CC BY
42
УДК 594.35:591.5
Т.А. Клочкова, Р.В. Ким, Г.Х. Ким
РАЗВИТИЕ ЗАДНЕЖАБЕРНОГО МОЛЛЮСКА PLACIDA BABAI (GASTROPODA, OPISTHOBRANCHIA) В ИСКУССТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
На основе изучения материалов, собранных у побережья Кореи, дается первое подробное описание стадий жизненного цикла заднежаберного моллюска Placida babai (Gastropoda, Opisthobranchia). Взрослые особи этого вида моллюсков являются синхронными гермафродитами и становятся половозрелыми, когда размер их тела достигает 10 мм и более в длину. В лабораторных условиях один моллюск в течение жизни откладывает яйца 7-10 раз, по 1-2 кладки за один раз. Планктотрофные велигеры вылупились через 8-14 дней после откладки яиц при температуре 20°С. Для велигеров экспериментальным путем был подобран фитопланктонный корм, Isochrysis galbana и Tetraselmis suecica. Донные личинки, которые живут на растениях макроводоросли Bryopsis plumosa и питаются его протоплазмой, развиваются в крошечных слизней (2-3 мм длины) за 1 неделю.
Ключевые слова: биология развития, донная личинка, жизненный цикл, молекулярная идентификация, планктотрофный велигер, Placida babai.
Т.A. Klochkova, R.W. Kim, G.H. Kim
DEVELOPMENT OF MOLLUSK PLACIDA BABAI UNDER LABORATORY-CONTROLLED CONDITIONS (GASTROPODA, OPISTHOBRANCHIA)
This paper presents the first detailed description of the life cycle of mollusk Placida babai (Gastropoda, Opisthobranchia) collected from the coast of Korea. Adult mollusks are synchronous hermaphrodites; individuals become sexually mature when their body size reaches >10 mm in length. In laboratory conditions, one adult mollusk can lay eggs 7-10 times, laying 1 or 2 egg ribbons each time. Thereafter, planktotrophic veligers hatched within 8-14 days at temperature 20°C. Feeding experiments showed that veligers feed on the microalgae Isochrysis galbana and Tetraselmis suecica. Bottom larvae that live and feed on the macroalgae Bryopsis plumosa develop into juvenile slugs (2-3 mm long) within 1 week.
Key words: biology of development, bottom larva, life cycle, molecular identification, planktotrophic veli-
ger, Placida babai.
DOI: 10.17217/20 79-0333-2017-39-55-64
Введение
В современном мире возрастает антропогенная деградация прибрежных экосистем за счет загрязнения среды, промыслового пресса, разрушения местообитаний, интродукции видов-вселенцев, что приводит к уменьшению морского биоразнообразия [1-2]. Из-за стремительного сокращения видового разнообразия морских водорослей-макрофитов вместе с определенными видами водорослей исчезают и питающиеся ими мелкие животные, в частности виды заднежаберных моллюсков.
Некоторые виды заднежаберных моллюсков, включая представителей родов Elysia Trínchese и Placida Risso, имеют потенциально промысловое значение в силу уникальности своего биохимического состава и могут являться источниками получения веществ, необходимых для создания лекарств и нутрицевтиков нового поколения. Особый интерес к их изучению обусловлен тем, что в тканях отдельных их представителей, употребляющих в пищу зеленые ценоцитные водоросли Bryopsis Lamouroux (Chlorophyta), было обнаружено вещество, получившее название кахалалид F (kahalalide F), при этом моллюск получает его из водорослевой пищи из Bryopsis spp. Содержание этого вещества в тканях моллюска составляет 0,4-1% от массы его тела, в то время как у Bryopsis его не более 0,0005%, то есть в 800-2000 раз меньше. Кахалалид F представляет собой лизосомный яд, обладающий избирательностью in vitro в отношении гормононе-зависимых опухолей простаты, опухолевых клеток молочной железы neu+ и нейробластом [3-5],
и его также предлагают использовать для лечения лейшманиоза [6]. Для массового производства этого высокоэффективного препарата необходимо постоянное культивирование заднежаберных моллюсков и их пищи, водорослей Bryopsis spp., в промышленных масштабах, однако в настоящее время эта задача остается пока нерешенной.
Кроме того, изучение особенностей питания некоторых морских сакоглоссов ценоцитными зелеными водорослями привело к очень необычным цитологическим открытиям. Оказалось, что протоплазма, поступающая в пищеварительный тракт моллюсков, путем фагоцитоза проникает в клетки животных и утилизируется далеко не сразу, и что водорослевые хлоропласты, находясь внутри животных клеток, в течение длительного времени - недель или даже месяцев - остаются жизнеспособными и функционирующими [7-11]. Для проведения тестов и получения достоверных данных по этому уникальному вопросу также требуется большое количество особей на разных стадиях развития, включая ранние стадии развития личинок.
Сведения о развитии заднежаберных моллюсков в искусственных условиях приводятся в немногих публикациях, в основном посвященных развитию в лаборатории так называемых фо-тосинтезирующих моллюсков из рода Elysia [12-20]. Анализ этих работ показывает, что никому из указанных выше авторов не удалось непрерывное культивирование особей от яйца до яйца, хотя, несомненно, они проследили определенные стадии развития личинок. Стоит отметить, что в указанных выше статьях микрофотографии личинок на разных стадиях развития не даны, и в большинстве случаев не описаны условия культивирования моллюсков, такие как температура, интенсивность освещения, фотопериод, pH и соленость морской среды/воды, использованной для культивирования, хотя эта информация необходима для воспроизведения полученных ими результатов другими исследователями. Что касается представителей рода Placida, данные по их развитию в лабораторных условиях или отсутствуют, или стадии жизненного цикла показаны неполно [14, 21-22]. Все вышесказанное определяет необходимость разработки биотехники культивирования сакоглоссов и объясняет постоянный интерес к изучению их жизненных циклов. В настоящей статье на основе изучения материалов, собранных у побережья Кореи, дается первое подробное описание стадий жизненного цикла заднежаберного моллюска Placida babai Marcus (Gastropoda, Opisthobranchia) и его развития в лабораторных и природных условиях.
Материалы и методы
Особи/1, babai собирали в природе (о. Вандо, Корея) в разные месяцы 2009-2010 и 2016 гг. Собранных животных выращивали в инкубационных шкафах в чашках Петри размером 9x5 см, наполненных морской средой IMR medium [23]. В термостате поддерживали следующие постоянные условия: температура - 20°С, долгота дня - 12 ч свет : 12 ч темнота, освещенность - 15 цмоль фотон-м 2-с \ Для регулярного кормления взрослых особей использовали зеленые макроводоросли Bryopsis plumosa (Hudson) Agardh, культивируемые в лабораторных условиях [8]. Информация по микроводорослям, использованным в экспериментах по кормлению велигеров в лаборатории, и лабораторные условия для их культивирования приводятся в таблице. В качестве среды для культивирования водорослей также использовали морскую среду IMR medium. Во время проведения экспериментов по кормлению велигеров суспензию клеток каждого вида микроводорослей вносили в чашку Петри, в которой содержались велигеры, и наблюдали за поглощением ими водорослевых клеток в течение двух дней. Для этого проводился подсчет поглощенных клеток микроводорослей в желудках велигеров. В ходе экспериментов по лабораторному культивированию P. babai было использовано более 100 особей. Всех взрослых особей, кладки их яиц и велигеров содержали в инкубационных шкафах, где поддерживали следующие постоянные условия: температура - 20°С, долгота дня - 12 ч свет : 12 ч темнота, освещенность - 15 цмоль фотон м 2 с 1.
Выделение ДНК проводили согласно протоколу фирмы-производителя набора реактивов G-spin™ Total DNA Extraction Mini Kit (Intron Biotech, Seoul, Korea). Для проведения полимераз-ной цепной реакции (ПЦР) использовали праймеры, приведенные в нашей статье [9]. Были заданы следующие параметры программы: первичная денатурация при 95°С в течение 4 мин —» 35 циклов амплификации (денатурация при 94°С в течение 30 с, отжиг праймера при 55°С в течение 30 с и элонгация при 72°С в течение 1 мин (для генов 16S рРНК и coxl) или 1,5 мин (для гена 28S рРНК)) —» достройка цепей при 72°С в течение 10 мин. Секвенирование осуществляли в коммерческой компании Cosmogenetech (г. Тэджон, Республика Корея). Гистон НЗ был амплифицирован не с помощью ПЦР-анализа, а его сиквенс был вычленен из нашей транскриптомной базы дан-
ных P. babai [24]. Полученные нами новые нуклеотидные последовательности и сиквенсы из NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) автоматически выравнивали в программе Geneious (ver. 7.1.8, Biomatters, Auckland), используя алгоритм MUSCLE Alignment, после чего автоматическое выравнивание проверяли вручную. Молекулярно-филогенетическое древо выстраивали методом байесовского выведения (MrBayes 3.2.2; [25]) с использованием следующих параметров: модель замещения GTR, 3,000,000 поколений, количество генераций (burn-in) - 300,000 поколений. Анализ максимального правдоподобия (Maximum likelihood) проводили в программе RAxML 7.2.8 [26] с использованием модели замещения GTR+gamma. Статистический бутстрэп (bootstrap support values, %) вычисляли на основании 500 повторов. Новые сиквенсы были зарегистрированы в базе данных NCBI с присвоением следующих порядковых номеров: KY050762 (16S рРНК). KY050761 (28S рРНК), KY050760 (coxl) и KY050759 (гистон НЗ). Отметим, что эти сиквенсы были зарегистрированы нами в генбанке NCBI под именем «Placidct dendritica», а не «Placida babai», поскольку система обработки данных генбанка не распознает последнее имя и осуществляет его автоматическую замену на «Placida dendritica».
Финансирование исследований осуществлялось из грантов «Golden Seed Project, Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (MAFRA), Ministry of Oceans and Fisheries (MOF), Rural Development Administration (RDA) and Korea Forest Service (KFS)» и «Development of selection techniques of suitable industrial variety in Korean coast, funded by the Ministry of Oceans and Fisheries, Korea, to GHK».
Результаты Молекулярная идентификация
Для идентификации изученных образцов плациды, собранных у Корейского полуострова, мы получили и изучили сиквенсы генов 16S и 28S рРНК, coxl и гистон НЗ. Рис. 1 демонстрирует молекулярно-филогенетическое древо образцов плациды по гену coxl как наиболее точно отражающее картину их молекулярной систематики. Корейская плацида попадает на нем в группу, образуемую образцами Р. babai с российского Дальнего Востока, Японии и Китая. Их сходство по гену coxl составляет 98,3-99% (рис. 1). Сходство азиатско-тихоокеанских образцов Р. babai с образцами/! dendritica из Европы, США и Канады составляет всего 88,9-90,9% (рис. 1).
71/0.95 Placida dendritica (КР254756) Западная Виргиния. США 62/0.7Ч11 Р. dendritica (КР255161) Западная Виргиния, США ■ Р. dendritica (КР25461Э)Западная Виргиния, США
Р. dendritica (KU140946) Баренцево море - Р. dendritica (KU 133303) Белое море - Р. dendritica (GQ996662) Испания
coxl
67/0.69
90/1 П
64/0.66
79/1.0
63
1/1.0
93/1.С
55/0.92
0.91
Р. dendritica (KF921396) Испания Р. dendritica (GQ996663) Испания Р dendritica (KU133304) Великобритания Р. dendritica (KU 133302) Ванкувер, Канада
-Р. dendritica (КМ086428) Калифорния. США
Placida babai (КШ33297)Сахалин P. babai (KU 133296) Владивосток P. babai (KU 133299) б. Восток, Приморский край P. babai (КС 171014) Желтое море, Китай P. babai (KU133301 )Тиба, Япония Р babai (KY050760) Вандо, Корея
-A Ideriopsis nigra (KF921392)
— Placida cremoniana (HQ380201)
Ercolaniafelina (GUI91060) Placida kingstoni (GU191063)
- Placida verticillata (HQ380202)
- Limapontia senestra (HQ380200) - Aplysiopsis minor (AB50I3I4)
■ Stiliger ornatus (AB501311)
Рис. 1. Молекулярная идентификация изученных образцов P. babai по гену coxl. Значения напротив ветвей древа - статистический бутстрэп/апостериорная вероятность сходства. Исследованный нами образец обозначен заливкой строки
Fig. 1. Bayesian inference ofphytogenies of Placida species based on coxl sequences (outgroup - Stiliger ornatus). Labels on branches are posterior probabilities and consensus support values. Our new sequence is highlighted
Морфология взрослых особей
Тело половозрелых особей Placida babai умеренно широкое, вытянутое, спина покрыта веретеновидными папиллами разной длины. На голове располагается пара длинных, свернутых в трубку ринофоров. Длина особей из летней популяции до 1-1,5 см, особи из зимней популяции значительно крупнее, могут достигать до 2-3 см в длину. Маленькие особи (<1 см длины) камуфлируются на растениях Bryopsis настолько успешно, что часто практически незаметны в его густой зелени, но большие моллюски хорошо видны и невооруженным взглядом. В зависимости от степени поврежденности хлоропластов Bryopsis внутри тела плациды разные особи из одной популяции имеют более или менее насыщенную коричневато-зеленую окраску. У откормленных особей ринофоры и папиллы коричневато-зеленые. У голодных особей они серо-желтого цвета, поскольку хлорофилл в разрушенных хлоропластах обесцвечивается. Плацида переносит голодание крайне плохо. Уже на 2-3 день она начинает терять зеленую окраску, а на 10-14 день около 80% особей, содержащихся в лабораторных культурах, обычно умирают. Наиболее крупные из них, 2-3 см в длину, способны жить без пищи не более 21 дня.
Размножение
Взрослые особи Р. babai являются синхронными гермафродитами, и каждое половозрелое животное производит как сперматозоиды, так и яйцеклетки. Особи становятся половозрелыми, когда размер их тела достигает 10 мм и более в длину, что возможно только при их ежедневном обильном кормлении бриопсисом {Bryopsis). Откладку яиц в лабораторных условиях регистрировали практически у всех собранных животных вне зависимости от температуры их содержания (4-25°С), при этом оптимальной температурой для содержания животных было 20°С. В лабораторных условиях один моллюск в течение жизни может откладывать яйца 7-10 раз. За один раз моллюск откладывает 1-2 кладки. Они напоминают длинный грязно-белый чулок, 800-1000 мкм ширины и 1,5-2 см длины, заполненный плотной слизью и сотнями погруженных в нее мелких яиц.
Микроводоросли, использованные для кормления планктотрофных велигеров Placida babai и оптимальные условия их культивирования (температура - °С; освещенность - цмоль фотон-м~2-с_1;
долгота дня - соотношение дня и ночи)
Вид Условия культивирования Места сбора маточных растений
Температура Освещение Долгота дня, ч
Rhodosorus marinus Geitler 20 30 12 : 12 Из коллекции института рыбного хозяйства (Корея)
Porphyridium purpureum (Bory) Drew et Ross 20 30 12 : 12 Из коллекции института рыбного хозяйства (Корея)
Планктонная пинатная диатомовая водоросль 20 30 12 : 12 о. Вандо, Корея
Chlamydomonas sp. 15 15 16 : 8 р-н Дэчон, западное побережье, Корея
Isochrysis galbana Parke 20 30 12 : 12 Из коллекции института рыбного хозяйства (Корея)
Tetraselmis suecica (Kylin) Butcher 20 30 12 : 12 Из коллекции института рыбного хозяйства (Корея)
Rhodomonas salina (Wislouch) Hill et Wetherbee 20 30 12 : 12 Из коллекции института рыбного хозяйства (Корея)
После откладки яиц в последний, 7-10-й раз, практически все животные через 2-3 дня погибают. Плацида откладывает уже оплодотворенные яйца и чаще всего размещает кладки на кустиках Bryopsis, беспорядочно опутывая их со всех сторон. Отделить их от субстрата неповрежденными практически невозможно, поскольку они спутаны и переплетены с веточками растений. Если же моллюск откладывает яйца на гладкую поверхность, например, на дно или стенки чашки Петри, то чаще всего его кладки имеют вид шнуров, свернутых в 2-4 витка спирали. Иногда моллюски откладывают свернутую в спираль кладку прямо на поверхность воды, плавая в чашке Петри. Яйца P. babai достигают 150 мкм длины и 109 мкм ширины (в самой широкой, центральной части) (рис. 2, а). Эмбрионы имеют коричневую пигментацию (рис. 2, а).
Рис. 2. Морфология яиц и велигеров Placida babai: а - яйцо; б - ппанктотрофный велигер, несущий на себе раковину (показано стрелкой); в-в присутствии «несъедобного» фитопланктона (клетки показаны стрелками) велигер не проявляет активности; г - велигер в момент сбрасывания раковины (показано стрелксгй); д, е - в присутствии «съедобного» фитопланктона велигеры постоянно движутся в водной толще из-за движения специальных ресничек, расположенных на велюме (показано стрелксгй на рис. е). Сокращаясь, реснички загоняют в желудок велигеров клетки зеленых микроводорослей Isochrysis galbana и Tetraselmis suecica, являющихся их пищей (показано стрелксгй на рис. д)
Fig. 2. Morphology of eggs and veligers of Placida babai: a - individual egg; б - planktotrophic veliger carrying a shell (arrow); в - in the presence of «inedible» phytoplankton (arrows) veligers display no activity; г - veliger discarding its shell (arrow); д, e - in the presence of «edible» phytoplankton veligers are constantly moving in the water column due to the movement of cilia (shown with arrow in Fig. e). While contracting, cilia bring cells of the food microalgae Isochrysis galbana and Tetraselmis suecica into the stomach of veligers (shown with an arrow in Fig. d)
У P. babai удалось весьма детально проследить развитие личинок. Ее жизненный цикл представлен нами на рис. 3. В лабораторных условиях мы смогли культивировать стадии 1-4 и 6-7. Планктотрофные велигеры (150 мкм длины и 100-107 мкм ширины) вылупились через 8-14 дней после откладки яиц при температуре 20°С (рис. 2, б, в). Мы смогли культивировать их в течение 25 дней, за этот период их внешний облик сильно не изменился, за исключением того, что они сбросили с себя остатки раковины через 5-7 дней после вылупления (рис. 1, г). В момент ее сбрасывания наблюдалась очень высокая смертность личинок из-за заражения бактериями и простейшими.
Для велигеров из всех представленных в таблице видов микроводорослей экспериментальным путем был подобран корм, Isochrysis galbana Parke и Tetraselmis suecica (Kylin) Butcher. Однако после 25 дней развития они перестали есть микроводоросли (рис. 2, д, е). Попытки пересадить их на другой корм, состоящий из различных микро- или макроводорослей, для прохождения дальнейших стадий развития оказались неудачными. Поэтому в приведенном нами цикле развития морфологический облик личинок и их корм на стадии 5 остается неизвестным (рис. 3).
Планктотрофный вслигер (несет на себе раковину) через 5 дней после появления из яйца
Отложенные кладки яиц развиваются 8-14 дней
Через 3-4 недели после появления взрослые особи откладывают кладки яиц
Пища:
м и кроводоросл и Isochrysis galbana и Teiraselmis suecica
Взрослая особь; короткоцикловый эфемер, живет 1-2 месяца
Планктотрофный велигер без раковины через 25 дней после появления из яйца
V 3
Промежуточная
стадия
7 Пища: неизвестна 6
Крошечное животное прикрепляется к растениям йп'о/кй', реже СгмНит и начинает питаться их протоплазмой
Донная личинка
Рис. 3. Стадии жизненного цикла Placida babai. Стадии 1-4 и 6-7 наблюдались в лабораторных условиях.
Промежуточная стадия 5 остается в нашей диаграмме под вопросом
Fig. 3. Life cycle stages of Placida babai. Stages 1-4 and 6-7 were observed in the laboratory.
The intermediate stage 5 remains in question in our diagram
Стадия 6 (донная личинка) была обнаружена нами в ходе культивировании Bryopsis plumosa, собранного в месте массового обитания P. babai, поскольку эти личинки в большом количестве начинают прикрепляться к водорослям. На этой стадии развития личинки еще не видны невооруженным глазом, они около 700 мкм длины, имеют коричневый цвет, у них отчетливо видны глаза, но еще нет папилл и ринофоров. В настоящее время нам неизвестны период времени, занимающий переход личинок со стадии 4 до стадии 6, и пища, которую они потребляют. Обнаруженные нами личинки (стадия 6) развиваются в крошечных слизней 2-3 мм длины (стадия 7) за 1 неделю. В это время они уже живут на В. plumosa, то есть уже перешли с планктонного корма на макроводоросли. Питаясь протоплазмой В. plumosa, личинка накапливает протоплазму этой водоросли, в результате чего становится зеленой.
Полевые наблюдения за сменой генераций показали, что P. babai - короткоцикловый эфемер, живущий в природе 1-2 месяца. Максимальный пик ее численности приходится на период с июля по октябрь, а в зимние и весенние месяцы ее количество уменьшается. При этом плацида не является сезонным видом, и найти ее можно в течение всего года, поскольку ее популяции представлены перекрывающимися во времени генерациями.
Обсуждение
Род Placida Trínchese характеризуется широким распространением и встречается в холодно-умеренных, теплоумеренных и субтропических водах Мирового океана. В морях России традиционно указывали вид P. dendritica для Белого, Баренцева и Японского морей [27]. В работе С. Троубридж и соавторов [28] кратко изложена таксономическая проблема в отношении этого вида, поскольку ранее высказывалось мнение, что образцы Р. dendritica из Европы и Японии могут
принадлежать к разным видам [29]. Молекулярно-филогенетический анализ тихоокеанских и атлантических образцов по генам coxl и 16рРНК подтвердил это предположение [30]. Оказалось, что дальневосточные образцы с о. Сахалин, бух. Восток (Приморский край), Японии и Китая, традиционно определяемые как P. dendritica, имеют значительные генетические отличия от образцов из атлантических популяций этого вида из Америки и Европы, поэтому тихоокеанские образцы следует относить к восстановленному виду Placida babai [30]. Изученные нами образцы имеют сходство с группой тихоокеанских образцов P. babai. Отметим, что в своих ранних работах мы использовали видовое название Р. dendritica для этих образцов из Кореи и зарегистрировали их в генбанке NCBI под этим именем [8, 24].
В водах северной Атлантики и Америки Р. dendritica обычно находили на ценоцитных зеленых водорослях Codium fragile (Suringar) Hariot [31], Codium setchellii Gardner и Bryopsis corticulans Setchell [14, 32-33], а в Японии P. babai находили на растениях Codium Stackhouse, Bryopsis, Derbesia Solier и Pedobesia MacRaild et Womersley [28]. В ходе наших ранних исследований мы нашли более 500 особей плациды на растениях Bryopsis plumosa и только 10 на С. fragile и Codium tomentosum Stackhouse, хотя два последних вида зеленых водорослей в массовом количестве произрастали рядом с растениями Bryopsis, на которых жила P. babai [8]. По данным A.B. Мартынова и Т.А. Коршуновой [27], вид P. dendritica связан с представителями родов Ulva Linnaeus и Codium, однако мы полагаем, что это утверждение не совсем верное. Выполненные нами эксперименты по кормлению плациды [8] показали, что она никогда не ест ульву. Наиболее высокая пищевая привязанность у нее к корму из Bryopsis, и только 10% особей способны поменять его на Codium minus (Schmidt) Silva или нитчатые спорофиты Derbesia tenuissima (Moris et De Notaris) P. Crouan et H. Crouan, и то только после недельного голодания. Остальные 90% экспериментальных животных погибали от голода, но никогда не меняли корм. Когда в чашки Петри с выжившими моллюсками добавляли Bryopsis, они моментально начинали поедать его вместо С. minus и D. tenuis suma [8]. Таким образом, взрослые особи плациды демонстрируют очень высокую пищевую привязанность к определенным видам ценоцитных зеленых водорослей.
Сведения о развитии заднежаберных моллюсков в искусственных условиях приводятся в немногих публикациях [12-22], при этом стоит отметить, что условия их культивирования описаны недостаточно полно для воспроизведения полученных другими авторами результатов. Описания онтогенеза у представителей рода Elysia различны в работах разных авторов, а в ряде статей по-разному описан онтогенез одного и того же вида, Е. chlorotica. В ранних работах по Е. chlorotica сообщалось, что у двух разных популяций этого вида наблюдали или прямое развитие, когда взрослые особи выползали из кладок, то есть стадия планктотрофных велигеров вообще отсутствовала, или появление из кладок планктотрофных велигеров, развивающихся затем в слизней [12-13]. При этом особям из популяции, появившейся в ходе прямого развития из яиц, для прохождения всех стадий метаморфоза водорослевый субстрат не требовался, а планктотроф-ным велигерам из второй популяции требовался контакт с водорослями Vaucheria sp. для прохождения метаморфоза. Для видов Elysia tímida и Elysia clarki было указано лецитотрофное развитие личинок и метаморфоз при полном отсутствии микро- и макроводорослей [16].
Наиболее полное описание условий культивирования сакоглоссов приведено в работе С. Троубридж [15], поскольку она смогла культивировать планктотрофных велигеров Elysia viridis Montagu в течение 30 дней, используя в качестве корма микроводоросль Rhodomonas baltica Karsten. Дальнейший метаморфоз личинок в юных слизней происходил только в присутствии ценоцитной зеленой водоросли С. fragile, а первые хлоропласты ассимилировались в теле слизней на 2-3 день после их прикрепления к талломам макроводорослей [15].
Что касается представителей рода Placida, полный цикл их развития от яйца до половозрелой особи остается до конца не изученным. Достоверно известно, что у Р. dendritica личинки планктотрофные, а взрослые особи донные, при этом неизвестно, за какой период времени происходит развитие взрослых моллюсков из кладок яиц, сказано лишь, что это занимает «длительное время» [14, 21, 32-33]. Также стоит отметить отсутствие микрофотографий личинок на разных стадиях развития. В статье Fan et al. [22] утверждается, что авторы проследили основные стадии жизненного цикла вида Placida sp., собранной на побережье Китая, однако в их работе отсутствует описание и пояснения трех стадий, показанных на нашей диаграмме (стадии 4-6), а также описание фитопланктонного корма, которым кормили велигеров на стадии 3.
Наши исследования вида P. babai показывают, что особи размножались не по достижении определенного возраста, а по достижении определенных размеров тела, позволяющих им фор-
мировать и откладывать жизнеспособные яйца. Это было возможно только тогда, когда они обильно питались макроводорослевым кормом определенного состава. Планктотрофные велиге-ры вылуплялись через 8-14 дней после каждой откладки яиц при температуре 20°С. Мы смогли культивировать личинки плациды в течение 25 дней, причем за это время их внешний облик и размеры сильно не изменились. Все это время личинки продолжали жить, питаясь фитопланктоном. Примечательно, что велигеры ели только корм определенного состава, фитопланктон Isochrysis galbana и Tetraselmis suecica, при этом они никогда не ели Rhodomonas salina (Wislouch) Hill et Wetherbee и другие микроводоросли. Как указывалось выше, планктотрофные велигеры Е. viridis питались микроводорослями R. baltica [15].
Затем велигеры P. babai становились менее активными, поскольку у них понижалась активность движения ресничек на велуме, из-за чего они не могли поддерживать себя в водной толще и опускались на дно чашки Петри. Личинки более не могли питаться живущими в водной толще микроводорослями, однако они не могли также перейти на корм из макроводорослей, скорее всего по причине слабо развитой радулы, не способной прогрызать их плотные клеточные стенки. В результате этого в лабораторных условиях личинки погибали от голода. В связи с этим мы предполагаем, что в развитии личинок имеется еще одна неизвестная промежуточная стадия, во время прохождения которой они имеют особый, пока не известный корм. Успешное решение этого вопроса позволит разработать биотехнику лабораторного содержания заднежаберных моллюсков. Пока отметим, что полученные нами для P. babai сведения по жизненному циклу являются наиболее полными и точными и приближают к решению задачи массового культивирования этого потенциально ценного для медицинского использования вида сакоглоссов.
Литература
1. Клочкова Н.Г., Березовская В.А. Макрофитобентос Авачинской губы и его антропогенная деструкция. - Владивосток: Дальнаука, 2001. - 205 с.
2. Очеретяна С.О., Клочкова Н.Г., Клочкова Т.А. Сезонный состав «зеленых приливов» в Авачинской губе и влияние антропогенного загрязнения на физиологию и рост некоторых зеленых водорослей // Вестник КамчатГТУ. - 2015. - № 33. - С. 30-36.
3. Faircloth G.T., Smith В., Grant W. Selective antitumor activity of Kahalalide F, a marine-derived cyclic depsipeptide // Proceedings of American Association of Cancer Research. - 2001. -Vol. 42.-P. 140.
4. Marine natural products: A lead for anti-cancer / Hussain S.Md., Fareed S., Ansari S., Khan M.S. II Indian Journal of Geo-Marine Sciences. - 2012. - Vol. 41. - P. 27-39.
5. Патентный поиск, 2012-2016 ©FindPatent.ru [Электронный ресурс]. - URL: http://www.findpatent.ru/patent/229/2292216.html (дата обращения: 20.02.2017).
6. Kahalalide F, an antitumor depsipeptide in clinical trials, and its analogues as effective antileishmanial agents / Cruz L.J., Luque-Ortega J.R., Rivas L., Albericio F. II Molecular Pharmaceutics. - 2009. - Vol. 6. - P. 813-824.
7. Chloroplast genes are expressed during intracellular symbiotic association of Vaucheria litorea plastids with the sea slug Elysia chlorotica / Mujer C.V., Andrews D.L., Manhart J.R., Pierce S.K, Rumpho M.E. II Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. -1996.-Vol. 93.-P. 12333-12338.
8. Feeding specificity and photosynthetic activity of Korean sacoglossan mollusks / Klochkova T.A., Han J. W., Kim J.H., Kim K.Y., Kim G.H. //Algae. - 2010. - Vol. 25. - P. 217-227.
9. Morphology, molecular phylogeny and photosynthetic activity of the sacoglossan mollusk, Elysia nigrocapitata, from Korea / Klochkova T.A., Han J. W., Chah K-H., Kim J.-H., Kim K.Y., Kim G.H. II Marine Biology. - 2013. - Vol. 160. - P. 155-168.
10. Transcriptomic evidence that longevity of acquired plastids in the photosynthetic slugs Elysia timida and Plakobranchus ocellatus does not entail lateral transfer of algal nuclear genes / Wagele H., Deusch ().. Handeler K, Martin R., Schmitt V., Christa G., Pinzger В., Gould S.B., Dagan Т., Klussmann-Kolb A., Martin W. II Molecular Biology and Evolution. - 2011. - Vol. 28. - P. 699-706.
11. Клочкова Т.А. Обзор явления клептопластии у морских заднежаберных моллюсков // Вестник КамчатГТУ. - 2016. - № 37. - С. 57-69.
12. West Н.Н. Chloroplast symbiosis and development of the ascoglossan opisthobranch Elysia chlorotica II Ph.D. dissertation. - Boston (MA): Northeastern University, 1979. - 176 p.
13. Hybridization of two populations of a marine opistobranch with different development patterns / WestH.H., Harrigan J., Pierce S.K II Veliger. - 1984. - Vol. 26. - P. 199-206.
14. Trowbridge C.D. Marine herbivore-plant interactions: the feeding ecology of the sea slug Placida dendritica II Ph.D. thesis, Oregon State University, Corvallls. - 1989. - 221 p.
15. Trowbridge C.D. The missing links: larval and post-larval development of the ascoglossan opisthobranch Elysia viridis II Journal of the Marine Biological Association UK. - 2000. - Vol. 80. -P.1087-1094.
16. Newly metamorphosed Elysia clarki juveniles feed on and sequester chloroplasts from algal species different from those utilized by adult slugs / Curtis N.E., Pierce S.K., Massey S.E., Schwartz J.A., Maugel Т.К. II Marine Biology. - 2007. - Vol. 150. - P. 797-806.
17. Sea slug kleptoplasty and plastid maintenance in a metazoan / Pelletreau K.N., Bhattacharya D., Price D.C., Worful J.M., Moustafa A., Rumpho M.E. II Plant Physiology. - 2011. - Vol. 155. -P.1561-1565.
18. Laboratory culturing of Elysia chlorotica reveals a shift from transient to permanent kleptoplasty / Pelletreau K.N., Worful J.M., Sarver K.E., Rumpho M.E. II Symbiosis. - 2012. - Vol. 58. -P.221-232.
19. The making of a photosynthetic animal / Rumpho M.E., Pelletreau K.N., Moustafa A., Bhattacharya D. II The Journal of Experimental Biology. - 2011. - Vol. 214. - P. 303-311.
20. Beauties and beasts: A portrait of sea slugs aquaculture / Dionisio G., Rosa II. LealM.C., Cruz S., Brandao C„ Calado G., Serddio J., Calado R. II Aquaculture. - 2013. - Vol. 408-409. - P. 1-14.
21. Clark K.B. Nudibranch life cycles in the Northwest Atlantic and their relationship to the ecology of fouling communities // Helgolgnder wissenschaftliche Meeresuntersuchungen. - 1975. -Vol. 27. - P. 28-69.
22. Short-term retention of kleptoplasty from a green alga (Bryopsis) in the sea slug Placida sp. YS001/ Fan X., Qiao H., Xu D., Cao S, Zhang X., Мои S., Wang Y., Ye N. II Biologia. - 2014. -Vol. 69.-P. 635-643.
23. Biology of a terrestrial green alga Chlorococcum sp. (Chlorococcales, Chlorophyta) collected from the Miruksazi stupa in Korea / Klochkova T.A., Kang S.-H., Cho G.Y., Pueschel C.M., West J.A., Kim G.H. И Phycologia. - 2006. - Vol. 45. - P. 349-358.
24. Transcriptome analysis of the short-term photosynthetic sea slug Placida dendritica I Han J.H., Klochkova T.A., Han J. W„ Shim J., Kim G.H. //Algae. - 2015. - Vol. 30. - P. 303-312.
25. Ronquist F., Huelsenbeck J.P. MRBAYES: Bayesian inference of phylogenetic trees // Bioinfor-matics.-2001.-Vol. 17.-P. 754-755.
26. Stamatakis A. RAxML version 8: a tool for phylogenetic analysis and post-analysis of large phytogenies // Bioinformatics. - 2014. - Vol. 30. - P. 1312-1313.
27. Мартынов A.B., Коршунова ТА. Заднежаберные моллюски морей России. Атлас-определитель с обзором биологии. - М.: ЗАО «Фитон+», 2011. - 232 с.
28. Sacoglossan Opisthobranchs associated with the green macroalgae Codium spp. on Pacific rocky shores of Japan / Trowbridge C.D., Hirano Y.J., Hirano Y.M. II Venus. - 2008. - Vol. 66. -P.175-190.
29. Marcus E. du B.R. Systematics of the genera of the order Ascoglossa (Gastropoda) // Journal of Molluscan Studies, Supplement. - 1982. - Vol. 10. - P. 1-31.
30. Placida babai (Mollusca: Gastropoda: Sacoglossa) from Russian waters of the Sea of Japan / Chichvarkhin A.Yu., Ekimova I.A., Chalenko K.P., Schepetov D., Chichvarkhina O.V., Valdes A.A. II The Bulletin of the Russian Far East Malacological Society. - 2016. - Vol. 20. - № 1. - P. 44-56.
31. Evertsen J., Johnsen G. In vivo and in vitro differences in chloroplast functionality in the two north Atlantic sacoglossans (Gastropoda, Opisthobranchia) Placida dendritica and Elysia viridis II Marine Biology. - 2009. - Vol. 156. - P. 847-859.
32. Trowbridge C.D. Diet specialization limits herbivorous sea slug's capacity to switch among food species//Ecology. - 1991. -Vol. 72.-P. 1880-1888.
33. Trowbridge C.D. Phenology and demography of a marine specialist herbivore: Placida dendritica (Gastropoda: Opisthobranchia) on the central coast of Oregon // Marine Biology. - 1992. -Vol. 114.-P. 443-452.
Информация об авторах Information about the authors
Клочкова Татьяна Андреевна - Камчатский государственный технический университет, 683003, Россия, Петропавловск-Камчатский; кандидат биологических наук, доктор философии биологии (Ph.D.); доцент кафедры экологии и природопользования; [email protected]
Klochkova Tatyana Andreevna - Kamchatka State Technical University; 683003, Russia, Petropavlovsk-Kamchatsky; Candidate of Biological Sciences, Doctor of Philosophy in Biology (Ph.D.), Associate Professor of Ecology and Nature Management Chair; [email protected]
Ким Po Вон - Национальный университет Конджу, факультет биологических наук; 32588, Республика Корея, Конджу; доктор философии биологии (Ph.D.)
Kim Ro Won - Kongju National University, Department of Biology; 32588, Korea, Kongju; Doctor of Philosophy in Biology (Ph.D.)
Ким Гван Хун - Национальный университет Конджу, факультет биологических наук, 32588, Республика Корея, Конджу; доктор философии биологии (Ph.D.), профессор, декан колледжа естественных наук; [email protected]
Kim Gwang Hoon - Kongju National University, Department of Biology; 32588, Korea, Kongju; Doctor of Philosophy in Biology (Ph.D.), Professor, Dean of College of Natural Sciences; [email protected]
РЕДАКЦИОННОЕ СООБЩЕНИЕ
УДК 594.35:591.5
Т А. Клочкова, Р.В. Ким, Г.Х. Ким
РАЗВИТИЕ ЗАДНЕЖАБЕРНОГО МОЛЛЮСКА PLACIDA BABAI (GASTROPODA, OPISTHOBRANCHIA) В ИСКУССТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
На основе изучения материалов, собранных у побережья Кореи, дается первое подробное описание стадий жизненного цикла заднежаберного моллюска Placida babai (Gastropoda, Opisthobranchia). Взрослые особи этого вида моллюсков являются синхронными гермафродитами и становятся половозрелыми, когда размер их тела достигает 10 мм и более в длину. В лабораторных условиях один моллюск в течение жизни откладывает яйца 7-10 раз, по 1-2 кладки за один раз. Планктотрофные велигеры вылупились через 8-14 дней после откладки яиц при температуре 20°С. Для велигеров экспериментальным путем был подобран фитопланктонный корм, Isochrysis galbana и Tetraselmis suecica. Донные личинки, которые живут на растениях макроводоросли Bryopsis plumosa и питаются его протоплазмой, развиваются в крошечных слизней (2-3 мм длины) за 1 неделю.
Ключевые слова: биология развития, донная личинка, жизненный цикл, молекулярная идентификация, планктотрофный велигер, Placida babai.
DOP. 10.17217/2079-0333-2017-39-55-64
Опечатка
Исправления к статье Т А. Клочкова. Р.В. Ким. Г.Х. Ким. 2017. Развитие заднежаберного моллюска Placida babai (Gastropoda, Opisthobranchia) в искусственных условиях // Вестник Камчатского государственного технического университета [Вестник КамчатГТУ, ISSN 2079-0333]. Том 39. С. 55-64.
В связи с допущенной технической ошибкой при наборе текста, извещаем читателей и авторов об изменении авторства вышеуказанной статьи. Настоящим извещаем, что авторство статьи изменено на:
Р.В. Ким. Т А. Клочкова. Г.Х. Ким. 2017. Развитие заднежаберного моллюска Placida babai (Gastropoda, Opisthobranchia) в искусственных условиях // Вестник Камчатского государственного технического университета [Вестник КамчатГТУ, ISSN 2079-0333]. Том 39. С. 55-64.
DOP. 10.17217/2079-0333-2020-51-108-109
CORRIGENDUM
YflK 594.35:591.5
T.A. Klochkova, R.W. Kim, G.H. Kim
DEVELOPMENT OF MOLLUSK PLACIDA BABAI UNDER LABORATORY-CONTROLLED CONDITIONS (GASTROPODA, OPISTHOBRANCHIA)
This paper presents the first detailed description of the life cycle of mollusk Placida babai (Gastropoda, Opisthobranchia) collected from the coast of Korea. Adult mollusks are synchronous hermaphrodites; individuals become sexually mature when their body size reaches >10 mm in length. In laboratory conditions, one adult mollusk can lay eggs 7-10 times, laying 1 or 2 egg ribbons each time. Thereafter, planktotrophic veligers hatched within 8-14 days at temperature 20°C. Feeding experiments showed that veligers feed on the microalgae Isochry-sis galbana and Tetraselmis suecica. Bottom larvae that live and feed on the macroalgae Bryopsis plumosa develop into juvenile slugs (2-3 mm long) within 1 week.
Key words: biology of development, bottom larva, life cycle, molecular identification, planktotrophic veliger, Placida babai.
DOP. 10.17217/2079-0333-2017-39-55-64
Corrigendum
Corrections to the paper by T.A. Klochkova. R.W. Kim. G.H. Kim. 2017. Development of mollusk Placida babai under laboratory-controlled conditions (Gastropoda, Opisthobranchia) // Bulletin of Kamchatka State Technical University [Vestnik KamchatGTU, ISSN 2079-0333]. Vol. 39. P. 55-64.
We inform our readers and authors about a technical error that occurred during typesetting of the authorship of paper cited above. We herein inform that the authorship should be changed as follows:
R.W. Kim. T.A. Klochkova. G.H. Kim. 2017. Development of mollusk Placida babai under laboratory-controlled conditions (Gastropoda, Opisthobranchia) // Bulletin of Kamchatka State Technical University [Vestnik KamchatGTU, ISSN 2079-0333]. Vol. 39. P. 55-64.
DOP 10.17217/2079-0333-2020-51-108-109
