Колониальные гидроиды – индикаторы состояния морской средыНИР

Colonial hydroids - indicators of the state of the marine environment

Соисполнители НИР

МГУ имени М.В.Ломоносова Координатор

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Функционирования распределительной системы в оптимальных условиях
Результаты этапа: На колониальном гидроиде Dynamena pumila (L., 1758) (Leptothecata, Hydrozoa) за первый год выполнения проекта проведено два взаимосвязанных исследования: I. Определение реакции роста колонии, функционирования распределительной системы и пульсаций. ценосарка столонов на повышение температуры воды с 15оС до 25оС в течение пяти суток. II. Выяснение степени централизации нервной системы столонов методами лазерной конфокальной микроскопии с применением иммунно-цитохимического окрашивания антителами к α-тубулину и RFамиду . Собран большой первичный материал цейтраферной микровидеорегистрации пульсаций ценосарка и перемещения частиц в столоне колонии. Исследование выполнено согласно идиографического принципа, согласно которому на ограниченном количестве объектов проводится множество повторяющихся регистраций, вместо сравнения серий объектов с нетождественными генетическими характеристиками. Проведено 223 съёмки нескольких колоний D.pumila в эксперименте общей продолжительностью более 484 час. Установлено, что: I. Распределительная система колонии D.pumila при повышении температуры воды до 25оС продолжает эффективно функционировать по крайней мере в течение пяти суток. Однако доля мощных гидроплазматических течений снижается, что может косвенно свидетельствовать об уменьшении потребления пищи. II. В столонах D.pumila не было выявлено образования пучков, состоящих из идущих параллельно отростков нескольких нервных клеток. Нервная сеть получается очень рыхлой, так как тела соседних контактирующих друг с другом клеток располагаются на значительном расстоянии – иногда более 200 мкм. Если наблюдается близкое расположение тел нервных клеток, то тела этих клеток не соединены своими отростками.
2 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Адаптация распределительной системы к изменившимся параметрам среды обитания
Результаты этапа: В конце второго года исследования установлена реакция распределительной системы второго вида гидроидов Laomedea flexuosa на повышение температуры воды до 25°С. Хотя L.flexuosa относится к иному типу строения гидроидов и дольше подвергается осушению по сравнению с D.pumila, т.е. адаптирована в естественных условиях к большим колебаниям температуры окружающей среды. Тем не менее, реакция на скачкообразное повышение температуры с 14°С до 25°С и продолжительный (в течение пяти суток) термошок у L.flexuosa оказалась такой же как и у D.pumila. Это проявилось: 1) в прекращении роста столонов в течение первых суток после повышения температуры; 2)уменьшении амплитуды ростовых пульсаций; 3)частичной деградации верхушек роста; 4)снижении скорости и продолжительности гидроплазматических течений (ГПТ). 2. Установлено, что восстановление роста столонов и функционирования распределительной системы у D.pumila и L.flexuosa после прекращения термошока и понижения температуры воды до 15°С возможна, но в течение пяти суток не завершается. Установлено, что колонии меньшего размера (1 дочерний побег) восстанавливаются быстрее, чем среднего размера (10-20 побегов). Опубликована статья. 3. Определены значения показателей эффективности транспортировки пищи в колонии на основе данных по скорости перемещения частиц в гидроплазме, После скачкообразного повышения на 10 °С температуры воды, в которой содержались колонии гидроида, в течение нескольких часов возросла активность распределительной системы (частота, амплитуда пульсаций гидроплазмы и протяжённость течений), но уже на вторые сутки рост колоний прекратился, а перемещения потоков гидроплазмы стали нерегулярными со значительными паузами. На пятые сутки термошока перемещение гидроплазмы остановилось. В течение суток после прекращения термошока пульсаторные перемещения гидроплазмы в столонах возобновились, а спустя двое суток почти вернулись к норме, за исключением протяжённости перемещения пищи по всей колонии. За это время рост колоний ещё не восстановился. Реакция перемещений гидроплазмы в столонах у D. pumila оказалась опережающей по сравнению с морфологическими показателями и ростом. Благодаря этому появляется возможность точнее и быстрее определять реакцию организма на повышение температуры окружающей среды. Для оценки эффективности функционирования восстанавливающейся системы ГПТ мы учли два обстоятельства. Во-первых, что восстановление системы ГПТ произошло ещё не в полной мере за пять суток, поскольку амплитуда и протяжённость ГПТ остались ниже исходных (6.07.10) почти вдвое. Во-вторых, средней протяжённости ГПТ в период восстановления колоний (1.7–2.6мм) недостаточно для обеспечения переноса частиц пищи к верхушке столона от наиболее удалённой части колонии. За время содержания колоний при 25°С протяжённость ГПТ снизилась до 4 мм (3654 мкм), и тогда перемещения гидроплазмы вовсе прекратились в колониях. Снижение температуры воды до 15°С сразу же привело к появлению локальных ГПТ, причём средние значения их протяжённости возросли в пять раз. Этого, однако, недостаточно для формирования цепочек локальных ГПТ, составляющих совместно «конвейер» транспортировки частиц в полости столона вплоть до верхушек роста. 4. Завершено описание организации нервной системы колонии Dynamena pumila в целом, в основном, представленная в отчёте за первый год работы по проекту. Полученные данные позволили определить, что связь элементов нервной системы недостаточна для координации функционирования колониального организма. 5. Полученных нами новых данных по ультраструктуре основных участков мягких тканей колонии недостаточно для определения степени развития сократительных элементов эпителиально-мышечных клеток. Поэтому пока мы не можем высказать предположения о механизмах работы пульсирующих участков колонии, обеспечивающих работу распределительного аппарата колонии. 6. Одновременно эксперименты по влиянию блокаторов функционирования нервной системы на функционирование распределительного аппарата колонии позволяют сделать вывод о неучастии общеколониальной нервной системы в регуляции процессов регенерации и работы распределительной системы колонии. Блокаторы нервной системы вызывали «анестезию» гидратов: последние расправлялись и на протяжении всего воздействия блокаторов оставались неподвижными и не совершали сокращений всего тела. Не была выявлена и перистальтическая активность желудочных отделов гидрантов. Там образом, под воздействием блокаторов нервной системы гидранты переставали участвовать в работе распределительного аппарата. Вместе тем, это практически не отражалось на ростовых пульсациях верхушек роста столонов и активности зон пульсаций в основании верхушек роста. Слабо изменялась периодичность и сила ГПТ в дистальных частях столонов. 7. Экстраполируя полученные данные на ситуацию с глобальным потеплением, авторы приходят к выводу, что у видов, аналогичных исследованному, обитающих в экстремальных условиях периодического осушения, имеется некоторый «запас прочности», который позволит им выдержать быстрое повышение температуры в течение нескольких часов при отливах. Более полный прогноз зависит от учёта изменений других составляющих экосистемы, в первую очередь, планктона.

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".

Прикрепленные файлы

№ Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Приложения к отчёту за 2022 г по теме 9-06/22 Prilozheniya_I_i_II_k_otchyotu_122012700112-5.pdf 1,9 МБ 28 декабря 2022 [MarfeninNN]