Подунай Ю.А., Давидович Н.А., Давидович О.И.

Yulia A. Podunai, Nickolai A. Davidovich, Olga I. Davidovich

Карадагская научная станция имени Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН
(Феодосия, Россия)

УДК 582.261.1+581.162

Описано половое воспроизведение пеннатной диатомовой водоросли Entomoneis cf. paludosa. Для вида характерна морфологическая и поведенческая изогамия. В половом процессе участвует два гаметангия, каждый производит по две гаметы.

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

Entomoneis paludosa (W. Smith) Reimer – эпипелический вид диатомей, который предпочитает морские местообитания или местообитания с повышенной соленостью и повышенными концентрациями электролитов (Dalu et al., 2015). В оригинальной публикации В. Смит (Smith, 1853) описал голотип E. paludosa как Amphiprora paludosa, которую в 1975 г. Ч. Реймер перевел в Entomoneis (Guiry, Guiry, 2019). В настоящее время проведена типификация вида с описанием распространения его в водах африканского континента (Dalu et al., 2015).

Представители рода Entomoneis широко распространены, постоянно встречаются и достигают иногда значительной численности. Представители этого рода хорошо заметны в пробах благодаря крупным размерам и необычной форме клеток. В настоящее время, благодаря современным методам исследования, идет описание новых видов Entomoneis, в том числе из видовых комплексов, которые ранее считались видами-космополитами. Вместе с тем, данных об их биологии, половом воспроизведении и жизненном цикле крайне мало. Цель работы состояла в описании полового воспроизведения черноморского вида, который по морфологическим признака ранее был описан как Entomoneis paludosa.

Представители Entomoneis cf. paludosa обнаружены нами в эпилитоне и перифитоне Крымского, Сочинского и Турецкого побережий Черного моря. Клоны культивировали в среде, близкой по составу к среде ESAW (Andersen et al., 2005) и разбавляли до необходимой солености (20‰) дистиллированной водой. Клетки для клоновых культур выделяли микропипеточным методом (Andersen, Kawachi, 2005) под микроскопом МБС-9 (ЛОМО, СССР), очищали путем многократного пересева в свежую среду. Экспоненциальную фазу роста поддерживали еженедельным пересевом культур на свежую питательную среду. Чашки Петри с культурами находились в изолированной комнате с постоянной температурой 20±2^оС на полках у окон, обращенных на север (таким образом обеспечивали естественную периодичность и уровень освещения). Монокультуры постоянно просматривали под микроскопом на предмет обнаружения случаев гомоталлического воспроизведения. Каждую неделю экспоненциально растущие культуры попарно смешивали для инициирования гетероталлического полового размножения, затем смешанные культуры ежедневно просматривали под микроскопом для проверки наличия половых клеток.

Клетки Entomoneis cf. paludosa одиночные, с пояска прямоугольные или гитаровидные, перетянуты в средней части, а также скрученные по продольной оси. Клетка содержит два хлоропласта пластинчатой формы. Диапазон размеров вегетативных клеток E. cf. paludosa, содержавшихся в культуре, составил от 24 до 128 мкм.

На вторые-третьи сутки после скрещивания в парах клонов можно было наблюдать аллогамный половой процесс в разных местах чашки Петри. В каждом гаметангии образовывалось по две гаметы. Деление содержимого гаметангиев проходило в трансапикальной плоскости. Гаметы, округляясь и слегка увеличиваясь в размерах, раздвигали створки гаметангия и высвобождались в среду. Каждая гамета содержала по одному хлоропласту. Образовавшаяся после сингамии сферическая зигота содержала два хлоропласта, лежала рядом со створками гаметангия, но не имела с ними тесной связи. Через некоторое время зигота начинала биполярно удлиняться. Ауксоспоры могли формироваться как вблизи створок одного из гаметангиев, так и поодаль. Перизониум хорошо развит, с различимыми в световой микроскоп поперечными полосами. По окончании роста ауксоспоры внутри перизониума откладываются створки инициальной клетки, форма которых не повторяет форму ауксоспоры и характерна для вегетативных клеток. За два года наблюдений и экспериментов по скрещиванию ни у одного клона E. cf. paludosa не было обнаружено способности к гомоталлическому воспроизведению, тогда как во всех смешанных посевах клонов, подходящих по полу, размеру и находящихся в экспоненциальной фазе роста, начинался активный половой процесс Все черноморские популяции, включая удаленные друг от друга популяции с крымского и турецкого побережий Черного моря, оказались репродуктивно совместимыми.

Согласно современным представлениям такое воспроизведение, при котором в разных гаметангиях образуются гаметы одинаковые по морфологии и поведению называют изогамией (Mann, 1993) и относят к категории IC в системе Л. Гайтлера (Geitler, 1973).

Работа выполнена в рамках госзадания ФГБУН «КНС-ПЗ РАН» «Изучение фундаментальных физических, физиолого-биохимических, репродуктивных, популяционных и поведенческих характеристик морских гидробионтов», номер гос. регистрации АААА-А19-119012490045-0; отбор проб на турецком побережье поддержан Программой обмена «TR-YÖK-Proje Tabanlı Değişim Programı» (Грант №: MEV-2016-46).

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

Список литературы

1. Andersen R.A., Berges J.A., Harrison P.J., Watanabe M.M. Recipes for freshwater and seawater media // R.A. Andersen (ed.). Algal culturing techniques. – Amsterdam: Elsevier Academic Press, 2005. – P.429–538.
2. Andersen R.A., Kawachi M. Traditional microalgae isolation techniques // R.A. Andersen (ed.). Algal culturing techniques. – Amsterdam: Elsevier Academic Press, 2005. – P. 83–100.
3. Dalu T., Taylor J. C., Richoux N.B., Froneman W. A re-examination of the type material of Entomoneis paludosa (W.Smith) Reimer and its morphology and distribution in African waters // Fottea, Olomouc. 2015. V.15. P. 1–25. DOI: https://doi.org/10.5507/fot.2015.002.
4. Geitler L. Auxosporenbildung und Systematik bei pennaten Diatomeen und die Cytologie von Cocconeis-Sippen // Osterreichische Botanische Zeitschrift. 1973. V.122. S. 299–321. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01376232.
5. Guiry M.D., Guiry G.M. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. // AlgaeBase. http://www.algaebase.org (дата обращения – 18.02.2019).
6. Mann D.G. Patterns of sexual reproduction in diatoms // Hydrobiologia. 1993. V.269/270. P. 11–20. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00027999.
7. Smith W. Synopsis of British Diatomaceae. – London: John Van Voorst, 1853. – 89 p.

Статья поступила в редакцию 1.06.2019
Статья принята к публикации 21.07.2019

Об авторах

Подунай Юлия Александровна – Yuliia A. Podunai

научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Карадагская научная станция им. Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН», Феодосия, Россия (Federal State Budget Scientific Institution «Karadag Scientific Station by T.I. Vyazemsky – Nature Reserve of RAS», Feodosiya, Russia)

grab-ua@yandex.ru

Давидович Николай Александрович – Nickolai A. Davidovich

кандидат биологических наук
ведущий научный сотрудник, зав. лабораторией водорослей и микробиоты, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Карадагская научная станция им. Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН», Феодосия, Россия (Federal State Budget Scientific Institution «Karadag Scientific Station by T.I. Vyazemsky – Nature Reserve of RAS», Russia, Feodosiya)

nickolaid@yandex.ru

Давидович Ольга Ивановна – Olga I. Davidovich

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Карадагская научная станция им. Т.И. Вяземского – природный заповедник РАН», Феодосия, Россия (Federal State Budget Scientific Institution «Karadag Scientific Station by T.I. Vyazemsky – Nature Reserve of RAS», Russia, Feodosiya)

olivdav@mail.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 298188, г. Феодосия, пгт. Курортное, ул. Науки, 22. Телефон: (978)892-45-22.

ССЫЛКА:

Подунай Ю.А., Давидович Н.А., Давидович О.И.  Половое воспроизведение Entomoneis cf. paludosa (Bacillariophyta) // Вопросы современной альгологии. 2019. № 2 (20). С. 194–196. URL: http://algology.ru/1479

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-194-196

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Sexual reproduction of Entomoneis cf. paludosa (Bacillariophyta)

Yulia A. Podunay, Nickolai A. Davidovich, Olga I. Davidovich

Karadag Scientific Station by T.I. Vyazemsky – Nature Reserve of RAS (Feodosiya, Russia)

Sexual reproduction and the life cycle of the marine pennate diatom Entomoneis cf. paludosa are described. The reproduction in this species is characterized by morphological and behavioral isogamy. Two gametangia are involved in the sexual process, each of which produces two gametes.

Key words: diatoms; sexual reproduction; gamete; auxospore; zygote; Entomoneis paludosa.

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. Andersen R.A., Kawachi M. Traditional microalgae isolation techniques. In: R.A. Andersen (ed.). Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press, Amsterdam, 2005. P. 83–100.
3. Dalu T., Taylor J. C., Richoux N.B., Froneman W. A re-examination of the type material of Entomoneis paludosa (W.Smith) Reimer and its morphology and distribution in African waters. Fottea, Olomouc. 2015. V.15. P. 1–25. DOI: https://doi.org/10.5507/fot.2015.002.
4. Geitler L. Auxosporenbildung und Systematik bei pennaten Diatomeen und die Cytologie von Cocconeis-Sippen. Osterreichische Botanische Zeitschrift. 1973. V.122. S. 299–321. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01376232.
5. Guiry M.D., Guiry G.M. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. AlgaeBase. http://www.algaebase.org (date – 18.02.2019).
6. Mann D.G. Patterns of sexual reproduction in diatoms. Hydrobiologia. 1993. V.269/270. P. 11–20. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00027999.
7. Smith W. Synopsis of British Diatomaceae. John Van Voorst, London, 1853. 89 p.

Authors

Podunay Yu.A.

ORCID - 0000-0002-0519-2908, eLIBRARY Author ID - 818206.

Karadag Scientific Station by T.I. Vyazemsky – Nature Reserve of RAS, Feodosiya, Russia

grab-ua@yandex.ru

Davidovich N.A. 

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

Karadag Scientific Station by T.I. Vyazemsky – Nature Reserve of RAS, Feodosiya, Russia

nickolaid@yandex.ru

Davidovich O.I. 

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

Karadag Scientific Station by T.I. Vyazemsky – Nature Reserve of RAS, Feodosiya, Russia

olivdav@mail.ru

ARTICLE LINK:

Podunay Yu.A., Davidovich N.A., Davidovich O.I. Sexual reproduction of Entomoneis cf. paludosa (Bacillariophyta).Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2019. № 2 (20). С. 194–196. URL: http://algology.ru/1479

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-1(19)-194-196

When reprinting a link to the site is required

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