Адаптивные стратегии в строении, размножении и развитии морских беспозвоночныхНИР

Adaptive strategies in the construction, reproduction and development of marine invertebrates

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Адаптивные стратегии в строении, размножении и развитии морских беспозвоночных
Результаты этапа: Намеченный на 2021 год план НИР выполнен полностью. Опубликовано 5 статей в высокорейтинговых международных и отечественных журналах. Два доклада на международных научных симпозиумах. В течение 2021 г. адаптивные стратегии в строении, размножении и развитии морских беспозвоночных были исследованы по четырём взаимосвязанным направлениям: 1) Определение биологического разнообразия некоторых плохо изученных таксономических групп беспозвоночных в Белом море методами морфологического, анатомического и ультрамикроскопического анализа, а также генетического баркодинга с учётом биогеографических характеристик; 2) Адаптивные особенности жизненных циклов; 3) Краткосрочная реакция и продолжительная адаптация к изменениям факторов среды у модульных организмов на примере морского колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758); 4) Вариабельность эмбрионального развития и метаморфоза некоторых морских беспозвоночных, относящихся к разным семействам одного отряда, характеризующихся разными вариантами жизненного цикла. Выделен и описан по циприсовидной стадии новый вид фасетотект Hansenocaris spiridonovi Kolbasov, Savchenko & Høeg sp. nov. Получены сиквенсы 18S паразитов Nucellicola sp. Из Buccinum sp. и Neptunea sp. из Белого и Баренцева морей. Генетических отличий по 18S между беломорскими и баренцевоморскими особями не выявлено Изучено биоразнообразие представителей гидроидов из семейства Bougainvilliidae в Белом море. Проведено экспериментальное исследование жизненных циклов Bougainvilliidae в Белом море. Осуществлён молекулярно-филогенетический анализ Bougainvilliidae с учётом беломорских видов. Проведён сравнительно-морфологический анализ гидроидных Sarsia lovenii из Белого моря. Обнаружен необычный генетический и морфологический полиморфизм у этого вида. Обнаружено два митохондриальных гаплотипа Sarsia lovenii и один гаплотип Sarsia tubulosa. Определена эффективность (дальности и объёмам) транспорта взвешенных в гидроплазме пищевых частиц в распределительной системе колониального гидроида Dynamena pumila в зависимости от четырёх факторов среды. Установлено, что распределительная система D. pumila эффективна в широком спектре изменений температуры и солёности, а также при продолжительном осушении и при содержании колоний в стоячей воде. Механизмы устойчивости модульного организма к обеспечению транспорта пищи и роста в условиях недостатка питания изучены на примере модельных колоний колониального гидроида D. pumila с помощью метода цейтраферной микровидеосъёмки. Проведено сопоставление жизненных циклов представителей класса Scyphozoa: Aurelia aurita, Cyanea capillata, C. tzetlinii, Pelagia nutricula. Наблюдаемая вариабельность эмбрионального развития связана с особенностями жизненных циклов и вариантами заботы о потомстве. Гаструляция у Aurelia и Cyanea можно рассматривать как видоизменение «базового варианта гаструляции» у кораллов на основе гетерохронии – переноса процессов формирования глотки первичного полипа с личиночной стадии на стадию метаморфоза личинки после ее прикрепления к субстрату. Опубликовано 5 статей в высокорейтинговых международных и отечественных журналах. 2 доклада
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Адаптивные стратегии в строении, размножении и развитии морских беспозвоночных
Результаты этапа: Техническое задание на 2022 г. выполнено полностью: Изучено разнообразия Hydrozoa в Беринговом море на переданных нам пробах бентосных сборов методами морфологического описания и молекулярной филогении. Описано несколько новых видов, выявлены редкие виды, нуждающиеся в дальнейшем изучении и, возможно, охране, получены первые данные о возможной связи биоразнообразием гидроидов с биотопом высачивания метана. Описано как краткосрочная, так и долгосрочная реакция роста и интеграции колониального организма модельного вида гидроидов Dynamena pumila к изменениям факторов среды (повышению температуры). Впервые описано строение нервной системы в общеколониальном теле у гидроида Clava multicornis с использованием современных методов, включающих лазерную конфокальную микроскопию с применением иммунно-цитохимического окрашивания антителами к α-тубулину и RF-амиду. Установлено возможное участие несовершенной нервной системы в регуляции моторики ценосарка, а следовательно к функционированию распределительной системы и адаптации к изменению условий среды. Опубликовано 7 статей. Представлен один устный доклад на международной конференции
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Адаптивные стратегии в строении, размножении и развитии морских беспозвоночных
Результаты этапа: Итоги выполнения: Программа исследований выполнена полностью. Проведены исследования по трем ранее определённым направлениям, в том числе полевые сборы материала и эксперименты в лаборатории на Беломорской биостанции МГУ. Завершена обработка полученного в 2022 г большого первичного материала. По результатам исследований опубликовано 7 статей. Описано морфогенетическое разнообразие вида S.lovenii в море и осуществлен анализ гибридизации между популяциями (подвидами) с разными морфотипами гонофоров. Проведён обширный анализ (изучено 183 образца) гидродных S. Loveni из Белого моря и идентифицировано четыре типа гонофоров. Разнообразие морфотипов гонофоров S. lovenii коррелировало с генетическим разнообразием образцов. Установлено, что морфологически изменчивый вид S. lovenii представлен в Белом море сетью интенсивно гибридизующихся гаплотипов. Дополнительно были изучены гидроидные из сем. Margelopsidae.Полученные результаты ставят под сомнение валидность рода Margelopsis и семейства Margelopsidae в целом. По направлению: «Краткосрочная реакция и продолжительная адаптация к изменениям факторов среды у модульных организмов» завершена первая часть экспериментального изучения возможности адаптации колониального вида гидроидов Dynamena pumila к резкому повышению температуры воды. Установлено, что этот вид не способен адаптироваться, и восстанавливается от термошока очень медленно. Проведено аналогичное экспериментальное исследование на другом виде - представителе другого семейства. Первичные материалы этой части работы находятся в обработке. По третьему направлению впервые методами иммуноцитохимии и ультраструктурных исследований подтверждено наличие колониальной нервной системы у текатного гидроида Dynamena pumila.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Адаптивные стратегии в строении, размножении и развитии морских беспозвоночных
Результаты этапа: В соответствии с ранее утверждённым планом проведены исследования по трём направлениям. По направлению «Описать скрытое видовое разнообразие у гидроидных Bougainvilliidae» проведен молекулярно-филогенетический анализ образцов гидроидных семейства Bougainvilliidae из Белого моря и исследованы жизненные циклы для некоторых клад полученного филогенетического дерева. В результате проведенной работы было установлено, что небольшие колонии гидроидных – представителей семейства Bougainvilliidae со стелющейся гидроризой относятся по меньшей мере к 5-6 разным видам, которые имеют минимальные морфологические отличия. Используя полученные генетические последовательности, а также благодаря экспериментальному изучению жизненных циклов для собранных образцов нами были описаны два новых вида рода Bougainvillia. В результате исследования жизненных циклов сравниваемых видов было установлено, что только один из них регулярно продуцирует медуз в Белом море и размножается половым путём. Остальные виды либо имеют редуцированные медузоидные стадии, которые остаются прикреплёнными к материнскому гидроиду, либо «откладывают» продукцию медуз, т.е. пропускают сезон размножения. Феномен «отложенных» медуз заключается в том, что локальные популяции некоторых меропланктонных видов, имеющие свободно плавающих медуз в жизненном цикле, по ещё неизвестным причинам не продуцируют медуз в Белом море. Судя по всему, Арктические сообщества характеризуются пониженным количеством меропланктонных видов гидроидных, которые продуцируют медуз. При этом неблагоприятные локальные условия Белого моря, проявляющиеся в пониженной солёности на фоне низкой температуры воды, также оказывают негативное влияние на виды с пелагическими медузами. В итоге среди представителей семейства Bougainvilliidae в Белом море, в основном, преобладают виды с бентосными жизненными циклами. Полученные результаты были представлены на международной конференции (Прудковский, 2024) и подготовлены в виде статьи. По направлению: «Краткосрочная реакция и продолжительная адаптация к изменениям факторов среды у модульных организмов». Исследование направлено на выяснение возможности адаптации видов к повышению температуры при изменении климата. В течение 2024 г была завершена обработка результатов изучения реакции перемещения гидроплазмы в колонии на продолжительный термошок и последующее восстановление при оптимальной температуре у Dynamena pumila (L., 1758). Было экспериментально изучено воздействие резкого повышения температуры среды на 10°С и пятидневного термошока на показатели функционирования распределительной системы колониального гидроида Dynamena pumila, а именно на: 1) период и регулярность пульсаций гидроплазмы, 2) дальность перемещения, 3) рост, 4) пульсации общего тела колонии (ценосарка) и др. 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. По направлению: «Сравнительный анализ формирования химерных колоний» Проведён сравнительный анализ формирования сросшихся колоний Clava multicornis и влияние «паразитизма половых клеток» на популяционную структуру вида. В результате проведённых экспериментов по сращиванию колоний из разных клонов была подтверждена возможность образования химерных колоний у гидроида Clava multicornis с последующим замещением предшественников половых клеток «рецессивного» клона таковыми «доминантного» клона. Такое «паразитирование половых клеток» оказывает существенное влияние на генетическое разнообразие локальных популяций, что снижает их устойчивость к колебаниям параметров внешних условий. План исследований на 2024 г. выполнен полностью. Опубликована: 2 статья и 2 находятся в печати, представлено на международных конференциях 3 доклада.
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Адаптивные стратегии в строении, размножении и развитии морских беспозвоночных
Результаты этапа:

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".