Давидович О.И.¹, Давидович Н.А.¹, Муже Ж.-Л.²

Olga I. Davidovich, Nickolai A. Davidovich, Jean-Luc Mouget

¹Карадагская научная станция имени Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН –
 филиал ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН»
(Феодосия, Россия)
²Mer-Molécules-Santé (MMS), Le Mans Université (Нант, Франция)

 

УДК 582.261.5+581.162

Получено и описано гетероталлическое половое воспроизведение у неизвестного атлантического вида Haslea sp., отличающегося от всех других представителей рода, имеющих характерную голубую окраску, необычайно крупными размерами – от 54 до 232 мкм. В каждой из родительских клеток формировались две сферические гаметы. Для вида характерен изогамный тип полового воспроизведения (полная изогамия, морфологическая и поведенческая). По системе, разработанной Гайтлером, тип полового процесса соответствует категории IВ2а.

Ключевые слова: диатомовые водоросли; половое воспроизведение; гамета; зигота; ауксоспора; Haslea.

Haslea ostrearia (Gaillon) Simonsen долгое время считалась единственной диатомеей, которая способна продуцировать синий пигмент, называемый мареннином, и которая широко распространена в прибрежной зоне морей Атлантического, Тихого и Индийского океанов, исключая высокие широты (Gastineau et al., 2012, 2014). В ходе выполнения европейских исследовательских проектов BIOVADIA и GHaNA были обнаружены новые виды окрашенных в синий цвет диатомовых: Haslea karadagensis Davidovich, Gastineau & Mouget (Gastineau et al., 2012) в Черном море, Haslea provincialis Gastineau, Hansen & Mouget (Gastineau et al., 2016) в Средиземном море, Haslea nusantara Mouget, Gastineau & Syakti (Prasetiya et al., 2019) из Индонезии, Haslea silbo (Gastineau et al., 2021) с Канарских островов. Исследованная нами Haslea sp. (рис. 1) обитает у берегов острова Гран Канария (архипелаг Канарских островов), имеет сине-зеленые окрашенные концы и является самой большой из известных на сегодняшний день представителей рода Haslea, апикальный размер измеренных клеток (N=364) находился в диапазоне от 54 до 232 мкм. В клетке имеются два крупных хлоропласта, лежащих по обе стороны от апикальной плоскости. Клеточное ядро расположено в центральном цитоплазматическом мостике. Половое воспроизведение у этого вида ранее не изучалось.

Рис. 1. Haslea sp., родительская клетка и крупные клетки, возникшие в результате
полового воспроизведения

Fig. 1. Haslea sp., parental cell and large cells resulted from sexual reproduction

Материалы и методы

Восемь клонов бентосной диатомовой водоросли Haslea sp. были выделены из проб, отобранных у побережья о. Гран Канария. Клоновые культуры содержали в термостатируемом боксе при температуре 20±2оС, при непрямом естественном освещении, в искусственной морской воде, близкой по составу к среде ESAW (Andersen et al., 2005) с некоторыми модификациями (Полякова и др., 2018). Культивирование проводили в стеклянных чашках Петри диаметром 5–9 см, высотой 0,9–1,4 см при наполнении средой от 8 до 45 мл (в зависимости от диаметра чашки) или в колбах Эрленмейера емкостью 100 мл. Для скрещивания использовали культуры, находящиеся в экспоненциальной фазе роста, которая поддерживалась регулярным (обычно каждые 4–6 дней) пересевом в свежую питательную среду. При каждом пересеве монокультуры просматривали под микроскопом на предмет обнаружения случаев гомоталлического воспроизведения. Скрещивание проводили в чашках Петри диаметром 5 см. Результаты оценивали на 4–7 сутки после скрещивания.

Половое воспроизведение

Гетероталлическое половое воспроизведение у исследованного вида начиналось в репродуктивно совместимых парах клонов со спаривания двух подвижных клеток (гаметангиев), происходящих из различных клонов. В процессе полового воспроизведения за счёт мейотического деления в каждом гаметангии формировались по две сферические гаметы. Деление содержимого гаметангиев проходило в трансапикальной плоскости, без перегруппировки гамет. Сингамия происходила между близкорасположенными гаметами в соседствующих гаметангиальных клетках. У пеннатных в паре гаметангиев плазмогамия достигается чаще всего за счет амебоидного движения половых клеток, иногда за счёт набухания гамет (Chepurnov et al., 2004). Для достижения слияния гамет Haslea sp., когда гаметы находились на недостаточно близком расстоянии, гаметы в одном гаметангии слегка набухали. После слияния гамет образовывались зиготы. Наблюдалось биполярное расширение ауксоспор. Спарившиеся клетки не выделяли никакой слизи. Зиготы и инициальные клетки формировались между створками гаметангиальных клеток. Гаметы, зиготы, ауксоспоры и инициальные клетки содержали синий пигмент. Не каждая гаметангиальная пара производила две инициальные клетки, иногда в паре гаметангий только одна зигота переходила в стадию ауксоспоры, а другая не развивалась. Иногда инициальные клетки были слегка изогнуты. В некоторых моноклоновых культурах наблюдался активный гаметогенез. Особенно выделялся клон 9.0616-А, в котором до 80% клеток участвовали во внутриклоновом гаметогенезе. Но в дальнейшем генеративные клетки погибали, так и не вступив в процесс ауксоспорообразования. Наблюдался только единичный случай, когда была обнаружена инициальная клетка, которая оказалась нежизнеспособной. В соответствии с классификацией, разработанной Л. Гайтлером (Geiler, 1973), этот тип полового процесса соответствует категории IВ2а. Такая же схема полового процесса характерна для всех других изученных представителей рода Haslea.

Работа выполнена в рамках Госзадания КНС–ПЗ РАН филиала ФГБУН ФИЦ ИнБЮМ «Изучение фундаментальных физических, физиолого-биохимических, репродуктивных, популяционных и поведенческих характеристик морских гидробионтов», номер гос. регистрации АААА-А19-119012490045-0.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

1. Полякова С.Л., Давидович О.И., Подунай Ю.А., Давидович Н.А. Модификация среды ESAW, используемой для культивирования морских диатомовых водорослей // Морской биологический журнал. 2018. Том 3, № 2. С.73–80. DOI – https://doi.org/10.21072/mbj.2018.03.2.06.
2. Andersen R.A., Berges J.A., Harrison P.J., Watanabe M.M. Recipes for freshwater and seawater media // Algal culturing techniques. – Amsterdam: Elsevier Acad. Press, 2005. – P. 429–538.
3. Chepurnov V.A., Mann D.G., Sabbe K., Vyverman W. Experimental studies on sexual reproduction in diatoms // International Review of Cytology. 2004. V.237. P. 91–154. DOI – https://doi.org/10.1016/s0074-7696(04)37003-8.
4. Gastineau R., Davidovich N. A., Hansen G., Rines J., Wulff A., Kaczmarska I., Ehrman J., Hermann D., Maumus F., Hardivillier Y., Leignel V., Jacquette B., Méléder V., Hallegraeff G., Yallop M., Perkins R., Cadoret J.-P., Saint-Jean B., Carrier G., Mouget J.-L. Haslea ostrearia-like Diatoms: Biodiversity out of the Blue // N. Bourgougnon (Ed.) Advances in Botanical Research: Sea Plants. United Kingdom: Academic Press, 2014. V. 71. P. 441–465. DOI – https://doi.org/10.1016/B978-0-12-408062-1.00015-9.
5. Gastineau R., Davidovich N.A., Bardeau J-F., Caruso A., Leignel V., Hardivillier Y., Jacquette B., Davidovich O., Rincé Y., Gaudin P., Cox E., Mouget J-L. Haslea karadagensis (Bacillariophyta): a second blue diatom, recorded from the Black Sea and producing a novel blue pigment // European Journal of Phycology. 2012. V. 47. P.469–479. DOI – https://doi.org/10.1080/09670262.2012.741713.
6. Gastineau R., Hansen G., Davidovich N.A., Davidovich O., Bardeau J–F., Kaczmarska I., Ehrman J.M., Leignel V., Hardivillier Y., Jacquette B., Poulin M., Morançais M., Fleurence J., Mouget J–L. A new blue–pigmented hasleoid diatom, Haslea provincialis, from the Mediterranean Sea // European Journal of Phycology. 2016. V. 51, is. 2. P. 156–170. DOI – https://doi.org/10.1080/09670262.2015.1110861.
7. Gastineau R., Hansen G., Poulin M., Lemieux C., Turmel M., Bardeau J-F., Leignel V., Hardivillier Y., Morancais M., Fleurence J., Gaudin P., Meleder V., Cox E., Davidovich N.A., Davidovich O., Witkowski A., Kaczmarska I., Ehrman J.M., Onis E.S., Quintana A.M., Mucko M., Mordret S., Sarno D., Jacquette B., Falaise C., Seveno J., Lindquist N., Kemp P.S. Jr, Eker-Develi E., Konucu M., Mouget J-L. Haslea silbo, a novel cosmopolitan species of blue diatoms// Biology. 2021. V.10. P. 328. DOI –https://doi.org/10.3390/biology10040328
8. Geitler L. Auxosporenbildung und Systematik bei pennaten Diatomeen und die Cytologie von Cocconeis-Sippen // Österreichische Botanische Zeitschrift. 1973. V. 122, N 5. P. 299–321. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01376232
   
9. Prasetiya F., Gastineau R., Poulin M., Lemieux C., Turmel M., Syakti A., Hardivillier Y., Widowati I., Risjani, Y., Iskandar I., Subroto T., Falaise C., Arsad S., Safitri I., Mouget J.-L., Leignel V. Haslea nusantara (Bacillariophyceae), a new blue diatom from the Java Sea, Indonesia: morphology, biometry and molecular characterization. Plant Ecology and Evolution. 2019. V.152, №2. P. 188–202. DOI: https://doi.org/ 10.5091/plecevo.2019.1623.

Статья поступила в редакцию 30.06.2020
После доработки 12.10.2021
Статья принята к публикации 14.10.2021

Об авторах

Давидович Ольга Ивановна – Olga I. Davidovich

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Карадагская научная станция имени Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН – филиал ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН», Феодосия, Россия (Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of RAS, Branch of the Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas RAS, Feodosiya, Russia), лаборатория водорослей и микробиоты

olivdav@mail.ru

Давидович Николай Александрович – Nickolai A. Davidovich

доктор биологических наук
главный научный сотрудник, Карадагская научная станция имени Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН – филиал ФГБУН ФИЦ «Институт биологии южных морей имени А.О.Ковалевского РАН», Феодосия, Россия (T.I. Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of RAS, Branch of the A.O. Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas RAS, Feodosiya, Russia), лаборатория водорослей и микробиоты

nickolaid@yandex.ru

Жан-Люк Муже – Jean-Luc Mouget

Ph.D. 
профессор, Mer-Molécules-Santé (MMS), Le Mans Université (Nantes, France), UFR Sciences & Techniques 

Jean-Luc.Mouget@univ-lemans.fr

Корреспондентский адрес: Россия, 298188, г. Феодосия, пгт. Курортное, ул. Науки, 22. Тел.: +7(3656) 22-65-12.

ССЫЛКА:

Давидович О.И., Давидович Н.А., Муже Ж.-Л. Половое воспроизведение самой большой голубой диатомовой водоросли из рода Haslea Simonsen // Вопросы современной альгологии. 2022. №1 (28). С. 8–12. URL: http://www.algology.ru/1699

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2022-1(28)-8-12

EDN – DEMPTN

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

Sexual reproduction of the largest blue diatom from the genus Haslea Simonsen

Olga I. Davidovich¹, Nickolai A. Davidovich¹, Jean-Luc Mouget²

¹Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of RAS, Branch of the A.O. Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas RAS (Feodosiya, Russia)
²Mer-Molécules-Santé (MMS), Le Mans Université (Nantes, France)

Heterotallic sexual reproduction was obtained and described in an unknown Atlantic species Haslea sp., which differs by extremely big cells (54–232 μm) from all other representatives of the genus having characteristic blue color. Two spherical gametes formed in each of the parent cells. The species is characterized by the isogamous type of sexual reproduction (complete isogamy, morphological and behavioral). According to the system developed by Geitler, the type of sexual process corresponds to category IB2a.

Keywords: diatoms; sexual reproduction; gametes; zygotes; auxospores; Haslea.

References

1. Andersen R.A., Berges J.A., Harrison P.J., Watanabe M.M. Recipes for freshwater and seawater media. In: R.A. Andersen(Ed.) Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press, Amsterdam, 2005. P. 429–538.
2. Chepurnov V.A., Mann D.G., Sabbe K., Vyverman W. Experimental studies on sexual reproduction in diatoms. International Review of Cytology. 2004. V. 237. P. 91–154. DOI: https://doi.org/ 10.1016/s0074-7696(04)37003-8.
3. Gastineau R., Davidovich N.A., Hansen G., Rines J., Wulff A., Kaczmarska I., Ehrman J., Hermann D., Maumus F., Hardivillier Y., Leignel V., Jacquette B., Méléder V., Hallegraeff G., Yallop M., Perkins R., Cadoret J.-P., Saint-Jean B., Carrier G., Mouget J.-L. Haslea ostrearia-like Diatoms: Biodiversity out of the Blue. In: N. Bourgougnon (Ed.) Advances in Botanical Research: Sea Plants. Academic Press, United Kingdom, 2014. V. 71. P. 441–465. DOI: https://doi.org/ 10.1016/B978-0-12-408062-1.00015-9.
4. Gastineau R., Davidovich N.A., Bardeau J-F., Caruso A., Leignel V., Hardivillier Y., Jacquette B., Davidovich O., Rincé Y., Gaudin P., Cox E., Mouget J-L. Haslea karadagensis (Bacillariophyta): a second blue diatom, recorded from the Black Sea and producing a novel blue pigment. European Journal of Phycology. 2012. V. 47. P. 469–479. DOI: https://doi.org/ 10.1080/09670262.2012.741713.
5. Gastineau R., Hansen G., Davidovich N.A., Davidovich O., Bardeau J–F., Kaczmarska I., Ehrman J.M., Leignel V., Hardivillier Y., Jacquette B., Poulin M., Morançais M., Fleurence J., Mouget J–L. A new blue–pigmented hasleoid diatom, Haslea provincialis, from the Mediterranean Sea. European Journal of Phycology. 2016. V.51, is.2. P. 156–170. DOI: https://doi.org/10.1080/09670262.2015.1110861
6. Gastineau R., Hansen G., Poulin M., Lemieux C., Turmel M., Bardeau J-F., Leignel V., Hardivillier Y., Morancais M., Fleurence J., Gaudin P., Meleder V., Cox E., Davidovich N.A., Davidovich O., Witkowski A., Kaczmarska I., Ehrman J.M., Onis E.S., Quintana A.M., Mucko M., Mordret S., Sarno D., Jacquette B., Falaise C., Seveno J., Lindquist N., Kemp P.S. Jr, Eker-Develi E., Konucu M., Mouget J-L. Haslea silbo, a novel cosmopolitan species of blue diatoms. Biology. 2021. V.10. P. 328. DOI: https://doi.org/10.3390/biology10040328
7. Geitler L. Auxosporenbildung und Systematik bei pennaten Diatomeen und die Cytologie von Cocconeis-Sippen. Österreichische Botanische Zeitschrift. 1973. V. 122, N 5. P. 299–321. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01376232
   
8. Polyakova S.L., Davidovich O.I., Podunai Yu.A., Davidovich N.A. Modification of the ESAW culture medium used for cultivation of marine diatoms. Morskoj biologicheskij zhurnal [Marine Biological Journal]. 2018. V.3, №2. P. 73–78. (in Russ.) DOI: https://doi.org/10.21072/mbj.2018.03.2.06
9. Prasetiya F., Gastineau R., Poulin M., Lemieux C., Turmel M., Syakti A., Hardivillier Y., Widowati I., Risjani, Y., Iskandar I., Subroto T., Falaise C., Arsad S., Safitri I., Mouget J.-L., Leignel V. Haslea nusantara (Bacillariophyceae), a new blue diatom from the Java Sea, Indonesia: morphology, biometry and molecular characterization. Plant Ecology and Evolution. 2019. V.152, №2. P. 188–202. DOI: https://doi.org/ 10.5091/plecevo.2019.1623.

Authors

Davidovich O.I. 

ORCID - https://orcid.org/0000-0003-3024-0104, Scopus Author ID - 34871898400,
eLIBRARY Author ID - 906768.

Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of RAS, Branch of the A.O. Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas RAS, Feodosiya, Russia

olivdav@mail.ru

Davidovich N.A. 

ORCID - https://orcid.org/0000-0002-3510-0453, Scopus Author ID - 6603538737,
ResearcherID - G-2304-2017, eLIBRARY Author ID - 753282.

Vyazemsky Karadag Scientific Station – Nature Reserve of RAS, Branch of the A.O. Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas RAS, Feodosiya, Russia

karadag-algae@yandex.ru

Jean-Luc Mouget

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-0154-7289

Mer-Molécules-Santé (MMS), Le Mans Université (Nantes, France)

Jean-Luc.Mouget@univ-lemans.fr

ARTICLE LINK:

Davidovich O.I., Davidovich N.A., Mouget J.-L. Sexual reproduction of the largest blue diatom from the genus Haslea Simonsen. Voprosy sovremennoi algologii [Issues of modern algology]. 2022. №1 (28). P. 8–12. URL: http://www.algology.ru/1699

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2022-1(28)-8-12

EDN – DEMPTN

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor,please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147