/cne.22614.
  28. Мамкаев Ю.В., Котикова Е.А. О морфологических особенностях нервного аппарата бескишечных турбеллярий // Зоол. журн. – 1972. – Т. 51, Вып. 4. – С. 477–489.
  29. Иванов А.В., Мамкаев Ю.В. Ресничные черви (Turbellaria), их происхождение и эволюция. – Л.: Наука, 1973. – 221 с.
  30. Голубев А.И. Электронная микроскопия нервной системы червей. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1982. – 109 с.
  31. Голубев А.И. Закономерности эволюции нервной системы сколецид и аннелид (ультраструктурный аспект). Дис. … д-ра биол. наук. – Казань, 1986. – 392 с.
  32. Иоффе Б.И. Морфологические закономерности эволюции нервной системы плоских червей: различные варианты ортогона и их связь с формой тела // Труды Зоол. ин-та АН СССР. – 1990. – Т. 221. – С. 87–125.
  33. Котикова Е.А. Ортогон плоских червей и основные пути его эволюции // Труды Зоол. Ин-та АН СССР. – 1991. – Т. 241. – С. 88–111.
  34. Котикова Е.А. Нервная система Acoela, Plathelminthes и Rotifera: морфологический аспект. Автореф. … д-ра биол. наук. – СПб., 2009. – 43 с.
  35. Котикова Е.А., Райкова О.И. Особенности строения центральной нервной системы Acoela, Plathelminthes и Rotifera // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2007. – Т. 149, кн. 3. – С. 126–131.
  36. Котикова Е.А., Райкова О.И. Архитектоника центральной нервной системы Acoela, Plathelminthes и Rotifera // Журн. эвол. биохим. и физиол. – 2008. – Т. 44, № 1. – С. 84–94.
  37. Мамкаев Ю.В. Очерки по морфологии бескишечных турбеллярий // Труды Зоол. ин-та АН СССР. – 1967. – Т. 44. – С. 26–108.
  38. Dӧrjes J. Die Acoela (Turbellaria) der Deutschen Nordseeküste und ein neues System der Ordnung // Zeitschr. Zool. Syst. Evolutionsforsch. – 1968. – Bd. 6. – S. 56–452.
  39. Райкова О.И. Ультраструктура нервной системы и органов чувств бескишечных турбеллярий // Труды Зоол. ин-та АН СССР. – 1989. – Т. 195. – С. 36–46.
  40. Raikova O.I., Reuter M., Gustafsson M.K.S., Maule A.G., Halton D.W., Jondelius U. Basiepidermal nervous system in Nemertoderma westbladi (Nemertodermatida): GYIRFamide immunoreactivity // Zoology (Jena, Ger.). – 2004. – V. 107, No 1. – P. 75–86. – doi: 10.1016/j.zool.2003.12.002.
  41. Raikova O.I., Reuter M., Jondelius U., Gustafsson M.K.S. An immunocytochemical and ultrastructural study of the nervous and muscular systems of Xenoturbella westbladi (Bilateria inc. sed.) // Zoomorphology. – 2000. – V. 120, No 2. – P. 107–118. – doi: 10.1007/s004350000028.
  42. Догель В.А. Олигомеризация гомологичных органов как один из главных путей эволюции животных. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-т, 1954. – 368 с.
  43. Попова Н.В., Мамкаев Ю.В. О типах сенсилл у бескишечных турбеллярий // Труды Зоол. ин-та АН СССР. – 1987. – Т. 167. – С. 85–89.
  44. Bedini C., Ferrero E., Lanfranchi A. The ultrastructure of ciliary sensory cells in two Turbellaria Acoela // Tissue and Cell. – 1973. – V. 5, No 3. – P. 359–372. – doi: 10.1016/S0040-8166(73)80030-8.
  45. Pfistermüller R., Tyler S. Correlation of fluorescence and electron microscopy of F-actin-containing sensory cells in the epidermis of Convoluta pulchra (Platyhelminthes: Acoela) // Acta Zoologica. – 2002. – V. 83, No 1. – P. 15–24. – doi: 10.1046/j.1463-6395.2002.00095.x.
  46. Todt C., Tyler S. Ciliary receptors associated with the mouth and pharynx of Acoela (Acoelomorpha): A comparative ultrastructural study // Acta Zoologica. – 2007. – V. 88, No 1. – P. 41–58. – doi: 10.1111/j.1463-6395.2007.00246.x.
  47. Grundfest H. Evolution of electrophysiological properties among sensory receptor system // Essays on physiological evolution / Ed. by J.W.S. Pringle. – Oxford: Pergamon Press, 1965. – P. 107–138.

Поступила в редакцию

17.05.17

 

Заботин Ярослав Игоревич, кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии и общей биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: yaroslav_zabotin@rambler.ru

Голубев Анатолий Иванович, доктор биологических наук, профессор кафедры зоологии и общей биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: anatolii.golubev_1937@mail.ru

 

Для цитирования: Заботин Я.И., Голубев А.И. О происхождении нервной системы по данным изучения сенсилл бескишечных турбеллярий (Acoela) // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2017. – Т. 159, кн. 3. – С. 421–432.

For citation: Zabotin Ya.I., Golubev A.I. On the origin of the nervous system based on  studying sensillae in acoel turbellarians (Acoela). Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2017, vol. 159, no. 3, pp. 421–432. (In Russian)

 

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


Версия для печати Версия для печати
Ключевые слова: Заботин, Ученые записки
Вход в личный кабинет
Ваш логин
Ваш пароль
Забыли пароль? Регистрация