Нервная система личинок двустворчатых моллюсков: такая разная
Учёные Национального научного центра морской биологии ДВО РАН им. А.В. Жирмунского поставили перед собой задачу выявить возможные сходства и/или различия в ряде структур нервной системы у личинок разных видов моллюсков и соотнести их с образом жизни той или иной экологической группы. Оказалось, что большинство различий в строении периферических, а не центральных элементов нервной системы, являются видоспецифичными и связаны с экологическими особенностями обитания животных. Статья опубликована в журнале Biology.
Двустворчатые моллюски могут занимать различные экологические ниши, что в конечном итоге определяет их морфологию и стратегию поведения в этих условиях обитания, характерных для определённых видов. В зависимости от субстрата, занимаемого двустворчатыми моллюсками, и способа их передвижения и прикрепления различают несколько экологических групп: прикрепленные биссусно (Mytilus, Lima), цементированные (Ostrea, Pododesmus), лежачие (Anadara, Placuna), плавающие (некоторые виды Pectinidae), зарывающиеся в донные отложения (Mya, Solen), сверлящие (Pholas, Teredo) и гнездящиеся (Hiatella) виды.
Почти для всех двустворчатых моллюсков характерна стратегия непрямого развития, включающая планктотрофные пелагические стадии. На стадии велигера личинка выходит в планктон, а на стадии педивелигера, который способен как к плаванию в толще воды, так и к передвижению по субстрату, происходит метаморфоз, в ходе которого личинка оседает, утрачивая ряд личиночных органов и обретая дефинитивные, и становится ювенильным моллюском. Однако у двустворчатых моллюсков иногда встречается и прямое развитие, что является относительной редкостью среди Bivalvia.
В новой работе учёные провели сравнительное исследование структуры нервной системы у личинок 8 видов двустворчатых моллюсков с разными экологическими нишами обитания, представителей четырех экологических групп: роющие (Callista brevisiphonata, Mactromeris polynyma), цементирующие (Pododesmus macrochisma, Crassostrea gigas), прикрепляющиеся биссусом (Kellia japonica, Crenomytilus grayanus) и подвижные формы (Mizuhopecten yessoensis, Azumapecten farreri). Объектом стали поздние личинки педивелигеры, так как это последняя личиночная стадия развития двустворчатых моллюсков перед её превращением в донную ювенильную форму взрослого животного, и при оседании именно на этой стадии личинка претерпевает метаморфоз и формирование структурного плана, характерного для взрослого моллюска.
«Поскольку личинки всех этих видов – пелагические (то есть, обитают в толще воды), у них принципиальных различий в строении нервной системы не выявляли. Скорее всего, как мы ожидаем, это должно проявиться на более поздней (ювенильной) стадии, когда моллюски имеют образ жизни, близкий к взрослым. В перспективе ученым будет интересно узнать, какие изменения претерпевает нервная система у моллюсков с прямым развитиеим (живорождением)», — рассказала н.с. Лаборатории систематики и морфологии Н.К. Колотухина.
Используя новый (усовершенствованный) метод иммуномаркирования и химического обесцвечивания тканей, разработанный для отдельных групп беспозвоночных, с помощью антител были выявлены нейромедиаторы для маркировки нервных элементов поздних личинок двустворчатых моллюсков. В результате сравнительного морфологического анализа были обнаружены как морфологически идентичные структуры, так и отличительные (специфические) особенности нейроморфологии личинок. Это может быть объяснено тем фактом, что связанные с экологией особенности строения нервной системы начинают проявляться на более поздних стадиях, во время/после поселения личинки на субстрат, где происходит основная метаморфоза. Очевидно, что нейроморфологические особенности связаны с адаптациями, возникающими у поздних стадий личинок и молоди. Таким образом, изучение развития структуры нервной системы на поздних стадиях, очевидно, является актуальным вопросом и перспективным предметом дальнейших исследований. Полученные данные могут стать основой для развития новых подходов к регуляции оседания и метаморфоза при искусственном разведении двустворчатых моллюсков.
Текст: ННЦ МБ ДВО РАН
Nikishchenko V., Kolotukhina N., Dyachuk V. Comparative neuroanatomy of pediveliger larvae of various bivalves from the Sea of Japan // Biology 2023, 12, 1341. DOI: 10.3390/biology1210134