Особенности строения биссусного аппарата и биссусной бороздки ноги у мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis, Bivalvia, Mytilidae) из бухты Житкова Японского моря

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

У промыслового вида мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis) из Японского моря изучены особенности морфологического строения биссусного аппарата, биссусных нитей и биссусной бороздки ноги. Показано, что биссусный аппарат состоит из корня, стебля и биссусных нитей, имеющих в поперечном сечении форму эллипса. Каждая биссусная нить состоит из гофрированной, широкой проксимальной части, которая находится сразу за манжетой и составляет ⅓ ее длины, и относительно упругой, узкой дистальной части (составляет ⅔ длины нити), заканчивающейся на дистальном конце овальным прикрепительным диском. В каждой биссусной нити на разных ее участках содержатся биссусные преполимеризованные коллагены трех типов – P, D, NG, которые имеют разную по природе блок-сополимерную структуру. Поверхность биссусных нитей вдоль всей длины бугристая. На поверхности прикрепительного диска расположены два армирующих тяжа. Края прикрепительных дисков полупрозрачные. Биссусная бороздка ноги устроена примитивнее, чем у изученных видов митилид. Примечательно, что дистальная ямка отсутствует на дистальном конце биссусной бороздки ноги. Особенности морфологического строения биссуса и прикрепительных дисков у M. galloprovincialis объясняются особенностями строения секреторного органа.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Е. Вехова

Национальный научный центр морской биологии им. А. В. Жирмунского ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: evechova@gmail.com
Россия, Владивосток

К. В. Киселев

Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН

Email: evechova@gmail.com
Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Бергер В.Я., Летунов В.Н., Вшевцов Г.В., Саранчова О.Л., 1985. Морфофункциональные и экологические аспекты биссусообразования у мидии (Mytilus edulis L.) // Экология обрастания в Белом море. Л.: ЗИН АН СССР. С. 67–75.
  2. Буяновский А.И., 2002. К видовой принадлежности мидий рода Mytilus (Bivalvia, Mytilidae) у побережья Канады и в Балтийском море // Ruthenica. V. 12. № 1. C. 85–88.
  3. Вехова Е.Е., 2007. Сравнительная морфология биссусных нитей трех представителей семейства Mytilidae (Bivalvia) из Японского моря // Зоологический журнал. Т. 86. № 2. С. 154–162.
  4. Вехова Е.Е., 2013. Особенности роста и формы раковины трех представителей семейства Mytilidae (Bivalvia) // Зоологический журнал. Т. 92. № 4. С. 399–408.
  5. Вехова Е.Е., 2019. Адаптивная морфология биссуса у Mytilus coruscus, Crenomytilus grayanus и Modiolus modiolus (Mytilidae, Bivalvia) из Японского моря // Зоологический журнал. Т. 98. № 3. С. 245–259.
  6. Вехова Е.Е., 2021. Биссусный аппарат мидии тихоокеанской (Mytilus trossulus, Bivalvia, Mytilidae) из Японского моря // Зоологический журнал. Т. 100. № 5. С. 483–492.
  7. Вехова Е.Е., 2022. Сравнительная морфология биссусной бороздки ноги у трех видов митилид (Bivalvia, Mytilidae) из Японского моря // Зоологический журнал. Т. 101. № 5. С. 483–491.
  8. Золотарев В.Н., 1989. Склерохронология морских двустворчатых моллюсков. Киев: Наукова думка. 112 с.
  9. Золотарев В.Н., Шурова Н.М., 1997. Соотношение призматического и перламутрового слоев в раковинах мидий Mytilus trossulus // Биология моря. Т. 23. № 1. С. 26–30.
  10. Кепель А.А., Озолиньш А.В., 1992. Морфометрический анализ мидий рода Mytilus (Mollusca, Bivalvia, Mytilidae) морей СССР // Зоологический журнал. Т. 71. № 9. С. 33–40.
  11. Лутаенко К.А., Колпаков Е.В., 2016. Расширение ареала инвазивной мидии Mytilus galloprovincialis (Bivalvia: Mytilidae) в Японском море // Бюллетень Дальневосточного малакологического общества. Вып. 20. № 1. С. 57–76.
  12. Миронов А.А., Комиссарчик Я.Ю., Миронов В.А., 1994. Методы электронной микроскопии в биологии и медицине: методическое руководство. СПб.: Наука. 400 с.
  13. Allen J.A., Cook M., Jackson D.J. et al., 1976. Observations on the rate of production and mechanical properties of the byssus threads of Mytilus edulis L. // Journal of Molluscan Studies. V. 42. № 2. P. 279–289.
  14. Brown C.H., 1952. Some structural proteins of Mytilus edulis // The Quarterly Journal of Microscopical Science. V. 93. P. 487–502.
  15. Bairati A., Vitellaro-Zuccarello L., 1974. The ultrastructure of the byssal apparatus of Mytilus galloprovincialis. II. Observations by microdissection and scanning electron microscopy // Marine Biology. V. 28. P. 145– 158.
  16. Benedict С.V., Waite J.H., 1986. Composition and Ultrastructure of the Byssus of Mytilus edulis // Journal of Morphology. V. 189. P. 261–270.
  17. Beaumont A.R., Seed R., Garcia-Martinez P., 1989. Electrophoretic and morphometric criteria for the identification of the mussel Mytilus edulis and M. galloprovincialis // Reproduction, genetic and distribution of marine organisms. Fredensborg: Olsen and Olsen. P. 251–258.
  18. Buyanovsky A.I., 2000. On morphological differences between common mussel Mytilus trossulus (Gould, 1850) and Mytilus edulis Linné, 1758 (Bivalvia, Mytilidae) // Ruthenica. V. 10. № 1. P. 43–48.
  19. Carrington E., Gosline J.M., 2004. Mechanical design of mussel byssus: Load cycle and strain rate dependence // American Malacological Bulletin. V. 18. № ½. P. 135–142.
  20. Coyne K.J., Qin X.X., Waite J.H., 1997. Extensible collagen in mussel byssus: a natural block copolymer // Science. V. 277. P. 1830–1832.
  21. Eckroat L.R., Steel L.M., 1993. Comparative morphology of the byssi of Dreissena polymorpha and Mytilus edulis // American Malacological Bulletin. V. 10. P. 103–108.
  22. Elliott J., Holmes K., Chambers R., Leon K., Wimberger P., 2008. Differences in morphology and habitat use among the native mussel Mytilus trossulus, the non-native M. galloprovincialis, and their hybrids in Puget Sound, Washington // Marine Biology. V. 156. P. 39–53.
  23. Felsenstein J., 1985. Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap // Evolution. V. 39. P. 783–791.
  24. Folmer O., Black M., Hoeh W., Lutz R., Vrijenhoek R., 1994. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates // Molecular Marine Biology and Biotechnology. V. 3. P. 294–299.
  25. Ivanova M.B., Lutaenko K.A., 1998. On the distribution of Mytilus galloprovincialis Lamark, 1819 (Bivalvia, Mytilidae) in Russian Far Eastern Seas // Bulletin of the Institute of Malacology Tokyo. V. 3. № 5. P. 67–71.
  26. Kartavtsev Y. Ph., Katalikova M.V., Sharina S.N., Chichvarckhina O.V., Masalkova N.A., 2014. Population genetic study of the hybrid zone of Mytilus trossulus Gould, 1850 and species M. galloprovincialis Lamarck, 1819 (Bivalvia: Mytilidae) in Peter the Great Bay, the Sea of Japan // Russian Journal of Marine Biology. V. 40. P. 208–216.
  27. Kimura M.A., 1980. Simple method for estimating evolutionary rate of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences // Journal Molecular Evolution. V. 16. P. 111–120.
  28. Koehn R.K., 1991. The genetic and taxonomy of species in the genus Mytilus // Aquaculture. V. 94. P. 125–145.
  29. Kiselev K.V., Dubrovina A.S., Tyunin A.P., 2015. The methylation status of plant genomic DNA influences PCR efficiency // Journal of Plant Physiology. V. 175. P. 59–67.
  30. Lucas J.M., Vaccaro E., Waite J.H., 2002. A molecular, morphometric and mechanical comparison of the structural elements of byssus from Mytilus edulis and Mytilus galloprovincialis // The Journal of Experimental Biology. V. 205. P. 1807–1817.
  31. Lee B.P., Messersmith P.B., Israelachvili J.N., Waite J.H., 2011. Mussel-Inspired Adhesives and Coatings // The Annual Review of Materials Research. V. 41. № 1. P. 99–132.
  32. Lutaenko K.A., Noseworthy R.G., 2012. Catalogue of the Living Bivalvia of the Continental Coast of the Sea of Japan (East Sea). Vladivostok: Dalnauka. 247 p.
  33. McDonald J.H., Seed R., Koehn R.K., 1991. Allozymes and morphometric characters of three species of Mytilus in the Northern and Southern Hemispheres // Marine Biology. V. 111. P. 323–333.
  34. Price A.H., 1983. Structure and formation of the byssus complex in Mytilus (Mollusca, Bivalvia) // Journal of Molluscan Studies. V. 49. № 1. P. 9–17.
  35. Pujol J.P., 1967. Le complex byssogéne des mollusques bivalves: Histochimie comparee des secretions chez Mytilus edulis et Pinna nobilis // Bulletin de la Société Lennéenne de Normandie. V. 10. P. 308–332.
  36. Peharda M., Schöne B.R., Markulin K., Uvanović H., Tanaka K., Shirai K., Goodwin D., Mihanović H., 2024. Mytilus galloprovincialis shell growth – Insights from shell geochemistry // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. V. 650. doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112367
  37. Qin X.X., Waite J.H., 1995. Exotic collagen gradients in the byssus of mussel M. edulis // Journal of Experimental Biology. V. 198. P. 633–644.
  38. Qin X.X., Waite J.H., 1998. A potential mediator of collagenous block copolymer gradients in mussel byssal threads // Biochemistry. V. 95. P. 10517–10522.
  39. Seed R., 1968. Factors influencing shell shape in the mussel Mytilus edulis // Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom. V. 48. № 3. Р. 561–584.
  40. Seed R., 1972. Morphological variations in Mytilus from the French coasts in relation to the occurrence and distribution of M. galloprovincialis Lmk // Cahiers de Biologie Marine. V. 13. P. 357–384.
  41. Seed R., 1974. Morphological variations in Mytilus from the Irish coasts in relation to the occurrence and distribution of M. galloprovincialis Lmk // Cahiers de Biologie Marine. V. 15. P. 1–25.
  42. Saitou N., Nei M., 1987. The neighbor-joining method: A new method for reconstructing phylogenetic trees // Molecular Biology and Evolution. V. 4. P. 406–425.
  43. Selin N.I., Vekhova E.E., 2002. Morphology of the bivalve mollusks Crenomytilus grayanus and Mytilus coruscus in relation to their spatial distribution in the upper subtidal zone // Russian Journal of Marine Biology. V. 28. № 3. P. 213–217.
  44. Selin N.I., Vekhova E.E., 2004. Dynamics of byssal thread production in Crenomytilus grayanus and Modiolus modiolus (Bivalvia) upon reattachment to substrate // Russian Journal of Marine Biology. V. 30. № 6. P. 418–420.
  45. Silverman H.G., Roberto F.F., 2007. Understanding Marine Mussel Adhesion // Marine Biotechnology. V. 9. P. 661–681.
  46. Tamarin A., Keller P.J., 1972. An ultrastructural study of the byssal thread forming system in Mytilus // Journal of Ultrastructure Research. V. 40. P. 401–416.
  47. Tamarin A., 1975. An ultrastructural study of byssus stem formation in Mytilus califomianus // Journal Morphology. V. 145. P. 151–178.
  48. Tamarin A., Lewis P., Askey J., 1976. The structure and formation of the byssus attachment plaque in Mytilus // Journal Morphology. V. 149. P. 199–222.
  49. Verdulin A., 1979. Conchological evidence for the separate specific identify Mytilus edulis L., and M. galloprovincialis Lmk // Basteria. V. 43. P. 61–80.
  50. Vekhova E.E., 2013. Growth and shell morphology of three Mytilidae (Bivalvia) species from the Sea of Japan // Biology Bulletin. V. 40. № 9. P. 728–737.
  51. Vekhova E.E., 2019. The adaptive morphology of byssus in Mytilus coruscus, Crenomytilus grayanus, and Modiolus modiolus (Mytilidae, Bivalvia) from the Sea of Japan // Biology Bulletin. V. 46. № 9. P. 1030–1044.
  52. Vekhova E.E., 2021. The byssal apparatus in the Pacific mussel, Mytilus trossulus (Bivalvia, Mytilidae), from the Sea of Japan // Biology Bulletin. V. 48. № 9. P. 1443–1451.
  53. Vekhova E.E., 2022. The comparative morphology of the byssal groove of the foot in three mytilid species (Bivalvia, Mytilidae) from the Sea of Japan // Biology Bulletin. V. 49. № 9. P. 1562–1569.
  54. Waite J.H., 1992. The formation of mussel byssus: anatomy of a natural manufacturing process // Results and Problems in Cell Differentiation. Case S.T. (Ed.). V. 19: Biopolymers. Berlin: Springer-Verlag. P. 27–54.
  55. Waite J.H., 1983. Adhesion in byssally attached bivalves // Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. V. 58. № 2. P. 209–231.
  56. Waite J.H., 1995. Precursors of quinine tanning: Dopa-containing proteins // Methods in Enzymology. V. 258. P. 1–20.
  57. Waite J.H., 1997. Marine bioadhesion: unraveling the chemistry // Journal of The Adhesion Society of Japan. V. 33. № 5. P. 186–194.
  58. Waite J.H., Qin X.X., Coyne K.J., 1998. The peculiar collagens of mussel byssus // Matrix Biology. V. 17. P. 93– 106.
  59. Waite J.H., 1999. Reverse engineering of bioadhesion in marine mussels // Annals of the New York Academy of Sciences. V. 875. P. 301–309.
  60. Yonge С.М., 1962. Оn the primitive significance of the byssus in the Bivalvia and its effects in evolution // Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom. V. 42. № 1. P. 113–125

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Морфологические признаки раковины мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis) из бухты Житкова Японского моря: А – наружная поверхность раковины, Б – внутренняя поверхность раковины, В – увеличенный фрагмент внутренней части задней поверхности раковины, Г – увеличенная пористая нимфа; bg – биссусное зияние, bsh – призматическая кайма вдоль внутреннего края раковины, l – лигамент, ipr – отпечатки задних ретракторов, mpl – средний перламутровый слой, dipm – точечные отпечатки паллиальных мышц, pl – мантийная линия, npn – многочисленные поры на нимфе.

Скачать (366KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Филогенетическое дерево на основе результатов анализа нуклеотидной последовательности митохондриального гена цитохром с оксидазы субъединицы I у мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis) из Японского моря. Все образцы (помечены звездочкой), собранные в бухте Житкова Японского моря, принадлежат одной кладе, имеют идентичность 99.6–100% и принадлежат одному виду – мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis).

Скачать (152KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Внешний вид биссусного аппарата мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis) с длиной раковины 70.0 мм: А – морфологическое строение биссуса, Б – увеличенный прикрепительный диск биссусной нити; ad – прикрепительные диски, bt – биссусные нити, rb – корень биссуса, lr – пластинки корня, sb – стебель биссуса, se – полупрозрачные края прикрепительных дисков.

Скачать (181KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема строения биссусного аппарата и прикрепительной системы у мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis) из Японского моря: aa – передний аддуктор, pa – задний аддуктор, abr – передний биссусный ретрактор, br – биссусный ретрактор, pbr – задние биссусные ретракторы, f – нога, g – биссусная бороздка ноги, sb – стебель биссуса, cf – манжеты, bt – биссусные нити, ad – прикрепительные диски.

Скачать (107KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Морфологическое строение биссусной нити у мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis) из бухты Житкова Японского моря (СЭМ): А – переходная зона проксимальной части биссусной нити в дистальную часть (z1), Б – переходная зона дистальной части биссусной нити в прикрепительный диск (z2), В – внешний вид прикрепительного диска, Г – проксимальная часть биссусной нити, вид сверху, Д – дистальная часть биссусной нити, вид сверху, Е – увеличенный фрагмент прикрепительного диска, вид сверху, Ж – проксимальная часть биссусной нити, вид сбоку, З – дистальная часть биссусной нити, вид сбоку, И – нижняя поверхность прикрепительного диска, К – гофрированная кайма проксимальной части биссусной нити, Л – увеличенный фрагмент дистальной части биссусной нити, М – увеличенный фрагмент нижней поверхности прикрепительного диска; z1 – переходная зона проксимальной части биссусной нити в дистальную часть, tf – поперечная складка, tfr – поперечная борозда, os – противоположная сторона биссусной нити, rp – округлый бугорок, z2 – переходная зона дистальной части биссусной нити в прикрепительный диск, de – дистальный конец биссусной нити, dp – пластинка прикрепительного диска, ac – передний тяж, pc – задний тяж, ce – гофрированная кайма, lc – продольный тяж, lf – продольная борозда, ead – наружная поверхность прикрепительного диска, bad – нижняя поверхность прикрепительного диска, fs – пенообразная структура, p – поры нижней поверхности прикрепительного диска.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Морфологическое строение биссусной бороздки ноги у мидии средиземноморской (Mytilus galloprovincialis) из бухты Житкова Японского моря (СЭМ): А – вентральная поверхность ноги и биссусной бороздки ноги, общий вид сверху, Б – дистальный конец ноги, фронтальный вид, В – дистальный конец ноги и биссусной бороздки ноги, вид сверху, Г – биссусная бороздка ноги в проксимальной части, вид сверху, Д – биссусная бороздка ноги в центральной части, вид сверху, Е – поверхность стенки биссусной бороздки ноги на дистальном конце, Ж – поверхность стенки биссусной бороздки ноги на проксимальном конце, З – биссусная бороздка ноги в центральной части, увеличение, И – поверхность стенки биссусной бороздки на дистальном конце, увеличение, К – увеличенный фрагмент стенки биссусной бороздки ноги на проксимальном конце, Л – увеличенный фрагмент стенки биссусной бороздки в центральной части, М – дно биссусной бороздки ноги на дистальном конце, Н – увеличенный фрагмент дна биссусной бороздки ноги в проксимальной части, О – увеличенный фрагмент дна биссусной бороздки ноги в центральной части, П – увеличенный фрагмент дна биссусной бороздки ноги на дистальном конце; f – нога, vf – вентральная поверхность ноги, pef – проксимальный конец ноги, def – дистальный конец ноги, g – биссусная бороздка ноги, peg – проксимальный конец биссусной бороздки ноги, deg – дистальный конец биссусной бороздки ноги, w – стенка биссусной бороздки ноги, fl – складки биссусной бороздки ноги, b – дно биссусной бороздки ноги, c – реснички, d – отверстия протоков желез в стенках и дне дистального конца биссусной бороздки ноги.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025