Эмбриональное развитие - дифиллоботрииды
Видео: Беременность. Взгляд изнутри
Эмбриональное развитие дифиллоботриид происходит в воде. Дробление полное и неравномерное. Проследить начальные стадии дробления яйцеклетки очень трудно, так как многочисленные желточные клетки плотным слоем окружают ее. Некоторые сведения о начальных стадиях эмбрионального развития лентеца широкого имеются в работе Шауинсланда (Schauinsland, 1885). Исследователи, изучавшие эмбриональное развитие псевдофиллид, более подробно описывают поздние стадии развития зародыша, когда желточный материал частично израсходован (рис. 9,1-3). Во внутренней клеточной массе зародыша дифференцируются онкобласты — клетки, образующие три пары хитиноидных крючьев, снабженных мышечными волокнами, два протонефридия и несколько крупных клеток, остающихся недифференцированными, с безофильной цитоплазмой. Фогель (Vogel, цит. по Ивановой-Казас, 1975) впервые обнаружил эти клетки у зародышей лентеца широкого и назвал их пластинчатыми, а Вишневский (Wisnewski, 1930, цит. по Ивановой-Казас, 1975) предположил, что из них впоследствии развиваются половые железы червя, и поэтому противопоставил их как герминативных всем остальным клеткам зародыша. Более поздние исследования не подтвердили предположений Вишневского, так что обе категории клеток являются, по существу, соматическими, но введенные им обозначения закрепились в литературе.
К концу эмбрионального развития в яйце формируется корацидий, окруженный несколькими оболочками (рис. 9, 4). Самую наружную обычно называют скорлупой яйца, или "хорионом". По поводу строения и природы эмбриональной оболочки (эмбриофора) до сих пор нет единого мнения. По данным одних авторов (Schauinsland, 1885- Vergeer, 1935, цит. по Шульцу, Гвоздеву, 1970), она является слоем кубовидного эпителия, возникшего из делящейся яйцеклетки, по мнению других (Vogel, 1929, цит. по Шульцу, Гвоздеву, 1970), клеточная структура этой оболочки позже исчезает и она оказывается ограниченной снаружи и внутри тонкими пленками, в пространстве между которыми имеются капельки жировой природы, служащие, очевидно, источником энергии для ресничек.
Продолжительность эмбрионального периода зависит от вида дифиллоботриид и условий, в которых происходит развитие (температура, соленость, газовый режим, освещенность и другие факторы). Например, эмбриональное развитие лентеца широкого при температуре 15—17° заканчивается за 11 — 12 дней, при 19—20° — за 9-10, при 22-23° - за 9-12 (Федоров, 1956), а при 25-30° всего за 6-7 дней (Неуймин, 1953- Уткина, 1962). Оптимальная температура, при которой наблюдается самый высокий процент выхода корацидиев (86—97%), колеблется в пределах 10-20°, при этом развитие длится 10—31 день. Температура выше 30° гибельна для яиц (Неуймин, 1953).
Рис. 9. Ранние стадии развития Diphyllobothrium latum 1, 2— фазы дробления яйцевой клетки- 3 — эмбрион с развивающимися ресничками- 4 — яйцо перед вылуплением корацидия- 5 — свободноплавающий корацидий- 6 — яйцо после выхода корацидия- 7 - процеркоид из полости тела диаптомуса через 5 ч после проникновения корацидия- 8— то же через 7 дней- 9 — то же через 14 дней- а — эктодермальная клетка- б — энтодермальные клетки- в — желточная клетка- г — желточная мембрана (по разным авторам, из Уордла, Маклеода, 1952)
Видео: Урок биологии №41. Эмбриональное развитие.
После 4-дневного пребывания яиц при температуре 2-8° срок их развития удлиняется, а выживаемость снижается, а 30-дневное пребывание при этой температуре приводит к гибели яиц (Федоров, 1956). Яйца лентеца широкого способны переносить замораживание при —1—5° до 17 суток, при —3° до 12 суток, при —5° до 2 суток и при -8-12° несколько часов. Наименее стойкими являются яйца, содержащие сформированного корацидия. Инвазионная способность корацидиев, вылупившихся из яиц, подвергшихся замораживанию, сохраняется (Морозова, 1956). Однако из работы В.Г. Федорова (1956) следует, что замораживание яиц при температуре -1-2° убивает зародыша в течение 6 ч.
Сила света ниже 60 люксов тормозит выход корацидиев, но при механическом встряхивании наблюдается 100%-ный выход даже при слабой освещенности (Неуймин, 1953). Развитие зародышей в яйцах, находившихся в бескислородной среде, не происходит, но жизнеспособность их сохраняется в течение 6,5 месяцев- после обогащения среды кислородом они развиваются нормально. Пребывание яиц в бескислородной среде 8,5—12,5 месяцев нарушает нормальное течение эмбриогенеза, что выражается в удлинении сроков развития и снижении процента выживаемости яиц (Федоров, 1956). На развитие яиц морских видов дифиллоботриид в большей степени влияет соленость воды, чем освещенность (Hilliard, 1972).
Постэмбриональное развитие и особенности жизненного цикла. Жизненные циклы большинства видов дифиллоботриид пока не расшифрованы, поэтому мы будем ссылаться на сравнительно хорошо изученные жизненные циклы D. dendriticum (рис. 13), D. ditremum (рис. 14) и D. latum (рис. 15). Жизненный цикл последнего расшифровали Яницкий и Розен (Janicki, Rosen, 1917). Это послужило толчком к развитию экспериментальных исследований дифиллоботриид на разных фазах их жизни. В настоящее время в отечественной и зарубежной литературе накопилось большое количество публикаций, посвященных изучению биологии этих трех видов, среди которых особое внимание уделялось лентецу широкому.
Постэмбриональное развитие начинается с момента выхода корацидия в воду (рис. 9, 5, 6). Оно сопровождается сменой двух промежуточных хозяев и заканчивается в теле дефинитивного образованием половозрелой особи. Корацидий, содержащий онкосферу, некоторое время свободно плавает в воде при помощи ресничек. У разных видов лентецов корацидии несколько различаются строением наружной и внутренней оболочек, количеством и расположением ресничек. Замечено, что плавающие корацидии могут разрушаться сосущими инфузориями и солнечниками (Уткина 1962).
Для продолжения развития корацидий должен быть поглочен первым промежуточным хозяином — веслоногим рачком, в кишечнике которого ресничная мантия сбрасывается и онкосфера с шестью эмбриональными крючьями (рис. 10) проникает в полость тела рачка- по наблюдению Уткиной (1962), полюсом, лишенным крючьев. Претерпев сложные морфологические изменения онкосфера постепенно превращается в процеркоида (рис. 9, 7-9, рис. 11). Затем личинка увеличивается в размерах, у нее формируется мышечная ткань и паренхима, изменяются покровы тела и экскреторная система. На переднем конце процеркоида образуется первичный ботрий с провизорными фронтальными железами, которые служат для проникновения личинки в полость тела второго промежуточного хозяина- задний ее конец, несущий эмбриональные крючья, - церкомер, отделяется от остального тела перетяжкой. Продолжительность периода формирования процеркоида зависит от ряда факторов. Например, в условиях Южного Урала формирование процеркоида лентеца широкого в организме диаптомусов при температуре 25—30° продолжается 7 дней, в циклопах — 10— 15 дней, а в Западной Европе — 2—3 недели, т.е. в 2—3 раза дольше (Уткина, 1962). Есть сведения о том, что для процеркоидов лентеца широкого каланоидные рачки более подходящие хозяева, чем циклопоидные (Bonsdorff, Bylund, 1982).
Исходя из сходства в аминокислотном составе белковых фракций гемолимфы хозяина (Copepoda) и тканей паразита (процеркоида Pseudophyllidea), А.Б. Гуттова (1971) пришла к предположению, что потребность в свободных аминокислотах, принимающих участие в синтезе белка, сходна у паразита и хозяина. В такой системе паразит может использовать не только общие с хозяином источники строительных материалов, но в некоторой степени и его метаболизм.
Вторым промежуточным хозяином дифиллоботриид является рыба, в пищеварительную систему которой процеркоид попадает вместе с пищей — веслоногими рачками. Затем он проникает в полость тела, мускулатуру, печень или другие органы, где постепенно превращается в плероцеркоид (рис. 12). При этом личинка теряет церкомер, заметно увеличивается в размерах, на переднем конце ее тела появляются две ботрии.
Рис. 10. Онкосфера Diphyllobothrium latum пк — пламеневидные клетки- ск — соматические клетки- м — мускульные волокна эмбриональных крючьев- п — пластинчатые клетки (по Фогелю, 1929, из Уордла и Маклеода, 1952)
Рис. 11. Плероцеркоид Diphyllobothrium latum
к — старая кутикула- пк — пламеневидные клетки- фж — фронтальные железы- пфж — протоки фронтальной железы (по Фогелю, 1929, из Уордла, Маклеода, 1952)
Плероцеркоиды D. latum, например, в мальках окуней формируются в течение 27 дней- они локализуются в спинной мускулатуре и селезенке без капсул (Уткина, 1962). У щук плероцеркоиды локализуются в полости тела, внутренних органах и мускулатуре, у налима — в полости тела и печени (Сердюков, 1979). Капсулы вокруг плероцеркоидов D. latum, локализующихся в мышцах ершей, обильно снабжены кровеносными сосудами. Строение капсул варьирует. В одних случаях паразита окружает только гранулярная ткань, в других — молодая фиброзная оболочка, в-третьих — хорошо развитая двуслойная капсула (внутренний слой фиброзный наружный рыхлый, богатый кровеносными сосудами). Длительное паразитирование вероятно, приводит к постепенному созреванию капсулы, обеднению ее сосудами что заставляет паразита перемещаться. Капсулы выполняют роль биологических мембран, а плероцеркоиды D. latum и личинки некоторых других гельминтов обладают способностью подавлять воспалительную лейкоцитарную реакцию (Березанцев, 1962 1963,1975).
Защитные механизмы рыб в ответ на паразитирование плероцеркоидов лентеца широкого проявляются в двух формах, во-первых, в развитии аллергического воспаления, ограничивающего развитие личинки и приводящего к ее иммобилизации, и, во вторых, в процессе кальцификации личинки, приводящего в далеко зашедших случаях к гибели паразита (Павлова, 1976б).
Иногда присутствие гельминта вызывает некоторые изменения соотношения свободных аминокислот в тканях хозяина (Гурьянова и др., 1976).
Рис. 12. Плероцеркоиды дифиллоботриид 1,2 — Diphyllobothrium latum- 3, 4 — D. ditremum в расслабленном и сокращенном состоянии- 5 — D. dendriticum- 6 — Pyramicocephalus phocarum- 7— D. ursi- 8 — D. lanceolatum 9 D. dalliae (i—по Аграновскому, 1955, из Буера, 1958- 2—5 — по Сердюкову, 1979- 6— оригинал, 1, 9— по Раушу, 1954, 1956- 8 — по Раущу, Гиллиарду, 1970)
Установлено (Гурья нова, 1977) большое сходство качественных составов связанных аминокислот у плероцеркоидов и тканей рыб, отмечена значительная вариабельность аминокислотного состава плероцеркоидов D. latum в зависимости от вида хозяина и локализации паразита.
Плероцеркоиды лентеца широкого вызывают изменения в содержании общих липидов, фосфолипидов и эфиров холестерина в тканях хозяев (Гурьянова, 1977, 1980).
А .Я. Дубовская (1982) исследовала зависимость активности аргиназы плероцеркоидов Triaenophorus nodulosus и D. latum от температуры. Несмотря на то, что хозяевами плероцеркоидов обоих видов являются рыбы, обитающие в близких температурных условиях, максимальная активность аргиназы у Т. nodulosus проявляется при 27°, тогда как у D. latum при 57°. 
Рис. 13. Схема жизненного цикла Diphyllobothiium demditicum (Nitzsch, 1824) Luhe, 1910 (оригинал) 1 — дефинитивные хозяева (птицы, млекопитающие, человек)- 2— первые промежуточные хозяева (каланиды, циклопиды)- 3— вторые промежуточные хозяева (сиг, колюшка и др.)- 4 — резервуарные хозяева (семга, форель, голец)
Видео: Эмбриональное развитие цыпленка
Исходя из полученных данных, автор пришел к заключению, что свойства фермента аргиназы (температурный оптимум, термостабильность) уже на стадии плероцеркоида преадаптированы к температурному режиму дефинитивного хозяина, которым у Т. nodulosus является рыба, a D. latum в онтогенезе меняет хладнокровного хозяина (рыбу) на теплокровного (млекопитающего). В последнем случае плероцеркоид в считанные минуты из среды в 10—15° попадает в среду где температура 38—40°. По предположению А.Я. Дубовской, плероцеркоиды D. latum содержат несколько изоформ аргиназы, что дает им возможность быстро приспосабливаться к новым температурным условиям. Было также установлено (Дубовская, 1979), что у взрослых форм активность аргиназы значительно выше, чем у личиночных.
Заражение дефинитивных хозяев происходит в результате поедания рыб, инвазированных живыми плероцеркоидами. В кишечнике этого хозяина плероцеркоиды прикрепляются сколексом к слизистой кишечника и начинают интенсивно расти. В результате стробиляции формируются проглоттиды, а затем и гермафродитный полевой аппарат в них.
Рис. 14. Схема жизненного цикла Diphyllobothrium ditremum (Creplin, 1825) Liine, 1910 (оригинал)
1 -дефинитивные хозяева (гагары, крохали, и др.)- 2 — первые промежуточные хозяева (каланиды, циклопиды)- 3 — вторые промежуточные хозяева (корюшка, сиг, ряпушка и др.)- 4— резервуарные хозяева (голец, семга, форель и др.)
Онтогенез половой системы, по мнению М.Л. Дубининой (1957), является наиболее сложным морфофизиологическим изменением, в результате которого на этой фазе развития паразит оказывается наиболее узкоспецифичным. Через определенный промежуток времени лентецы достигают половой зрелости и начинают продуцировать яйца, Например, лентец широкий достигает половой зрелости в кишечнике человека за три недели (Шульц, Гвоздев, 1972), у щенков собак — за 14 суток (Уткина, 1962), а у золотистых хомячков — за 13—17 суток (Сердюков, 1979). Развитие D. dendriticum от плероцеркоида до половозрелой особи длится 6-9 суток (Сердюков, 1979). В редких случаях может происходить заражение взрослыми дифиллоботриидами при поедании одного дефинитивного хозяина другим (Дубницкий, 1956).
Жизненный цикл дифиллоботриид может усложняться участием в нем резервуарных хозяев, которыми являются крупные хищные рыбы. 
Рис. 15. Схема жизненного цикла Diphyllobothrium latum (L., 1758) Luhe, 1910 (оригинал)
1 — дефинитивные хозяева (человек, хищные млекопитающие и др.)- 2 — первые промежуточные хозяева (каланиды, циклопиды)- 3 — вторые промежуточные хозяева (ерш, окунь и др.)- 4 — резервуарные хозяева (щука, налим, форель и др.)
Они заражаются, поедая мелких, уже инвазированных плероцеркоидами рыб, при этом личинки мигрируют из кишечника резервуарного хозяина в его мускулатуру и внутренние органы, где и накапливаются. Разделить вторых промежуточных и резервуарных хозяев в ряде случаев не представляется возможным, так как некоторые рыбы на ранних стадиях развития являются вторыми промежуточными, а со временем становятся резервуарными хозяевами.
Следует заметить, что кишечник не является единственным местом локализации половозрелых дифиллоботриид, другим местом является печень. В желчных протоках печени у кашалотов северного полушария паразитирует Tetragonoporus calyptocephalus, а в южном он замещен видом Т. physeteris.
Вряд ли печень была изначальным местом локализации этих лентецов, вероятно, они произошли от кишечных форм. О связи с кишечником, как прежним местом локализации, свидетельствуют следующие факты. Во-первых, в процессе онтогенеза этих видов прежде, чем попасть в печень, они проходят через кишечник, где протекает какая-то часть их жизненного цикла. Один маленький неполовозрелый экземпляр Т. physeteris был найден А.С. Скрябиным в кишечнике кашалота (рис. 66, 7). Во-вторых, у половозрелых лентецов при большой интенсивности инвазии задние части стробил часто оказываются в просвете кишечника. В-третьих, в тонком отделе кишечника кашалота постоянно паразитирует другой вид подсемейства Polygonoporinae — P. giganticus.
Что касается продолжительности жизни дифиллоботриид, то это известно для очень немногих видов. Так, например, продолжительность жизни D. latum в кишечнике человека обычно не более четырех лет (Синович, 1972), D. dendriticum - не более 4—5 месяцев (Чижова, Гофман-Кадошников, 1960- Гофман-Кадошников и др., 1963- Ялдыгина, Трошков, 1969- Клебановский, 1969а). В экспериментах по самозаражению D. dendriticum продолжительность его жизни равнялась 58 дням (Сердюков, 1979).
