Lecture number 3. "Модельные объекты биологии развития

Лекция 3
Развитие беспозвоночных:
модельные объекты и сравнительная эмбриология
Профессор кафедры эмбриологии
А.Г. Десницкий
Главные модельные объекты, рассматриваемые в
современной литературе по биологии развития
( “the big six” )
1. Нематода Caenorhabditis elegans
2. Муха Drosophila melanogaster
3. Рыба Danio rerio
4. Лягушка Xenopus laevis
5. Курица Gallus domesticus
6. Мышь Mus musculus
( Книдария Nematostella vectensis )
Основные модельные организмы для биомедицинских
исследований (Национальный институт здоровья, США)
Развитие слизевика Dictyostelium discoideum
Time sequence of a simulation of the process of culmination
Marée A F M , Hogeweg P PNAS 2001;98:3879-3883
©2001 by National Academy of Sciences
Фенотипическая эволюция диктиостелид
Колониальные жгутиконосцы
Volvox globator и Volvox carteri
Эволюционные взаимоотношения у вольвоксовых
водорослей (по: Kirk, 2005)
Последние данные по эволюции Volvox (по: Herron
et al., 2009; Herron, 2009)
Разные способы формирования колонии у Volvox
carteri (а) и Volvox aureus (б)
Колонии Volvox aureus (слева) и Volvox carteri (справа)
Ключевой момент морфогенеза – инверсия колонии
Минимальная модель генетического контроля
дифференциации на два клеточных типа у Volvox
carteri
Репродуктивные циклы дрозофилы и лягушки
Основные типы дробления многоклеточных животных
Типы дробления многоклеточных животных
(продолжение)
Основные типы бластул многоклеточных животных
Основные типы гаструляции многоклеточных животных
Определение типа развития животных
О.М. Иванова-Казас (1987)
Тип развития – это исторически сложившийся комплекс
коррелятивно связанных друг с другом онтогенетических
признаков.
О.М. Иванова-Казас (1995)
Тип развития – это сложившийся в ходе эволюционного
развития комплекс взаимосвязанных морфогенетических
процессов, как очень древних, унаследованных от
отдаленных предков, так и возникших в более позднее
время. В пределах типа развития имеются варианты,
которые обусловлены условиями существования, а также
стратегией размножения.
Развитие губок (Porifera)
Развитие Nematostella (Cnidaria: Anthozoa)
Развитие Nematostella (продолжение)
Гаструляция Nematostella
Развитие паразитического организма Polypodium
hydriforme (Cnidaria, Hydrozoa)
Спиральное дробление многощетинкового червя
Nereis (Lophotrochozoa)
Развитие многощетинкового червя Polygordius
(Lophotrochozoa)
Развитие малощетинкового червя Allolobophora
(Lophotrochozoa)
Дробление головоногого моллюска Loligo (Lophotrochozoa)
Дробление яйца аскариды (Ecdysozoa, Nematoda)
А - стадия 2 бластомеров, Б - стадия 4 бластомеров, В - смещение
бластомеров и образование стадии ромба, Г - стадия 8 бластомеров,
вид сбоку, Д и Е - поздние стадии дробления. Пунктирная линия
указывает местоположение полового зачатка
Раннее дробление, клеточные линии и формирование
бластоцеля у Caenorhabditis elegans (Ecdysozoa, Nematoda)
Развитие Drosophila melanogaster (Ecdysozoa, Insecta)
Четыре стадии гаструляции Drosophila melanogaster
Некоторые детали гаструляции Drosophila melanogaster
Схема развития амниотической полости у насекомых
Развитие паразитической осы Copidosoma
floridanum (Ecdysozoa, Insecta)
Морулы паразитической осы Copidosoma floridanum
Развитие морского ежа с планктотрофной личинкой
Разные типы развития у морских ежей (Echinoidea)
Распространение двух видов морских ежей с разными типами
развития (Heliocidaris tuberculata и Heliocidaris erythrogramma)
(по: McMillan, Raff & Palumbi, 1992)
Особенности гаструляции у морского ежа Heliocidaris
erythrogramma (лецитотрофный тип развития)
Оогенез у Heliocidaris tuberculata (слева) и Heliocidaris
erythrogramma (справа) (Byrne et al, 1999)
Гибридизация морских ежей с разными типами развития
(Heliocidaris tuberculata и Heliocidaris erythrogramma)
Развитие у вынашивающего морского ежа Abatus cordatus
Раннее развитие ланцетника (Chordata, Cephalochordata)
Особенности гаструляции ланцетника
Карта расположения зачатков у ланцетника
Дробление асцидии Ciona (Chordata, Tunicata)
Гаструла, нейрула и головастики асцидии Ciona
Эмбриональное и личиночное развитие асцидии Ciona
Личинки асцидий рода Molgula