Парадокс протяженных течений в колониальном гидроиде Dynamena pumila (Linnaeus, 1758)

Н. Н. Марфенин, В. С. Дементьев

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
биологический факультет, каф. зоологии беспозвоночных
119234 Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
e-mail: marf47@mail.ru
Поступила в редакцию 13.03.2017 г.

Колониальные гидроиды используются в качестве натурной модели ряда фундаментальных биологических процессов, в том числе самоорганизации систем, которая наиболее ярко выражается в работе распределительной системы. Функциональная интеграция колониального организма осуществляется посредством перемещения внутриполостной жидкости (гидроплазмы) по трубковидному телу, представленному побегами и соединяющими их столонами. Перемещение гидроплазмы происходит благодаря независимым пульсациям гидрантов и трубковидного ценосарка и часто выглядит хаотичным. Тем не менее пищевые частицы в гидроплазматических течениях (ГПТ) могут проходить по столону за одно ГПТ расстояния, соизмеримые с длиной колониального организма. Формирование таких ГПТ парадоксально, так как объемы пульсаторов, как показали наши исследования, существенно меньше объема регистрируемого однонаправленного ГПТ.

В статье представлены результаты изучения: а) протяженности ГПТ; б) поперечных пульсаций столона в различных междоузлиях (модулях) столона; в) скорости ГПТ по модулям столонов; г) объемов основных пульсаторов (гидрантов, участков ценосарка). Основной метод исследования — микровидеосъемка в течение 1—2 ч с увеличением 100 и частотой 4 кадра/с. Объект исследования: семь линейных колоний Dynamena pumila по шесть-восемь побегов в каждой, выращенных от первичных побегов на стеклах. Протяженность ГПТ определяли визуально, сканируя колонию под микроскопом на протяжении 1—2 ч каждую минуту в течение 10—20 с. Регулярные мощные ГПТ начинались обычно от первичного побега. Их протяженность согласно визуальной регистрации была от двух до семи модулей столона (6—20 мм). Однако исходящее из первичного побега ГПТ по своему объему могло заполнить не более двух модулей столона. Следовательно, результирующее суммарное непрерывное ГПТ оказывается состоящим из нескольких локальных ГПТ. С помощью расчетов показано, что «рабочие объемы» (разница между max и min объемами) отдельных пульсаторов существенно меньше объема локального ГПТ. В то время как для формировании самых слабых локальных ГПТ достаточно сжатия одного-двух гидрантов, для создания мощного ГПТ необходимо одновременное сжатие десяти-двадцати гидрантов. Полученные данные можно объяснить на основании гипотезы о гидравлической синхронизации независимых пульсаторов и о согласованном участии в создании совокупного ГПТ промежуточных побегов, в которые заходит течение на своем пути, что обеспечивает перемещение пищи по колонии на значительные расстояния.

Полный текст статьи доступен на сайте Elibrary.ru (необходимо зарегистрироваться).