Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Затем препараты дегидразировали, проводя через серию водно-этанольных растворов, обрабатывали пропиленоксидом и заключали в эпон 812 (БйеП Озепнса! Со.) согласно методике Лафта 1Ьн11, 1961). Смола полимеризовалась при 60'С. Одномикронные срезы для световой микроскопии и ультратонкие срезы для электронной микроскопии делали с помощью стеклянных нвзкей на ультратоме ЬКВ. 2.3. Контрастирование препаратов для электронной микроскопии Срезы лля электронной микроскопии контрастировали ураннлацетатом 1вгобу, 1959)или цитратом свинца (Уепаые, Соййез)за!1, 1965), а чаще и тем, и другим веществом.
Качество фиксации относительно большого радулярного влагалища М, тизсоза было чрезвычайно низким, поэт.ому мы работали в основном с ~канами Ь. паггпеуй, и все представленные микрофотографии относятся к последнему объекту. Вместе с тем в наших экспериментах не было обнаружено разницы между этими видами. Ультратонкие срезы просматривали в электронном микроскопе Р)н!йрз ЕМ-200. Дифракцию электронов на отдельных областях неконтрастированных срезов регис~рировали, следуя методам, описанным в инструкции к пользованию микроскопом. 89 16.
Биоминерализаиил магнетита у хитонов 2.4. Окрашивание препаратов для световой микроскопии Заключенные в эпон срезы толщиной 1 мкм окрашивали для наблюдений с помощью светового микроскопа по методике Ричардсона и соавторов (К)с)загдвоп ег а1., 1960), но вместо метиленового синего использовали 1'/-ный толуцдиновый синий. Чтобы показать наличие трехвалепгного железа в заключенном в эпон материале, применяли модифицированный метод окраски прусским синим. Срезы помещали в 1%-ный ферроцианид калия (в 1%-ной НС1) на ! — 2 ч при 60'С. Раствор обновляли каждые !5 мин, чтобы предотвратить неспецифическое отложение прусского синего. Затем срезы дополнительно контрастировали 5%-ным водным нейтральным красным при 60'С в течение 15 мин.
3. Анатомическое строение и функционирование аппарата радулы 3.1. Радула У всех представителей класса Ро1ур!асорпога радула устроена совершенно одинаково. Длинная лентоподобная радулярная мембрана несет многочисленные поперечные ряды зубцов; в каждом ряду есть центральный зубец и восемь боковых пар зубцов. Центральный зубец и первые латеральные маленькие н в разрезе имеют слегка ковшеобразную форму. Третьи латеральные зубцы узкие и имеют удлиненную форму; четвертые и пятые латеральные зубцы и три крайние пары все маленькие, полигональные и низкие. Во вторую пару латеральных зубцов, называемых большими латеральными зубцамн, входят самые большие зубцы с характерной формой (рис.
16.!,Б). Эти зубцы состоят из двух частей (Кпп)заш, !963а) — длинного основания, закрепленного в радулярной мембране, н четко отграниченной загнутой назад верхушки. Светонепроницаемые черные верхушки зубцов, в состав которых входит магнетит (Ьочепз!аш, 1962), резко контрастируют. с основаниями, а также со всеми другими зубцами, почти прозрачными и лишь слегка пигментированными. Форма верхушек зубцов варьирует от широкой долотообразной (в сем. Сп1!опЫае) до одно-трехзубчатого острия (в большинстве других семейств). Форма верхушки является характерным таксономическим признаком (Тл!е!е, 1909).
С таксономической принадлежностью коррелирует и образование других, помимо магнетита, минеральных отложений в верхушках зубцов: моллюски семейства Сйй!опЫае откладывают лепидокрокит (а-РеООН) и франколит (углекислый фторапатит) в отдельных ячейках микроструктуры (Ьовгепз!аш, 1967); Сгургос)итон (Ьожепв!аш, 1972) и Морайа (неопубликованные данные) накапливают аморфный гидратнрованный фосфат трехвалентного железа. 90 Ч. 1К Магнитарецепцин и магнитные минералы мент овины отояая алость Рыттяа Ног иа «««««а|» =-=-=- верхушек парных зрелых больших латеральных зубцов.
Внизу видно, что пигментация мкргпаяльных зубцов усиливается по направлении;1-от заднего к перелиемр концу рядулы (вправо).. В каждой отдельной радуле верхушки больших латеральных зубцов заметно различаются по внешнему виду в направлении от одного конца радулы до другого. В первых 8 — 12 рлцах от заднего конца радулы верхушки бесцветные, прозрачные и мягкие. Исследования Ранхэма (Кцп)таш, 1963а) по гистохимии тканей Асапсйас)ттуапа саттипи позволили предположить, что органический матрнкс верхушек зубцов состоит из хитина и белка, в которых до начала минерализацни образуются перекрестные ковалентные сшивкн.
Затем через 2 — 4 ряда в верхушки включается все большее количество непрозрачного ферригидрита разных оттенков; от золотистого до красновато-коричневого. В верхушках последующих рядов плотность магиетитовых отложений увеличивается, и очередные 20 — 70 рядов имеют глянцевито-черные содержащие магнетит верхушки. В нескольких последних рядах у переднего конца радулы верхушки зубцов обычно несут следы механической работы. !6. Биамииера тэиции маеиетита у хитонов 3.2. Аппарат радулы В великолепных работах Плэйта (Р!а1е, 1897, 1899, 1902) по анатомии пишеварительной системы у хитонов показано, что пищеварительный аппарат состоит нз: 1) радулы, которая тянется назад внутри радулярного влагалища (длинного впячивания диафрагмы роговой полости); 2) пары латеральных хряшей удлиненно-яйцевидной формы — опорных элементов для радулы и 3) сложного мускульного аппарата из более чем 40 содержащих миоглобин буккальных мышц (О(езе, 1952; Мапэее(1, 1958).
Опорные элементы вместе с несколькими прикрепленными к ннм мышцами образуют характерный языкоподобный орган — одонтофор, который включает в себя большую часть задней стенки ротовой полости. Самые передние 10-15 рядов перегибаются вниз, выходя за пределы дорсальной и передней поверхности одонтофора. 3.3.
Поглощение пищи Процесс поглошения пиши моллюсками Сгуреоейаол гиейеп мы изучали на 16-миллиметровых траекториях движения животных, кормящихся на водорослях в аквариуме с прозрачными стенками. Первый этап поглощения пищи состоит в появлении в расширяющемся ротовом отверстии субрадулярного органа, который, по-видимому, осуществляет хеморецепцию субстрата (Неа1Ь, 1903). Если моллюск обнаруживает подходяшую пишу, субрадулярный орган оттягивается назад, а одонтофор движется вниз и вперед в направлении рта.
Это движение приводит к тому, что передние 8-10 рядов радулярных зубцов приближаются непосредственно к субстрату, высовываясь через ротовое отверстие. Затем вся радула целиком сжимается, скользя по неподвижному одонтофору. Когда радулярная мембрана проходит через изогнутую часть, образованную передним краем одонтофора, каждая пара больших латеральных зубцов последовательно поворачивается, занимая наклонное положение относительно оси радулы при сворачивании радулярной мембраны.
При повороте к средней линии верхушки больших латеральных зубцов усиленно скребут субстрат, оставляя характерный след в виде канавки. Верхушки первых латеральных и центральных зубцов загребают соскобленную пишу в рот. Затем одонтофор втягивается, и хитон вновь готов к приему пищи. 3.4. Процесс обновления радулы У всех обладающих радулой моллюсков этот орган непрерывно обновляется в течение всей жизни животного (см.
обзор йацеп, 1966). Процесс обновления состоит из нескольких отдельных, но тесно взаимосвязанных этапов: !) задний конец радулярного влагалища секретнрует вещества, из которых образуются новые части радулы; 2) вся радула постепенно продвигается вперед внутри влагалища; 3) по мере продвижения вперед 92 Ч. 1К Магниторецепция и магнитные минералы во вновь образуемой радуле протекают различные процессы созревания; 4) самая передняя, обычно стертая от употребления часть радулы отламывается н отбрасывается. Таким образом, благодаря самой природе процесса обновления в каждой отдельной радуле представлены в линейной последовательности все стадии развития и созревания зубцов. 4. Анатомия радулярного влагалища 4.1. Образование и созревание радулы Вещество радулы продуцируется полусферической подушкой, состоящей нз узких эпителиальных клеток — одонтобластов, которая образует задний конец радулярного влагалища.
Первоначально зубцы появляются в Рнс. 16.2 Поперечный срез ралулярного влагалища !.. наг!и едй. Верхушки пары больших латеральных зубцов (!) насыщены коричневым минералом ферригилритом. Онн окружены верхушечными клетками верхнего эпителия (2), которые отличаются от минорных клеток (У) более интенсивно прокрашснной цито- плазмой. Призматические клетки нижнего эпителнального слоя (4) покрывают изогнутую радулярную мембрану (5), Хрящевая пластинка (6) образует верх дорсального синуса (7).
За исключением верхушек, зубцы испещрены параллельными горизонтальными трещинами. Часть основания большого латерального зубца примыхает к кажлой верхушке н накладывается на основание зубца (8) очередного перелнего ряда. Необходимо отметить поры, заполненные клетками в основаниях зубцов, а также присутствие минорных клеток в полостях между всеми минорными зубцами. 9-латеральиые зубцы; !Π— маргинальные зубцы. Толщина эпонового среза 1 мкм; окраска толуидиновым синим, аэуром и. 93 lб.
Биоминерализаг)ин магнетита у дюпонов Рис. 16.3, Продольный срез через зону ранней мннералнзации радуляриого влагалища А. йаггиеда От заднего конца к переднему (слева направо) можно видеть две бесцветные, две коричневые содержащие ферригидрнт н первые две содержащие магнетит верхушки зубцов (1). Магнезит выглядит как темное вещество на задней поверхности верхушек самых передних зубцов.
Плоскость среза проходит через два острия трехзубцовых верхушек. Базальная мембрана (2) различима в основном там, где она приподнялась над верхними эпнтелиальнымн клетками в процессе фиксации. Верхушечные клетки (3) образуют отдельные скопления, окружающие каждую верхушку зубца и отделенные одно от другого слоями минорных клеток (4). Эти скопления простираются от дорсального синуса (У) ло поверхности верхушки зубца. 6 — основание зубца; 7-радулярная мембрана; 8- хрящевая пластинка.
Толщина эпонового среза 1 мкм; окраска толуилиновым синим, азуром Н. виде тонкой мембраны на поверхности одонтобластов. По мере дальнейшей секреции мембрана утолщается и принимает форму зрелых зубцов (Козппапп, 1901; БсЬпаЬе1, 1903). С помощью радиоавтографин были получены доказательства постоянного присутствия одонтобластов у легочных брюхоногнх (Кцпйаш, 1963Ь). Секреция веществ радулярной мембраны осуществляется латеральной и вентральной областями подушки одонтобластов; клетки, окаймляющие зтн области, делятся и образуют нижний эцителий (рис. 16.2), который обусловливает созревание мембраны (Кцпйапь 1963Ь). Клетки, примыкающие к дорсальному краю подушки одонтобластов, непрерывно делятся, формируя верхний зпнтелий (ВЭ) (рнс.
16.2 — 1624). Эти столбчатые клетки распространяются на поверхность всех зубцов н почти полностью заполняют пространство между зубцами (СаЬе, Ргепапг, 1959). С помощью радиоавтографин было установлено, что у 94 Ч. 1К Маглллюренелцил и маглшпные минсрплы Рис. 16.4. Детальное изображение фрагмента среза, аналогичного показанному на рис, 16.2, в световом микроскопе при большом увеличении.
Базальная мембрана, зндотелий (1) и частично базальиые области некоторых верхушечных клеток (2) отделились при подготовке препарата. Каждая верхушечная клетка тянется от дорсального синуса (3) до поверхности верхушки зубца. В центральной части и у базальиого полюса верхушечиых клеток вилны рассеянные темно- окрашенные гранулы, содержащие Рез'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
