Збірник дослідів над індивідуальним розвитком тварин/9/Індивідуальний ріст найпростіших: Blepharizma lateritia та Actinophrys sp.

◀ Полярність епітелію очного зачатка і морфогенез ока

Збірник дослідів над індивідуальним розвитком тварин/9
Індивідуальний ріст найпростіших: Blepharizma lateritia та Actinophrys sp. (Катерина Сингаєвська)

Взаємовідношення між ростом та диференціюванням у тканинних культурах ▶

Київ: Інституту зоології та біології АН УРСР, 1935

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ НАУК

ТРУДИ ІНСТИТУТУ ЗООЛОГІЇ ТА БІОЛОГІЇ, Т. VIII

ACADÉMIE DES SCIENCES D'UKRAINE

TRAVAUX DE L'INSTITUT DE ZOOLOGIE ET BIOLOGIE, VOL. VIII

Індивідуальний ріст найпростіших: Blepharisma lateritia та Actinophrys sp.

К. Сингаєвська

Індивідуальний ріст тварин тісно зв'язаний з диференціюванням, яке відбувається в їхньому тілі (І. Шмальгаузен, 1929, 1931). Диференціювання при цьому впливає на ріст так, що загальмовує його. Прогресивне диференціювання призводить до поступового падання швидкості росту і тільки клітини та тканини без прогресивного диференціювання виявляють експоненціальний ріст.

Як показали досліди Н. Бордзіловської (1926, 1930), нижчі організми, бактерії та дріжджі, ростуть експоненціально. Це цілком добре збігається з тим, що на протязі індивідуального життя цих організмів не помітно будьяких ознак ускладнення. Ядерна субстанція міститься в протоплазмі, і в ній не відбувається ніяких помітних змін під час ділення організма. Зовсім інакше стоїть справа в інфузорій: після кожного ділення дочірні клітини наново утворюють низку органел. У такий спосіб утворюється новий ротовий отвір і пов'язані з ним структури, додаткові пульсуючі вакуолі та інші органели. Новотворення цих органел починається дуже рано, ще до моменту розходження дочірніх клітин. Отже в цьому класі тварин ми вже безсумнівно знаходимо явище прогресивного диференціювання, що повинне спричинитися до падання швидкості росту. І справді, коли я дослідила ріст окремої особини в інфузорії Paramaecium caudatum за час між двома поділами, то виявилося, що швидкість росту на протязі індивідуального життя змінюється. Найінтенсивніший ріст припадає на час самого ділення і на час безпосередньо після ділення. Далі швидкість росту поступово спадає, а перед наступним поділом зовсім припиняється.

І. Шмальгаузен в своїй роботі (1929) обрахував за моїми даними швидкість росту парамеції за формулою: $C_{l}={\dfrac {\log l_{1}-\log l}{(t_{1}-t)\cdot 0,4343}}$ та довів, що ріст Paramaecium підлягає законові параболічного росту — швидкість росту падає обернено пропорціонально часові та добуток із швидкості росту на час, що минув, є величина стала: $C_{l}=const$ . Алеж для обрахування росту, а також і константи в парамеції загальна формула параболічного росту: $v=mt^{k}$ набуває трохи іншого вигляду, а саме: $v=v_{0}+mt^{k}$ . Цю зміну доводиться зробити тому, що початкова величина, яку при закладанні окремих органів та всього тіла хребетних, не роблячи великої по милки, можна вважати за рівну 0, в найпростіших дорівнює половині остаточної величини — розмірів, цілком достиглого материнського організма.

Константа в Paramaecium, як виявилося, є досить низька: K=0,3.

Було цікаво перевірити одержані таким чином дані на інших представниках найпростіших того ж класа Ciliata, як і інших класів найпростіших. Найцікавіше було б дослідити ріст представників більш просто організованих класів, як от: Flagellata та Rhizopoda. При виборі об'єкта доводилося керуватись двома основними умовами. Поперше, тварина повинна бути такою, щоб її легко було культивувати і отже мати для виміру особини, що безсумнівно нормально ростуть. Подруге, треба щоб її можна було вимірювати в живому стані, отже вона по можливості не повинна міняти свою форму, і (хоча б на короткий час) залишатися у спокійному стані. Серед представників класа Flagellata мені не вдалося підібрати об'єкт, що хоч у будьякій мірі задовольнив би ці вимоги. Серед Ciliata я обрала Blepharisma lateritia, що своїми властивостями, як з боку культивування, так і з боку придатності для вимірів, наближається до Paramaecium, а саме: її досить легко здобути в вигляді доброї життєздатної культури та можливо провадити відносно точні виміри. Значно трудніше знайти об'єкт серед Rhizopoda, який відповідав би обом вимогам. Як виявилося, найпридатніші є Heliozoa, що з них я обрала Actinophrys.

Культури Blepharisma lateritia я одержала з лабораторного акваріума та тримала її у кристалізаторах малого розміру (5–6 см у діаметрі) на сінному наварі. При цьому за страву для Blepharisma були сінні бактерії та дрібні інфузорії. Для вимірювання я висаджувала окремі особини зараз же після поділу на предметове скло та накривала покривним склом. Перед тим на предметове скло я клала невелику кількість ниткуватої водорослини та шматочок бактеріальної плівки. Ниткувата водорослина підтримувала покривне скло, а біля шматочків бактеріальної плівки інфузорії довгий час залишалися на місці, що давало можливість більш точно робити виміри. Для Blepharisma, у якої збільшення обсягу очевидно не пропорціональне ростові у довжину, доводилося робити два виміри: у довжину та навшир у самому ширшому місці тварини. Зважаючи на чималий проміжок між двома поділами, я робила виміри кожних 3 години (для Paramecium такі проміжки зберігалися протягом усього життьового циклу) тільки з початку життя особини, коли швидкість росту значно вища, далі через шість годин, а вночі навіть через 12 годин. Усього я виміряла 41 особину. Одержані розміри довжини та ширини я перемножала та одержувала площу. Звичайно, при цьому виходить помилка (бо Blepharisma не є чотирикутник), але помилка спільна для всіх вимірів, і тому загальний характер змін швидкості росту не змінюється. З одержаних розмірів я вираховувала середній розмір тварини для кожного виміру.

Техніка ведення культур Actinophrys значно складніша — доводилось вести двочленну культуру, себто окремо культивувати організми, які я вживала як об'єкти досліду та окремо організми, якими я цих перших годувала. За середовище для ведення обох культур я брала розчин Бенеке за рецептом Беляра, який вживав цей розчин теж для ведення культур Actinophrys. За харч були Chlamidomonas. Обидві культури я тримала в паристих годинникових скельцях, що давало можливість слідкувати під мікроскопом за їх станом, а також зберігало розчин від підсихання, яке приводило б до зміни концентрації солей у розчині, а через те до порушення нормальних умов життя. Кожні 4–5 днів я пересаджувала культуру в новий розчин. Харчову культуру додавала по потребі. Для міряння я культивувала Actinophrys індивідуально у висячій краплі. З годинникового скла під мікроскопом я вибирала особини під час поділу та переносила на покривне скло в краплю розчину з невеликою кількістю (6–10 шт.) монад. Покривне скло з краплею розчину я перевертала на предметове скло з камерою. Предметове скло з висячою краплею в проміжки між двома поділами знаходилось у вогкій камері.

Поділ в Actinophrys триває, порівнюючи з діленням досліджених інфузорій, дуже довго: у інфузорій він триває 30–40 хвилин, а у Actinophrys 2–3 години.

З допомогою Okularschrau benmi Krometer'а під збільшенням Ок✕10 об'єктив 6 системи Leitz я міряла в сонцевиків два діаметри. Міряти два діаметри доводилось тому, що тварини під час повзання по склу, а також під час схоплювання їжі, змінювали свою форму. Через те, що проміжок часу між двома поділами невеликий — пересічно 12 годин, я робила виміри кожних 2 години. Таким чином я виміряла 17 особин. Так само, як для Blepharisma, вираховано пересічний розмір для кожного виміру.

При обчисленні швидкості росту Blepharisma і Actinophrys, таксамо як і при обчисленні росту Paramecium (І. Шмальгаузен, 1929), не можна вважати початковий розмір організма, що росте, за рівний 0. Доводиться робити зміну в способі обчислення швидкості росту відповідно до формули $v=v_{0}+mt^{2}$ , себто при обрахунках віднімати від середніх величин, що їх здобуто для кожної години виміру, середню величину, що її мають тварини зараз же після поділу. Після того, як було зроблено цю поправку, я обраховувала далі швидкість росту за формулою І. Шмальгаузена: $C_{v}={\dfrac {\log v_{1}-\log v}{(t_{1}-t)\cdot 0,4343}}$ .

На таблицях подано всі відповідні числові дані. Для Paramecium наведено виміри довжини, для Actinophrys та Blepharisma — площі. Далі наведено швидкості росту та константи, обраховані за формулами. Дані Paramecium наведено на табл. 1, дані для Blepharisma — на табл. 2, дані для Actinophrys — на табл. 3. На жаль, в Actinophrys більша частина приросту залишилася поза нашим обліком: найінтенсивніший приріст припадає на час ділення, який триває досить довго і під час якого перевести хоч будьякі точні виміри не було змоги.

З таблиць видно, що швидкість росту в цих трьох організмах поступово падає. Це падання швидкості росту в усіх трьох відбувається так, що добуток із швидкості росту на час, що минув, є величина стала. Отже ріст у всіх трьох досліджуваних організмів, що репрезентують собою два класи Protozoa, є параболічний.

Константи для обох інфузорій досить близькі між собою: для довжини в Paramecium пересічно К = 0,293, для площі в Blepharisma пересічно К = 517. До цього треба взяти на увагу, що при одній і тій об'ємній константі відношення константи лінійного приросту до константи приросту площі дорівнює 1:2 (І. Шмальгаузен, 1927). В Аctinophrys константа вища, ніж в обох інфузорій, для площі пересічно К = 0,900.

Те, що в інфузорій константа росту настільки низька, очевидно є наслідком дуже високого диференціювання їхнього тіла, вищого ніж у Аctinophrys, і поготів вищого, ніж в ембріональних тканинах у хребетних.

——————

Таблиця 1

Ріст Paramecium caudatum

Вік на години	Величина мікрони (довж)	mt²	C_i	K
0 1 2 3 6 9 12 15 18	175 215 230 235 250 260 265 270 275	0 40 55 60 75 85 90 95 100	0,318 0,083 0,074 0,042 0,019 0,018 0,017	0,48 0,22 0,33 0,31 0,20 0,24 0,28

Таблиця 2

Ріст Ріст Вlepharisma lateritia

Вік на години	Виміри площі	Швидкість росту без віднімання початкової величини	Приріст площі F - P₀	Швидкість росту з відніманням початкової величини	t	K
0 1 2 3 6 12 24 30	86,53 99,62 105,08 235 108,56 119,41 141,02 160,65	0 13,09 18,55 22,03 32,88 54,49 74,12 80,41	0,318 0,083 0,074 0,042 0,019 0,018 0,017	0,48 0,22 0,33 0,31 0,20 0,24 0,28

86,53

0

0,140 1

0,053 2

105,08

18,55

108,56

22,03

119,41

32,88

141,02

54,49

160,65

74,12

166,94 -

0,522

2,5

0,427

4,5

0,578

9

0,756

18

0,450

27

0,351

0,013 80,41

-

1,5

0,025

0,006 30

-

0,084

0,011 24

-

0,133

0,027 12

-

0,171

0,031 6

-

0,348

0,032 3

К

0

13,09

99,62

t

НiМаННЯМ ПОЧАТК. ВЄ.Л.

-

0,517 Сторінка:Труди Інституту зоології та біології. Том. VI-X. 1935-1936.pdf/525 Сторінка:Труди Інституту зоології та біології. Том. VI-X. 1935-1936.pdf/526 Сторінка:Труди Інституту зоології та біології. Том. VI-X. 1935-1936.pdf/527