Российские ученые изучили морского червя с необычными сперматозоидами

Исследование опубликовано в Zoologischer Anzeiger. Phoronis embryolabi — небольшой морской червь, практикующий живорождение, при котором личинки развиваются внутри тела родителя. Это важная адаптация к условиям обитания Phoronis embryolabi, который живет как комменсал (комменсализм — форма симбиотических отношений с другим организмом, при которых комменсал извлекает из них пользу, а организм-хозяин не получает ни вреда, ни пользы) в норах роющих креветок. Ученые обнаружили, что процесс размножения у этого вида сопровождается формированием сперматозоидов с необычной структурой.

Сперматозоиды представляют собой нитевидные клетки, способные двигаться в ограниченном пространстве тела. Они развиваются в особой вазоперитонеальной ткани (VPT), окружающей кровеносные сосуды. «Такое строение помогает сперматозоидам эффективно передвигаться в узких пространствах, заполненных клетками и эмбрионами», — отмечает Елена Темерева, профессор базовой кафедры ИБХ РАН факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ.

В отличие от других видов форонид, сперматозоиды которых имеют V-образную форму, у Phoronis embryolabi они сохраняют вытянутую форму на всех стадиях развития. Флагеллум (жгутик), необходимый для передвижения, плотно прилегает к телу клетки, что облегчает движение в узких пространствах полости тела. Это важно, так как внутри организма развивается множество зародышей и других клеток, создающих дополнительные трудности для передвижения сперматозоидов.

Сперматозоиды Phoronis embryolabi, классифицируемые как «интросперм», имеют уникальные адаптации, характерные для организмов с внутренним оплодотворением. Чтобы достичь яйцеклеток, они должны преодолевать плотные слои клеток и продвигаться через узкие пространства внутри тела. Исследователи обнаружили, что флагеллум этих сперматозоидов оснащен особым воротничком у основания, который вместе с волнообразными движениями позволяет им эффективно перемещаться даже в густой среде с высокой клеточной плотностью. Это напоминает движение некоторых одноклеточных паразитов, таких как трипаносомы, которые используют аналогичные механизмы для перемещения в вязкой среде.

Для сравнения: у других видов форонид, например Phoronis pallida и Phoronopsis harmeri, сперматозоиды имеют V-образную форму, где одна половина клетки представлена жгутиком, а другая содержит ядро и митохондрии. У Phoronis embryolabi все элементы сперматозоида тесно связаны между собой, что способствует более эффективному передвижению в ограниченных пространствах. Кроме того, их сперматозоиды короче, чем у других видов, что также может быть адаптацией к условиям обитания.

Изучение сперматогенеза и строения сперматозоидов у Phoronis embryolabi предоставляет важные данные о том, как организмы адаптируются к экстремальным условиям. Эти сведения помогают понять эволюцию репродуктивной биологии у морских беспозвоночных и факторы, повлиявшие на развитие сложных репродуктивных стратегий.

Уникальные адаптации сперматозоидов Phoronis embryolabi являются ключевой частью стратегии выживания этого вида. Способность передвигаться в узких пространствах и оплодотворять яйцеклетки в условиях, когда тело родителя заполнено эмбрионами и другими клетками, служит примером успешной эволюционной адаптации. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.

НИУ ВШЭ

394 статей

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — один из крупнейших и самых востребованных вузов России. В университете учится 54 тысячи студентов и работает почти 4,5 тысячи учёных и преподавателей. НИУ ВШЭ ведёт фундаментальные и прикладные исследования в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также креативных индустрий. В университете действуют 47 центров превосходства, или международных лабораторий. Вышка объединяет ведущих мировых исследователей в области изучения мозга, нейротехнологий, биоинформатики и искусственного интеллекта. Университет входит в первую группу программы «Приоритет-2030» в направлении «Исследовательское лидерство». Кампусы НИУ ВШЭ расположены в четырех городах — Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Перми, а также в цифровом пространстве — «Вышка Онлайн».

Показать больше