Закономерности роста и энергетического обмена в онтогенезе моллюсков (09.02.2009)

Автор: Зотин Алексей Александрович

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

Впервые проведено исследование индивидуального роста и изменения энергетического обмена в онтогенезе ряда видов брюхоногих и двустворчатых моллюсков.

У большого прудовика Lymnaea stagnalis впервые показан подъем и последующий спад интенсивности стандартного обмена в зародышевом развитии.

Впервые показано наличие эндогенных колебаний удельной скорости роста у всех исследованных брюхоногих и одного вида двустворчатых моллюсков. Колебания также обнаружены для относительной скорости линейного роста и интенсивности потребления кислорода в онтогенезе L. stagnalis. Период колебательных процессов постоянен в течение всего постличиночного онтогенеза и характерен для каждого отдельного вида.

Впервые обоснованы и выведены уравнения, описывающие изменение интенсивности потребления кислорода и рост конечного типа в постличиночном онтогенезе животных. Эти уравнения хорошо аппроксимируют экспериментальные данные.

Впервые обнаружен эффект температурной компенсации для популяций брюхоногих моллюсков родов Arion и Lymnaea из разных климатических зон и отсутствие этого эффекта для рода Deroceras.

Практическая значимость работы.

Результаты работы могут оказаться полезными и быть использованными в следующих практических областях:

- охрана и воспроизводство биологических ресурсов, в том числе редких и исчезающих видов моллюсков, внесенных в Красную Книгу России (жемчужниц Margaritifera margaritifera, M. laevis, M. kurilensis);

- рациональное использование биологических ресурсов;

- сохранение биологического разнообразия в природных популяциях;

- оценка продуктивности экологических систем вообще и экосистем, в состав которых входят брюхоногие и двустворчатые моллюски, в частности;

- оценка влияния факторов среды на функционирование экосистем, как для отдельных биотопов, так и для разных климатических зон;

- разведение и культивирование практически ценных видов животных (например, мидий Mytilus edulis);

- сельскохозяйственная практика борьбы с такими вредителями сельского хозяйства, как сетчатый (Deroceras reticulatum) и полевой (D. agreste) слизни;

- преподавание курсов по биологии развития, эмбриологии, физиологии животных, зоологии беспозвоночных, биофизике.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Существуют два типа роста моллюсков: бесконечный и конечный. При бесконечном типе роста (все двустворчатые моллюски, водные брюхоногие моллюски) нарастание массы и линейных размеров происходит в течение всей жизни животного. При конечном типе роста (наземные брюхоногие моллюски) масса животных сначала достигает максимума, а затем постепенно уменьшается.

2. В позднем постличиночном онтогенезе моллюсков удельная скорость роста и интенсивность потребления кислорода имеют тенденцию к постоянному уменьшению, происходящему на фоне постоянных колебаний этих параметров с одинаковым видоспецифическим периодом.

3. Кинетика скорости метаболизма на ранних этапах онтогенеза не объясняется принципами термодинамики линейных необратимых процессов. Предлагается переформулировать термодинамический принцип наименьшей диссипации энергии с учетом особенностей функционирования организмов как открытых неравновесных систем.

4. Для описания роста и изменения интенсивности потребления кислорода в позднем постличиночном онтогенезе предложено использовать уравнения, выведенные на основании формул термодинамики необратимых процессов. Рост, независимо от его типа, может быть описан единым уравнением, которое в частном виде может быть сведено к уравнению роста Берталанфи.

5. Для ранних этапов онтогенеза (зародышевом, личиночном и раннем постличиночном) динамика роста и энергетического обмена имеет видоспецифический характер. Рост и изменение энергетического обмена в позднем онтогенезе происходят по общим для всех видов закономерностям в соответствии с термодинамическими законами.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены и обсуждены на следующих российских и международных конгрессах, симпозиумах, конференциях и коллоквиумах:

1. Российский междисциплинарный семинар по темпорологии. Москва. МГУ. 1997.

2. Всероссийский симпозиум «Онтогенетические, эволюционные и экологические аспекты биоэнергетики», посвященный 75-летию со дня рождения профессора А.И. Зотина (1926-2000). Москва. ИБР РАН. 2001.

3. Российский междисциплинарный семинар по темпорологии. Москва. МГУ. 2001.

4. IX международная конференция "Проблемы изучения, рационального использования и охраны ресурсов Белого моря". Петрозаводск. 2004.

5. Международная конференция "Адаптации и биоэнергетика. Онтогенетические, эволюционные и экологические аспекты", посвященная 80-летию со дня рождения проф. А.И. Зотина. Москва. ИБР РАН. 2006.

6. X Международная конференция "Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря". Архангельск. 2007.

7. XI научная конференция ББС МГУ, посвященная 70-летию биостанции. ББС МГУ. Мурманская обл. 2008.

8. Twelfth International Malacological Congress. Vigo. Spain. 1995.

9. Fifth SETAC-Europe Congress. Copenhagen. Denmark. 1995.

10. XXVIII annual meeting of Western Society of Malacologists. Fairbanks. USA. 1995.

11. 62-nd Annual meeting of American Malacological Union. Chicago. USA. 1996.

Апробация диссертации состоялась "17" ноября 2008 г. на Объединенном коллоквиуме отделов эмбриологии, физиологии и цитологии Учреждения Российской академии наук Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 35 работ. Из них 20 в рецензируемых научных журналах согласно перечню ВАК России; 3 монографии; 4 статьи в зарубежных изданиях; 5 статей в рецензируемых изданиях и 3 авторских свидетельства.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из следующих разделов: 1. Введение. 2. Обзор литературы. 3. Материалы и методы (из 9 подразделов). 4. Результаты (из 2 глав и 6 подразделов). 5. Обсуждение. 6. Выводы. 7. Список литературы. Работа содержит 337 страниц текста, документирована 47 рисунками и 51 таблицами. Список литературы содержит 624 источников, из них 371 на иностранных языках.

3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

3.1 Объекты.

Всего изучен 21 вид моллюсков. Из них 14 видов брюхоногих моллюсков (класс Gastropoda): Lymnaea stagnalis L., L. auricularia L. (сем. Lymnaeidae) Deroceras reticulatum Mueller, D. agreste L. (сем. Agriolimacidae), Arion subfuscus Draparnaud, A. fasciatus Nilsson (сем. Arionidae), Trichia hispida L., T. concinna Jeffreys (сем. Hygromiidae), Bradybaena fruticum Muller, B. schrencki Middendorff (сем. Bradybaenidae). Cochlodina laminata Montagu, Macrogastra ventricosa Draparnaud (сем. Clausiliidae), Littorina littorea L., L. saxatilis Olivi (сем. Littorinidae); и 7 видов двустворчатых моллюсков (класс Bivalvia): Anodonta anatina L., Unio pictorum L., U. tumidus Pfill et Retz (сем. Unionidae), Margaritifera margaritifera L., M. laevis Haas, M. kurilensis Zatrawkin et Starobogatov (сем. Margaritiferidae), Mytilus edulis L. (сем. Mytilidae).


загрузка...