Интегративный подход в исследовании морских свободноживущих нематод на примере семейства Thoracostomopsidae Filipjev 1927

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-24-00273

НазваниеИнтегративный подход в исследовании морских свободноживущих нематод на примере семейства Thoracostomopsidae Filipjev 1927

Руководитель Зограф Юлия Константиновна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Национальный научный центр морской биологии им. А.В. Жирмунского" Дальневосточного отделения Российской академии наук , Приморский край

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-101 - Зоология

Ключевые слова нематоды; систематика; филогения; интергативный подход; эволюция; торакостомопсиды, морфология, таксономия, новые виды, сканирующая электронная и конфокальная микроскопия; молекулярная генетика

Код ГРНТИ34.33.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Свободноживущие нематоды – одна из самых разнообразных и самая обильная группа многоклеточных организмов донных осадков Мирового океана. Нематоды составляют порой более 90% численности бентосных метазой. Высокие обилие и разнообразие, широкое распространение, малое время генерации и высокая скорость метаболизма делают нематод важным звеном в потоках вещества и энергии, трофических взаимоотношениях между всеми размерными блоками в морских экосистемах. Исследования морских свободноживущих нематод могут дать важную информацию о том, как организмы адаптируются к условиям среды, в том числе, возникающим по вине человека, способствовать разработке систем мониторинга и оценки состояния морских экосистем. Кроме того, такие работы могут позволить выявить эволюционные пути, описать филогенетические отношения, понять механизмы формирования и функционирования донных сообществ. Крайне перспективным представляется использование нематод как модельных объектов в биогеографических исследованиях, особенно в экспериментальной биогеографии. Однако несмотря на прогресс, достигнутый в нематологии, знания о морских свободноживущих нематодах имеют значительные пробелы. Небольшие размеры тела, трудности выделения морфологических различий, часто невозможность использования хорошо зарекомендовавших себя на других группах методик затрудняют исследования, требуют высокой квалификации специалистов, значительных временных и материальных затрат. Невозможность проведения быстрой и корректной идентификации видов препятствует проведению полноценных исследований особенностей распространения, экологии, биогеографии на уровне видов. Решение имеющихся проблем возможно при использовании системного подхода, с привлечением широкого арсенала современных инструментальных и аналитических методов. Представители семейства Thoracostomopsidae широко встречаются в донных сообществах от литорали до хадали, характеризуются высоким разнообразием, могут иметь высокую численность, что делает их удобным объектом исследований. Настоящий проект предусматривает интеграцию различных методов морфологических и молекулярно-генетических исследований (таких как сканирующая и трансмиссионная электронная микроскопия, лазерная конфокальная микроскопия, молекулярная генетика) на основании оригинальных материалов представителей семейства (Enoploides, Fenestrolaimus, Mesacanthion, Oxyonchus, Paramesacanthion, Parasaveljevia, Parenoplus, Trileptium) из разнообразных местообитаний Японского, Охотского, Берингова морей, Курило-Камчатского желоба и прилегающих абиссальных равнин Тихого океана. Мы планируем провести филогенетический анализ на основе 4 генных маркеров (цитохром оксидаза субъединица 1, 18S рДНК, 28S рДНК, ITS). Будет произведена оценка диагностической надежности признаков, используемых в систематике этой группы, обновлены или составлены вновь диагнозы и ключи родов и видов. Планируется изучить особенности распространения и пространственного распределения отдельных видов семейства. Впервые при помощи сканирующей и трансмиссионной электронной и конфокальной микроскопии будут получены подробные данные о строении головы и кутикулярных структур нематод семейства Thoracostomopsidae Filipjev, 1927.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Зограф Ю.К., Мордухович В.В. Spermatogenesis of deep-sea nematode Paramesacanthion sp. (Enoplida: Thoracostomopsidae) Russian Journal of Nematology, Т. 31. В. 2. С. 171-179 (год публикации - 2023)
10.24412/0869-6918-2023-2-171-179

2. МОРДУХОВИЧ В.В., ЕФИМОВА К.В., ЗОГРАФ Ю.К. Два новых вида рода Trileptium Cobb, 1933 (Enoplida: Thoracostomopsidae) с восточного побережья полуострова Камчатка. Russian Journal of Nematology ТЕЗИСЫ XV МЕЖДУНАРОДНОГО НЕМАТОЛОГИЧЕСКОГО СИМПОЗИУМА «Нематоды и другие Ecdysozoa: важнейшие открытия и перспективы исследований», T. 31. В. 2. (год публикации - 2023)

3. ЗОГРАФ Ю.К., СЕМЕНЧЕНКО А.А., МОРДУХОВИЧ В.В. New species of Paramesacanthion form the Far Eastern seas Russian Journal of Nematology ТЕЗИСЫ XV МЕЖДУНАРОДНОГО НЕМАТОЛОГИЧЕСКОГО СИМПОЗИУМА «Нематоды и другие Ecdysozoa: важнейшие открытия и перспективы исследований», Т. 31. В. 2 (год публикации - 2023)

4. Мордухович В.В., Зограф Ю.К., Фадеева Н.П. Mordukhovich V.V., Zograf J.K., Fadeeva N.P. The deep-sea free-living nematode fauna of the North-West Pacific. Shenzhen MSU-BIT Univrsity, Shenzhen, China (год публикации - 2024)

5. Мордухович В.В., Ефимова К.В., Зограф Ю.К. MORDUKHOVICH V.V., EFIMOVA K.V., ZOGRAF J.K. Two new species of Trileptium Cobb, 1933 (Enoplida: Thoracostomopsidae) from the east coast of the Kamchatka Peninsula. Russian Journal of Marine Biology, Т. 31. В. 2. С. 184. (год публикации - 2023)
doi: 10.24412/0869-6918-2023-2-180-192

6. Мордухович В.В. Mordukhovich V.V. The state of knowledge of deep-sea free-living nematode fauna of the North-West Pacific: history of research, current status and trends. Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Shenzhen, China., The Conference of Frontiers of Science and Technology of Deep-Sea Ecosystem: From Tropical to Polar Regions. P. 15. (год публикации - 2024)

7. Зограф Ю.К., Семенченко А.А, Мордухович В.В. ZOGRAF J.K., SEMENCHENKO А.A, MORDUKHOVICH V.V. New species of Paramesacanthion form the Far Eastern seas Russian Journal of Nematology, Т. 31. В. 2. С. 192. (год публикации - 2023)
10.24412/0869-6918-2023-2-180-192

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
За последние десятилетия были зарегистрированы факты многочисленных изменений в морских экосистемах. Такие изменения вызваны как естественными колебаниями, так и антропогенным воздействием. Эти изменения приводят к увеличению риска экологических кризисов и катастроф. В связи с этим возможность быстрого получения научно обоснованных, точных оценок текущего состояния и прогнозов возможного развития ситуации становится все более важной и актуальной задачей для управления состоянием морских экосистем. Получение таких данных и прогнозов возможно только при детальном понимании организации и функционирования экосистем на различных пространственных и временных уровнях. Нематоды являются наиболее успешными многоклеточными животными из высших таксонов, обитающими в глубоководных отложениях, и часто составляют более 90% от общего числа многоклеточных животных. Ранее было обнаружено несколько тысяч особей и несколько десятков морфологических видов нематод на 10 см2 донных отложений. По мнению некоторых авторов, высокая численность и быстрый жизненный цикл нематод определяют их значительный вклад в энергетические и материальные потоки в донных сообществах. Роль нематод в кондиционировании донных отложений особенно важна, поскольку они участвуют в формировании структуры донных отложений, изменении режима дренажа, количества внутрипочвенной воды и растворенных газов. Семейство Thoracostomopsidae Filipjev, 1927 объединяет хищных морских нематод, характеризующихся крупными размерами тела, наличием головной капсулы и ротовой полости с мандибулами и зубами. В настоящее время семейство Thoracostomosidae включает три подсемейства: Thoracostomopsinae Filipjev, 1927, Enoplolaiminae De Cononck, 1965 и Trileptinae Gerlach и Riemann, 1974. Последнее характеризуется небольшими мандибулами и тремя зубами и включает единственный род Trileptium Cobb, 1933. До сих пор при описании видов рода Trileptium, основанных на данных световой микроскопии, оставался открытым вопрос о строении вооружения ротовой полости. Разные авторы указывали разное количество зубов в ротовой полости, что осложняло идентификацию видов. Наше исследование, проведенное с использованием конфокальной и электронной сканирующей микроскопии, показало, что ротовая полость Trileptium unicum вооружена двумя зубами, расположенными на тонких слаборазвитых мандибулах. Исследование копулятивного аппарата Trileptium unicum с помощью электронной сканирующей микроскопии выявило неописанную ранее особенность строения клоаки среди всего типа Nematoda. Показано, что спикулы – копулятивные органы нематод – имеют свое собственное отверстие, отделенное от отверстия кишечника, мембранной пластиной. Ранее считалось, что у всех нематод половые протоки впадают в заднюю кишку, образуя тем самым клоаку. На примере Trileptium unicum мы показали, что, вероятно, у нематод протоки половых желез и прямая кишка имели отдельные выводные отверстия, которые объединились в общую клоаку в процессе эволюции. Ранее в работах авторов, посвященных молекулярно-генетическим исследованиям, род Trileptium не образовывал единой клады. В нашей работе было показано, что род Trileptium образует единую кладу с высокой степенью поддержки, наиболее близкую к роду Enoploides.

Публикации