Ультраструктура сперматозоидов двух видов пролецитофор (Plathelminthes, Prolecithophora)

Я.И. Заботин

Труды Зоологического института РАН, 2023, 327(3): 591–600 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2023.327.3.591

Резюме

Пролецитофоры (Plathelminthes, Prolecithophora) выделяются среди свободноживущих плоских червей («турбеллярий») рядом уникальных особенностей сперматозоидов. Было исследовано ультратонкое строение мужских половых клеток двух видов пролецитофор из семейства Plagiostomidae: Plagiostomum vittatum (Frey et Leuckart 1847) из Белого моря и Vorticeros ijima Tozawa 1918 из Внутреннего Японского моря. Для сперматозоидов обоих видов характерна вытянутая веретеновидная форма, спиральная форма ядра с электронно-плотным фибриллярным хроматином, наличие многочисленных митохондрий, имеющих тенденцию к слиянию, кортикальное положение микротрубочек и отсутствие жгутиков. Характерные для пролецитофор «складчатые мембранные образования» присутствуют в зрелых сперматозоидах обоих видов, однако их морфология различается. В сперматидах Pl. vittatum они обнаружены не были. Ядро сперматозоида Pl. vittatum отличается наличием многочисленных тонких выростов. Высказано предположение, что ультраструктурные особенности сперматозоидов пролецитофор (количество и расположение митохондрий, морфология и происхождение «складчатых мембранных образований») могут быть применены в филогенетике данной группы.

Ключевые слова

пролецитофоры (Prolecithophora), систематика, сперматозоиды, ультраструктура, филогения

Поступила в редакцию 10 ноября 2022 г. · Принята в печать 28 июля 2023 г. · Опубликована 25 сентября 2023 г.

Литература

Bakhoum A.J.S., Miquel J., Ndiaye P.I., Justine J.-L., Falchi A., Ba C.T., Marchand B. and Quilichini Y. 2017. Advances in spermatological characters in the Digenea: review and proposal of spermatozoa models and their phylogenetic importance. Advances in Parasitology, 98: 111–165. https://doi.org/10.1016/bs.apar.2017.04.001

Charni M., Ben Ammar A., Jaafoura M.H., Zghal F. and Tekaya S. 2010. Spermatogenesis and spermatozoon ultrastructure in Dugesia sicula Lepori, 1948 (Platyhelminthes, Tricladida, Paludicola). Belgian Journal of Zoology, 140: 118–125.

Chernova E.E., Zabotin Y.I. and Golubev A.I. 2014. Ultrastructure of gametes of marine tricladid Uteriporus vulgaris (Tricladida: Maricola). Zoologicheskii Zhurnal, 93(3): 401–411. [In Russian]. https://doi.org/10.7868/S0044513414030040

Christensen A.K. 1961. Fine structure of an unusual spermatozoon in the flatworm Plagiostomum. Biological Bulletin, 121: 416.

Egger B., Lapraz F., Tomiczek B., Müller S., Dessimoz C., Girstmair J., Skunca N., Rawlinson K.A., Cameron C.B., Beli E., Todaro M.A., Gammoudi M., Noreña C. and Telford M.J. 2015. A transcriptomic-phylogenomic analysis of the evolutionary relationships of flatworms. Current Biology, 25: 1347–1353. https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.03.034

Ehlers U. 1981. Fine structure of the giant aflagellate spermatozoon in Pseudostomum quadrioculatum (Leuckart) (Platyhelminthes, Prolecithophora). Hydrobiologia, 84: 287–300. https://doi.org/10.1007/BF00026192

Ehlers U. 1985. Das Phylogenetische System der Plathelminthes. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, New York, 317 p.

Ehlers U. 1988. The Prolecithophora – a monophyletic taxon of the Platyhelminthes? Fortschritte der Zoologie, 36: 359–365.

Hendelberg J. 1969. On the development of different types of spermatozoa from spermatids with two flagella in the Turbellaria with remarks on the ultrastructure of the flagella. Zoologiska bidrag från Uppsala, 38: 1–50.

Hendelberg J. 1986. The phylogenetic significance of sperm morphology in the Platyhelminthes. Hydrobiologia, 132: 53–58. https://doi.org/10.1007/BF00046228

Karling T.G. 1940. Zur morphologie und systematik der Alloecoela Cumulata und Rhabdocoela Lecithophora (Turbellaria). Acta Zoologica Fennica, 26: 1–260.

Lanfranchi A. 1998. Ultrastructural observations on the development of male gametes in Allostoma sp. (Plathelminthes, Prolecithophora). Hydrobiologia, 383: 227–233. https://doi.org/10.1023/A:1003441007022

Morrow E.H. 2004. How the sperm lost its tail: the evolution of aflagellate sperm. Biological Review, 79: 795–814. https://doi.org/10.1017/S1464793104006451

Ndiaye P.I., Miquel J., Fons R. and Marchand B. 2003. Spermiogenesis and sperm ultrastructure of the liver fluke Fasciola hepatica L., 1758 (Digenea, Fasciolidae): transmission and scanning electron microscopy, and tubulin immunocytochemistry. Acta Parasitologica, 48(3): 182–194.

Newton W.D. 1975. The ultrastructure of the aflagellate spermatozoon of the freshwater turbellarian Hydrolimax grisea (Platyhelminthes: Plagiostomidae). Biological Bulletin, 149: 55–67. https://doi.org/10.2307/1540386

Noren M. and Jondelius U. 1999. Phylogeny of the Prolecithophora (Platyhelminthes) inferred from 18S rDNA sequences. Cladistics, 15: 103–112. https://doi.org/10.1111/j.1096-0031.1999.tb00252.x

Noren M. and Jondelius U. 2002. The phylogenetic position of the Prolecithophora (Rhabditophora, ‘Platyhelminthes’). Zoologica Scripta, 31: 403–414. https://doi.org/10.1046/j.1463-6409.2002.00082.x

Rieger R.M. 1981. Morphology of the Turbellaria at the ultrastructural level. Hydrobiologia, 84: 213–229. https://doi.org/10.1007/BF00026183

Schmidt-Rhaesa A. 1993. Ultrastructure and development of the spermatozoa of Multipeniata (Plathelminthes, Prolecithophora). Microfauna Marina, 8: 131–38.

Shafigullina E.E., Gazizova G.R. and Zabotin Y.I. 2015. Ultrastructure of aflagellate spermatozoa in rhabdocoel turbellarian Provortex karlingi (Neorhabdocoela: Dalyellioida). Zoologicheskii Zhurnal, 94(11): 1243–1248. [In Russian]. https://doi.org/10.7868/S0044513415090159

Shafigullina E.E. and Zabotin Y.I. 2017. Main pathways of evolution of spermatozoa of Acoelomorpha and free-living Plathelminthes. Invertebrate Zoology, 14(1): 59–66. https://doi.org/10.15298/invertzool.14.1.09

Silveira M. and Porter K.R. 1964. The spermatozoids of flatworms and their microtubular system. Protoplasma, 59: 240–265. https://doi.org/10.1007/BF01248560

Sluys R. 1992. A synopsis of Antarctic Plagiostomids (Platyhelminthes, Prolecithophora), with the description of a new species and remarks on taxonomy, phylogeny, and biogeography. Polar Biology, 12: 507–518. https://doi.org/10.1007/BF00238190

Sopott-Ehlers B. and Ehlers U. 1995. Modified sperm ultrastructure and some data on spermiogenesis in Provortex tubiferus (Plathelminthes, Rhabdocoela): phylogenetic implications for the Dalyellioida. Zoomorphology, 115: 41–49. https://doi.org/10.1007/BF00397933

Stitt A.W. and Fairweather I. 1990. Spermatogenesis and the fine structure of the mature spermatozoon of the liver fluke, Fasciola hepatica (Trematoda: Digenea). Parasitology, 101: 395–407. https://doi.org/10.1017/S0031182000060595

Watson N.A. and Jondelius U. 1997. Spermiogenesis and sperm ultrastructure in Cylindrostoma fingalianum (Platyhelminthes, Prolecithophora) with notes on a protozoan (kinetoplastid) symbiont closely associated with allosperm. Invertebrate Reproduction and Development, 32(3): 273–282. https://doi.org/10.1080/07924259.1997.9672633

Willems M., Leroux F., Claeys M., Boone M., Mouton S., Artois T. and Borgonie G. 2009. Ontogeny of the complex sperm in the Macrostomid flatworm Macrostomum lignano (Macrostomorpha, Rhabditophora). Journal of Morphology, 270: 162–174. https://doi.org/10.1002/jmor.10675