1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Журнал общей биологии
  4. T. 84, № 4, 2023

Журнал общей биологии, 2023, T. 84, № 4, стр. 296-312

Интегральный эффект взаимодействия частей нецентрализованной биосистемы на примере формирования магистральных течений гидроплазмы в побеге колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758)

Н. Н. Марфенин 1, *, В. С. Дементьев 1

1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра зоологии беспозвоночных
119234 Москва, Ленинские горы, 1, Россия

* E-mail: marf47@mail.ru

Поступила в редакцию 23.12.2022
После доработки 14.03.2023
Принята к публикации 25.05.2023

Аннотация

Описано формирование в побеге у колониальных гидроидов (Hydrozoa) магистральных течений гидроплазмы (ГПТ), выходящих из него в столон и способных переносить пищевые частицы по столонам на противоположный конец нецентрализованного организма. Мы разработали простой метод ежеминутной визуальной регистрации направления движений частиц в гидроплазме в каждом модуле побега на протяжении 1.5 ч. Установлено, что магистральные исходящие из побега ГПТ образуются регулярно с периодом 14.8 ± 3.4 мин. Входящие в побег ГПТ также ритмичны (15.1 ± 5.0 мин), но если исходящие ГПТ обычно наполнены частицами пищи, то возвращающиеся ГПТ, как правило, содержат мало частиц. В пульсациях гидрантов на побеге больше хаоса, чем в стволе побега, т.е. период поступления ГПТ из гидрантов в ствол побега значительно варьирует. Раньше это заставляло предполагать, что исходящие ГПТ формируются только под влиянием входящих, как ответная реакция на растяжение ценосарка при поступлении гидроплазмы в побег (под давлением других пульсаторов в колониальном организме). Однако выяснилось, что между появлением входящего и началом исходящего ГПТ проходит в среднем 5 мин. За это время гидроплазма наполняет не только ствол побега, но и гидранты, которые в ответ сжимаются, хотя и не одновременно. Гидранты выдавливают при сжатии гидроплазму в ствол побега, после чего и ценосарк побега начинает сжиматься. Выяснилось, что при учете пульсаций гидрантов за 3 мин проявляется четкая периодичность, совпадающая с периодичностью исходящих из побега ГПТ, возникающих в результате сжатий ценосарка ствола. При этом гидроплазма еще не может поступить в гидранты до окончания продолжительной фазы их сжатия. В противном случае перемещения гидроплазмы были бы ограничены только пространством побега. Таким образом, в нецентрализованной системе, каковой является колониальный организм у гидроидов, согласование пульсаций гидрантов и ценосарка происходит со значительным люфтом. У ценосарка, как единого целого, пульсации ритмичны с незначительными флуктуациями, в то время как гидранты – источники множества мало ритмичных пульсаций (с большими вариациями периода). Поэтому вклад гидрантов в формирование магистрального ГПТ проявляется не одномоментно, а в течение нескольких минут в интервале между входящим и исходящим течениями.

Список литературы

  1. Бурыкин Ю.Б., 2010. Основы функционирования распределительной системы колониальных гидроидов // Онтогенез. Т. 41. № 4. С. 300–311.

  2. Бурыкин Ю.Б., 2013. Эстафетный способ перемещения гидроплазмы в колониях гидроидных полипов // Онтогенез. Т. 44. № 2. С. 115–125.

  3. Бурыкин Ю.Б., 2015. Функционирование распределительной системы у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Вестн. МГУ. Сер. 16. Биол. № 3. С. 44–48.

  4. Дементьев В.С., Марфенин Н.Н., 2018. Влияние опреснения на рост, пульсации ценосарка и перемещение гидроплазмы у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 79. № 5. С. 376–392. https://doi.org/10.1134/S0044459618050044

  5. Дементьев В.С., Марфенин Н.Н., 2019. Воздействие температуры на рост, пульсации ценосарка и перемещение гидроплазмы у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 80. № 1. С. 22–42. https://doi.org/10.1134/S0044459619010032

  6. Дементьев В.С., Марфенин Н.Н., 2021. Эффективность распределительной системы гидроида Dynamena pumila (L., 1758) при различных абиотических воздействиях // Журн. общ. биологии. Т. 82. № 5. С. 323–336. https://doi.org/10.31857/S0044459621050031

  7. Дементьев В.С., Марфенин Н.Н., 2022. Экспресс-перемещение частиц в столоне колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 82. № 3. С. 170–182. https://doi.org/10.31857/S0044459622030046

  8. Карлсен А.Г., Марфенин Н.Н., 1984. Перемещение гидроплазмы в колонии у гидроидов на примере Dynamena pumila (L.) и некоторых других видов гидроидов // Журн. общ. биологии. Т. 45. № 5. С. 670–680.

  9. Косевич И.А., 1991. Сравнение функционирования верхушек роста побегов и столонов в колонии Obelia loveni (Allm.) (Hydrozoa, Campanulariidae) // Вестн. МГУ. Сер. 16. Биол. № 2. С. 44–52.

  10. Марфенин Н.Н., 1983. Морфология колонии и распределительная система у двух видов герматипных кораллов рода Acropora // Зоол. журн. Т. 62. № 1. С. 5–13.

  11. Марфенин Н.Н., 1985а. Морфофункциональный анализ организации моноподиальных колоний гидроидов с терминально расположенными зооидами на примере Tubularia larynx Ell. et Sol. // Изв. АН СССР. Сер. Биол. № 2. С. 238–247.

  12. Марфенин Н.Н., 1985б. Функционирование распределительной системы пульсаторно-перистальтического типа у колониальных гидроидов // Журн. общ. биологии. Т. 46. № 2. С. 153–164.

  13. Марфенин Н.Н., 1993. Феномен колониальности. М.: Изд-во МГУ. 237 с.

  14. Марфенин Н.Н., 2016. Децентрализованный организм на примере колониальных гидроидов // Биосфера. Т. 8. № 3. С. 315–337.

  15. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2017. Парадокс протяженных течений гидроплазмы в колониальном гидроиде Dynamena pumila (Linnaeus, 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 78. № 4. С. 3–20.

  16. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2018а. Продольные пульсации столона у колониального гидроида Dynamena pumila (Linnaeus, 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 79. № 2. С. 85–96.

  17. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2018б. Рост, пульсации ценосарка и перемещение гидроплазмы у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) в проточной и непроточной кюветах // Журн. общ. биологии. Т. 79. № 2. С. 97–107.

  18. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2019. К вопросу о протяженности гидроплазматических течений у колониального гидроида Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 80. № 5. С. 348–363. https://doi.org/10.1134/S0044459619050051

  19. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2020. Побеги как генераторы гидроплазматических течений в колониальном гидроиде Dynamena pumila (L., 1758) // Журн. общ. биологии. Т. 81. № 6. С. 421–443. https://doi.org/10.31857/S0044459620060032

  20. Марфенин Н.Н., Дементьев В.С., 2022. Влияние потребления пищи на функционирование пульсаторно-реверсивной распределительной системы у гидроидов – идиографический подход // Журн. общ. биологии. Т. 83. № 2. С. 83–105. https://doi.org/10.31857/S0044459622020038

  21. Наумов Д.В., 1960. Гидроиды и гидромедузы морских, солоноватоводных и пресноводных бассейнов СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 626 с.

  22. Allman G.J., 1871. A Monograph of the Gymnoblastic of Tubularian Hydroids. L.: Ray Society. 450 p.

  23. Dementyev V.S., Marfenin N.N., 2021. Effect of air exposure on the growth and distribution system in the colonial hydroid Dynamena pumila (L., 1758) // Invert. Zool. V. 18. № 2. P. 69–79. https://doi.org/10.15298/invertzool.18.2.01

  24. Dudgeon S.R., Buss L.W., 1996. Growing with the flow: On the maintenance and malleability of colony form in the hydroid Hydractinia // Am. Nat. V. 147. № 5. P. 667–691.

  25. Dudgeon S.R., Wagner A., Vaisnys J.R., Buss J.W., 1999. Dynamics of gastrovascular circulation in the hydrozoan Podocoryne carnea: The one-polyp case // Biol. Bull. V. 196. P. 1–17.

  26. Fulton C., 1963. Rhytmic movements in Cordylophora // J. Cell. Comp. Physiol. V. 61. № 1. P. 39–51.

  27. Hale L.J., 1960. Contractility and hydroplasmic movements in the hydroid Clytia johnstoni // Quart. J. Microscop. Sci. V. 101. P. 339–350.

  28. Harmata K.L., Parrin A.P., Morrison P., Bross L.S., Blackstone N.W., 2013. Quantitative measures of gastrovascular flow in octocorals and hydroids: Towards a comparative biology of transport systems in cnidarians // Invert. Biol. V. 132. P. 291–304.

  29. Kühn A., 1914. Entwicklungsgeschichte und Verwandtschaftsbeziehungen der Hydrozoen. I. Teil: Die Hydroiden // Ergebn. Fortschr. Zool. Bd. 4. S. 1–284.

  30. Lister J.J., 1834. Some observations on the structure and function of tubular and cellular polypi, and of ascidiae // Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. V. 124. P. 365–388.

  31. Marfenin N.N., 2015. Non-radial symmetry of the transport system of Acropora corals // Invert. Zool. V. 12. № 1. P. 53–59.

  32. Marfenin N.N., Dementyev V.S., 2017. Functional morphology of hydrozoan stolons: stolonal growth, contractility, and hydroplasmic movement in Gonothyrae aloveni (Allman, 1859) // Mar. Biol. Res. V. 13. № 5. P. 521–537. https://doi.org/10.1080/17451000.2016.1276292

  33. Parrin A.P., Netherton S.E., Bross L.S., McFadden C.S., Blackstone N.W., 2010. Circulation of fluids in the gastrovascular system of a stoloniferanoctocoral // Biol. Bull. V. 219. P. 112–121.

  34. Rees J., Davis L.V., Lenhoff H.M., 1970. Paths and rates of food distribution in the colonial hydroid Pennaria // Comp. Biochem. Physiol. V. 34. P. 309–316.

  35. Wagner A., Dudgeon S., Vaisnys J.R., Buss L.W., 1998. Nonlinear oscillations in polyps of the colonial hydroid Podocorynecarnea // Naturwissenschaften. V. 85. P. 117–120.

  36. Wyttenbach C.R., 1968. The dynamics of stolon elongation in the hydroid, Campanula riaflexuosa // J. Exp. Zool. V. 167. № 3. P. 333–352.

  37. Wyttenbach C.R., 1973. The role of hydroplasmic pressure in stolonic growth movement in the hydroid, Bougainvillia // J. Exp. Zool. V. 186. P. 79–90.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Журнал общей биологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал