Морфология, ультраструктура и жизненные циклы свободноживущих и паразитических беспозвоночных, функционирование паразитарных систем в морских и наземных сообществахНИР

Morphology, ultrastructure, and life cycles of free-living and parasitic invertebrates, the functioning of parasitic systems in marine and terrestrial communities

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Таксономическое разнообразие, морфология и ультраструктура нематод. Функционирование паразитарных систем в морских и наземных сообществах
Результаты этапа: Собраны и проанализированы все сведения по эволюционному переходу в рамках таксонов морских свободноживущих к симбиозу с более крупными морскими животными. Показано, что в эволюционной истории перехода нематод от свободного существования к паразитизму в морских беспозвоночных сначала заселяется полость тела и внутренние органы, тогда как в наземной и пресноводной средах нематоды первоначально заселяют кишечник беспозвоночных; обсуждаются возможные причины и обстоятельства разницы в эволюционных траекториях морских и наземных нематод беспозвоночных. По теме «Грегарины морских беспозвоночных» в уходящем году расширен круг объектов за счёт включения видов из пресноводных и наземных насекомых. Изучено строение прикрепительного органа асептатных грегарин и показана его гомология настоящему эпимериту эугрегарин, а не мукрону архигрегарин. В кишке полихеты Scalibregma inflatum обнаружен необычный организм, морфологически и ультраструктурно сочетающий в себе признаки жгутиконосца и Apicomplexa. Молекулярно-филогенетический анализ показал принадлежность этого организма к малоизученной группе Squirmida, сестринской Apicomplexa в широком смысле (Sporozoa + Chrompodellida). По теме «Гельминты морских и пресноводных рыб» проведены весьма обширные и разнообразные исследования, включая анализ заражённости дальневосточного макруруса, анализ морфологии и родственных отношений дальневосточного краба Chionoecetes bairdi и ряда других трематод морских рыб, морфология и молекулярная генетика нематоды Mooleptus rabuka из кишечника кошачьей акулы. Сделаны таксономические перестройки в надсемействе трематод Hemiuroidea на основе новых молекулярно-генетических и морфологических данных.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Таксономическое разнообразие, морфология и ультраструктура нематод. Функционирование паразитарных систем в морских и наземных сообществах
Результаты этапа: На основе нового молекулярно-филогенетического анализа представителей разных паразитических таксонов из разных семейств и отрядов проанализированы траектории и формы эволюционного перехода свободноживущих морских нематод (круглых червей) к паразитическим ассоциациям с беспозвоночными. Показано, что переход к паразитическому образу жизни происходил независимо и неоднократно в нескольких свободноживущих семействах. Показано, что в рамках отряда Marimermithida род Marimermis занимает положение в кроне свободноживущего семейства Thoracostomopsidae (отряд Enoplida), тогда как Aborjinia и примыкающие близкие роды – в свободноживущем семействе Leptosomatidae (Enoplida). Молекулярно-генетическими методами подтверждено родство Nematimermis enoplivora, крайне своеобразного паразита полости тела свободноживущих нематод Enoplus spp., с видами Mermithida, паразитами полости тела наземных и пресноводных беспозвоночных. Описана морфология нового вида морских свободноживущих нематод Onyx disparamphis sp. n. (Nematoda, Desmodorida) с песчаной литорали острова Чеджу в Цусимском проливе (Южная Корея). Проведена таксономическая ревизия рода Onyx; диагноз рода поправлен и детализирован, дан полный аннотированный список из 23 валидных видов. Onyx ferox квалифицирован как species inquirenda, поскольку вид известен только по единственной неполовозрелой самке, что делает невозможным полноценное сравнение с другими видами – в роде Onyx самцы обладают большим числом диагностических признаков в виде амфида (половой диморфизм), супплементов и копулятивного аппаратов. Для определения видов Onyx сконструирован пикториальный ключ, состоящий из двух компонентов, набора упрощённых образов головного конца и заднего тела самцов, и таблицы морфометрических и счётных признаков. Кратко анализируется географическое и экология видов Onyx. Изучена ультраструктура и проведён молекулярно-филогенетический анализ грегарин Dactylophoridae – паразитам губоногих многоножек (Chilopoda) из Москвы, Подмосковья (Звенигородская биостанция МГУ) и Крыма: Grebnickiella gracilis из Scolopendra cingulata, Echinomera caudata и E. hispida из Lithobius sp. Полученные морфологические и ультраструктурные данные позволили дополнить диагностические описания изученных видов, что расширяет возможности таксономического определения по морфологическим признакам. Новые ультраструктурные подробности в строении органелл прикрепления дактилофорид – ризоидов – подтверждают гипотезу о том, что ризоиды – это множественные эпимериты (эпимерит – прикрепительная органелла, характерная для отряда Eugregarinida). Проведенный филогенетический анализ последовательностей генов рибосомных РНК прояснил филогенетическое положение семейства Dactylophoridae, ранее неизвестное: они оказываются ближайшими родственниками (сестринской группой) грегарин надсемейств Stylocephaloidea и Actinocephaloidea, но не входят ни в одно из них. Изучена ультраструктура и определено филогенетическое положение найденных в личинках подёнки Caenis sp. грегарин Enterocystis sp. (Звенигородская биостанция МГУ). Покровы грегарин представлены "классическим" эпицитом, что характерно для эугрегарин. Молекулярно-филогенетический анализ по гену SSU (18S) рРНК показал принадлежность объекта исследования к филогенетической кладе эугрегарин Gregarinoidea, что несколько неожиданно, поскольку эта клада объединяет в основном септатных грегарин, в то время как Enterocystidae – асептатные. Проведен филогенетический анализ лизорхиидной концепции рода Anarhichotrema (Trematoda, Digenea). Филогенетический анализ поместил Anarhichotrema в состав Lissorchiidae, как родственный таксон группе, включающей пресноводных лизорхиид. Также проведено переописание и филогенетическая оценка Helicometra antarcticae (Trematoda: Opecoelidae) с подтверждением немонофилетического статуса рода Helicometra. Наши филогенетические данные свидетельствуют о том, что Helicometra не является монофилетическим родом. Изучены филогенетические связи стенакрин (Trematoda, Digenea: Opecoeloidea). Opecoeloidea — большая группа ксифидатных дигенеев, паразитирующих на морских и пресноводных рыбах. На основании филогенетического анализа конкатенированных последовательностей генов 18S и 28S рРНК стенакриновых опецелид Caudotestis dobrovolski, C. cf. dobrovolski, Hexagrammia zhukovi, Stenakron vetustum, а также глубоководной трематоды Zdzitowieckitrema incognitum, имеющей до сих пор неоднозначный филогенетический статус, мы возводим новое семейство Zdzitowieckitrematidae fam. nov. Роды Holsworthotrema и Scorpidotrema выведены из Stenakrinae в подсемейство Scorpidotrematinae. nov. в рамках группы опецелид. Нами была сделана первая находка паразитической турбеллярии у гигантского антарктического осьминога Megaleledone setebos. Черви были идентифицированы как турбеллярии из семейства Notenteridae (Fecampiida). Филогенетический анализ на основе гена 28S рДНК показал, что вновь обнаруженный червь группировался вместе с другими фекампиидами в кладе с высокой подержкой и был тесно связан с N. ivanovi. На основании этих морфологических и молекулярных данных мы описали новый вид Octopoxenus antarcticus gen. nov., sp. nov. (Fecampiida: Notenteridae) и подготовили обновленный диагноз семейства Notenteridae. Это первое сообщение о паразитической турбеллярии у головоногого моллюска. Описан новый вид цестод, Onchobotrium malahovi n. sp., обнаруженный в спиральном клапане ската Bathyraja (Arctoraja) sexoculata у о-ва Симушир. Новый вид имеет ботридии с тремя локулами и характеризуется отсутствием дополнительных присосок на ботридиях, однозубчатыми крючками, не соединенные своими основаниями, отсутствием шипов у оснований крючков, плотный матрикс вокруг оснований крючков в виде непарного крыла бабочки, короткий и широкий яичник. Филогенетическое положение рода Onchobothrium sensu lato остается неоднозначным. Сделано предположение, что Onchobothrium sensu lato представляет собой род, включающий как минимум две морфологически различные группы видов. Студенческие самостоятельные работы: успешно защищены две магистерские и одна бакалаврская работы. Выполнено 4 доклада на конференциях.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Таксономическое разнообразие, морфология и ультраструктура нематод. Функционирование паразитарных систем в морских и наземных сообществахыб
Результаты этапа: В 2023 г. исследования в рамках Гостемы проводились по трём направлениям: (I) Тонкая морфология, молекулярная генетика и жизненные циклы паразитических простейших Apicomplexa, ассоциированных с беспозвоночными 1. Были проведены электронно-микроскопические исследования тонкого строения прикрепленных к тканям хозяина и свободных архигрегарин Selenidium spp. из кишечника полихет Ophelia limacina и Scalibregma inflatum для оценки способов их прикрепления к клетке/ткани хозяина. Морфология изученных селенидиумов соответствует плану строения архигрегарин, однако прикрепительные органеллы этих паразитов демонстрируют уникальные черты организации. Selenidium sp. из O. limacina имеет несколько необычный прикрепительный аппарат. Расширенный передний конец формирует протяженный межклеточный контакт не с одной, а с 2-3-мя клетками кишечного эпителия хозяина. Ультраструктура переднего конца Selenidium sp. из S. inflatum крайне необычна и очень похожа на эпимерит эугрегарин: это куполообразный выступ, покрытый лишь одной плазматической мембраной и погруженный в инвагинацию клетки хозяина, образуя с ней плотный (не септированный, как у других селенидиумов) контакт. Коноид и роптрии в прикрепительном приспособлении полностью отсутствуют, а мукрональная вакуоль, напротив, сильно развита, заполняя собой весь внутренний объем купола и простираясь назад в цитоплазму клетки на значительное расстояние. Прикрепительная органелла паразита отделена от остальной клетки грегарины перехватом, в основании которого толстое, плотное, по-видимому, фибриллярное кольцо. Субпелликулярные микротрубочки берут своё начало позади этого кольца, однако непосредственно с ним не контактируют. Проведенный молекулярно-филогенетический анализ по генам рибосомного оперона показал, что архигрегарины Selenidium spp. из кишечника полихет O. limacina и S. inflatum относятся к разным кладам архигрегарин. В совокупности полученные данные по строению прикрепительного аппарата и филогенетическому положению указывают на эволюционные изменения среди архигрегарин: от простого мукрона к более сложной по организации прикрепительной органелле и, наконец, до эпимеритоподобного образования. 2. С помощью методов электронной микроскопии показано, что агамококцидия Rhytidocystis sp. начинает свое развитие внутри энтероцита кишечника полихеты Travisia forbesii, а по завершении своего развития паразит оказывается заключенным в ткань в базальной части кишечного эпителия. Таким образом, агамококцидия при своем развитии в хозяине переходит от внутриклеточного паразитирования к тканевому. Это поднимает вопрос о путях выхода паразита из хозяина для дальнейшего завершения жизненного цикла. Для решения этой проблемы были исследованы бурые тела полихеты-хозяина – конгломераты целомоцитов, в которых заключены инородные тела. Оказалось, что бурые тела содержат лишь гаметоцисты эугрегарин рода Urospora – целомических паразитов этой полихеты. Полученные данные говорят в пользу «кишечного» пути выхода агамококцидий из хозяина. 3. Проведен молекулярно-филогенетический анализ выравниваний рибосомного оперона (конкатенированные последовательности генов 18S, 5.8S, 28S рРНК) и отдельно по гену 18S рРНК и установлено филогенетическое положение двух видов бластогрегарин из кишечника полихеты Naineris quadricuspida и агамококцидии Rhytidocystis sp. из полихеты Travisia forbesii. Наши данные еще раз подтвердили, что в случае Apicomplexa анализ гена 18S рРНК не обеспечивает уверенного разрешения «глубинного ветвления» - порядка отхождения основных клад от «хребта» дерева, тогда как анализ рибосомного оперона даёт лучшие результаты, согласующиеся с опубликованными на сегодняшний день данными мультигенных построений. 4. Продолжена работа по анализу данных по кишечным эугрегаринам двух видов близкродственных немертин Lineus ruber и L. viridis: В них обитают два морфотипа эугрегарин рода Difficilina: морфотип тонких и серповидно изогнутых грегарин («thin» морфотип) и морфотип крупных, толстых грегарин («thick» морфотип). Для того чтобы понять, являются ли они разными видами или нет, мы применили подход поиска компенсаторных замен во вторичной структуре транскрибируемого спейсера рибосомного оперона ITS2. Реконструкция показала, что грегарины «thin» морфотипа из обеих немертин принадлежат к одному виду. Difficilina sp. «thick» морфотипа из L. viridis имеет совершенно иную структуру ITS2 и, по всей видимости, принадлежит к отдельному виду. Однако для окончательного определения количества видов Difficilina spp., паразитирующих в указанных хозяевах еще следует определить последовательность и структуру ITS2 у Difficilina sp. «thick» морфотипа из L. ruber. (II) Гельминты рыб, птиц, млекопитающих и беспозвоночных северных и дальневосточных морей России 1. Морская козочка Caprella septentrionalis (Crustacea Amphipoda) была исследована на зараженность в четырех точках пролива Великая Салма (Кандалакшский залив Белого моря). Зараженность гельминтами была обнаружена у козочек, собранных на трех участках отбора проб, расположенных ближе всего к Беломорской биологической станции (ББС) МГУ имени М.В. Ломоносова. Обнаружены личинки четырех видов паразитов: личинки нематод Hysterothylacium aduncum и Pseudoterranova sp., цистаканты скребня Echinorhynchus gadi и прогенетические метацеркарии дигенеи Progonus muelleri. Козочки, собранные на расстоянии от WSBS, оказались незараженными. Эта поразительная разница, по-видимому, связана с необычным гидрологическим режимом вблизи ББС. Высокая турбулентность во время приливного движения приводит к обильному поступлению кислорода и биогенных веществ, что способствует высокому видовому разнообразию, биомассе и обилию хозяев. Сравнение с более ранними исследованиями показало значительное снижение уровня заражения козочек с середины XX века. 2. Изучены взрослые трематоды Maritrema afanassjewi Belopol'sky, 1952, которые паразитируют на птицах и млекопитающих вдоль побережий северной части Тихого океана. Ранее этот вид изучался с точки зрения морфологии, однако морфологические особенности, не подтвержденные молекулярной характеристикой, считаются недостаточным инструментом для идентификации эволюционных линий микрофиллидных дигеней. Здесь мы приводим первые данные о филогенетическом положении этого вида, полученные на основе последовательностей гена 28S рРНК и локуса ITS2 ядерной ДНК, а также дополнительные морфометрические данные трематод, полученных из кишечника уссурийского бурого медведя (Ursus arctos lasiotus Grey, 1867) на о-ве Итуруп (южные Курильские острова). Это вторая запись M. afanassjewi в буром медведе. Филогения этого вида паразитов, основанная на гене 28S рРНК, была исследована недостаточно. Анализ, основанный на наборе данных локуса ITS2, показал, что таксон M. afanassjewi является сестринским видом для Maritrema subdolum Jägerskiöld, 1909 с низкой поддержкой. 3. Описан новый вид цестод Onchobothrium malakhovi n. sp. (Cestoda: Onchoproteocephalidea) из ската Bathyraja (Arctoraja) sexoculata (Rajiformes: Arhynchobatidae) с Курильских островов, а также представлены новые данные о филогенетических связах рода Onchobothrium. 4. Изучены трематоды рода Podocotyle, которые во взрослом возрасте паразитируют на самых разных рыбах. Мы представляем первый филогенетический анализ нескольких изолятов Podocotyle с использованием ядерной 28S рДНК и митохондриальных участков ДНК cox1. Новые последовательности были получены для экземпляров подокотилей от рыб, пойманных в Охотском и Белом морях. На основании морфологических и молекулярных данных выявлено восемь линий подокотилей видового ранга. Однако это разнообразие плохо формализовано в рамках современной таксономической модели рода. В результате мы идентифицировали Podocotyle cf. angulata, Podocotyle cf. reflexa, Podocotyle atomon Sokolov et al., 2019, Podocotyle sp. Denisova et al., 2023, Podocotyle sp. 1, Podocotyle sp. 2 и Podocotyle sp. 3. Также мы выделяем нерешенный вопрос о жизненных циклах представителей Podocotyle, личночные стадии развития которых паразитируют на литоральных улитках Littorina spp. 5. В ходе исследований на НИС «Профессор Кагановский» на предмет зараженности рыб паразитами в западной части Берингова моря и южной части Охотского моря было вскрыто 1083 экз. 17 видов костистых рыб и одна особь лососевой акулы Lamna ditropis, в которых обнаружено 32 вида паразитов. В Беринговом море преобладали плероцеркоиды Pelichnibothrium speciosum s. lato. В Охотском море максимальная интенсивность и экстенсивность инвазии была отмечена для P. specioum s. lato, Anisakis sp. и Echinorhynchus gadi s. lato. Разница в количестве исследованных видов рыб в Беринговом и Охотском морях (14 vs 9) существенно повлияла на видовое разнообразие отмеченных паразитов (28 vs 18). Костистые рыбы, пойманные в прибрежной зоне, и те, что совершают вертикальные миграции, несколько различались по картине заражения, в первую очередь за счет наличия трематод. Впервые изучены макропаразиты двухлопастного бычка Blepsias bilobus и в целом сделано 20 новых записей о наличии тех или иных видов паразитов у ранее изученных видов рыб. Паразитофауна рыб эпипелагиали западной части Берингова моря и южной части Охотского моря характеризуется значительной интенсивностью инвазии, однако относительно бедным видовым разнообразием. 6. Атлантическая треска Gadus morhua и американская камбала Hippoglossoides platesoides являются двумя наиболее промысловыми видами в Баренцевом море (Зона 27 ФАО). Они считаются важным, но игнорируемым источником зоонозного риска, связанного с нематодами рода Phocanema. Численность Phocanema spp. у особи рыбы-хозяина в Баренцевом море может быть достаточно высокой, что удобно для изучения генетической структуры ее популяций. 69 личнок Phocanema spp. были выделены из печени, брыжейки и мускулатуры G. morhua и H. platesoides и генотипированы по гену мтДНК Cox2. Почти все эти молодые особи (68) были молекулярно идентифицированы как P. bulbosum. Ген мтДНК Cox2 также был использован для выявления разнообразия гаплотипов и генетической структуры P. bulbosum. Сравнение исследованных в настоящей работе особей между собой и с ранее выявленными нами в Белом море гаплотипами показало, что достоверных различий между группами от разных хозяев и из разных районов вылова не выявлено. (III) Молекулярная генетика свободноживущих нематод В ходе исследования мейофауны, ассоциированной с губками и кораллами морских побережий Кубы выявлено 26 видов нематод в девяти видах кремнероговых губок (Demospongia). Большинство особей нематод (50-95% всех индивидов) во всех пробах губок принадлежат семейству Desmodoridae (отряд Desmodorida), далее следует семейство Chromadoridae (отряд Chromadorida). Большинство видов десмодорид относятся к роду Acanthopharynx. Статистический морфометрический анализ (анализ главных компонент и многомерное шкалирование с тестированием по анализу сходства) выявил две близкие когорты, различающиеся по размеру и форме фаринкса). Молекулярные генетические анализы (COI, 18S, 28S) также показали две группы особей в соответствии с морфометрическими когортами. На основе морфометрии и молекулярной генетики более крупноразмерная группа определена как Acanthopharynx micans (Eberth, 1873), тогда как малоразмерная группа обозначена как новый вид A. parva sp. n. Осуществлена таксономическая ревизия Acanthopharynx, составлен исправленный список из десяти валидных видов и переработан диагноз рода. A. parva sp. n. отличается от других видов Acanthopharynx особенной формой фаринкса, постепенно расширяющегося к кардию, меньшим размером тела и паттерном преклоакальных органов. 2. В ходе исследования мейофауны естественного песчаной литорали острова Чеджу, Южная Корея, обнаружен вид нематод Manunema cf. proboscides из редкого рода Manunema, чьё положение в системе нематод не определено и чьи молекулярные последовательности пока не определены. До настоящего времени помещался в отряд Plectida как единственный род семейства Peresianidae. Морфологическое исследование показало, что во взрослом состоянии женские гонады не прямые, как считалось ранее, а загнутые антидромные. Молекулярные данные 18S rRNA, 28S (D2-D3) и mtCOI. Вместе с новыми морфологическими, молекулярные данные свидетельствуют в пользу помещения Manunema в состав семейства Leptolaimidae отряда Plectida. 3. Живые почвенные нематоды из родов Panagrolaimus и Plectus реанимированы после того, как были обезвожены и находились в состоянии криптобиоза в вечной мерзлоте северной Якутии около 46000 лет, с позднего плейстоцена. На основании молекулярно-генетического и детального морфологического анализа показано, что первый вид является новым для науки; он получил название Panagrolaimus kolymensis (Rhabditida, Cephalobina). Вид является партеногенетическим и триплоидным. Сравнительный геномный анализ показал, что геномный аппарат для криптобиоза у P. kolymensis и Caenorhabditis elegans является частично ортологичным. Показано, что биохимические механизмы, работающие для переживания дегидратации и замораживания в лабораторных условиях, являются сходными у обоих видов. По нашим экспериментальным данным, дауер-личинки C. elegans при высыхании и замораживании могут оставаться жизнеспособными более долгое время, чем считалось ранее. Наши данные показывают, что нематоды развили механизмы, позволя
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Таксономическое разнообразие, морфология и ультраструктура нематод. Функционирование паразитарных систем в морских и наземных сообществахивущих и паразитических немато.
Результаты этапа:
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Таксономическое разнообразие, морфология и ультраструктура нематод. Функционирование паразитарных систем в морских и наземных сообществах
Результаты этапа:
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Таксономическое разнообразие, морфология и ультраструктура нематод. Функционирование паразитарных систем в морских и наземных сообществах
Результаты этапа:
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Таксономическое разнообразие, морфология и ультраструктура нематод. Функционирование паразитарных систем в морских и наземных сообществах
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".