Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu siêu cấu trúc và miễn dịch tế bào học của tinh trùng acoel với cấu trúc 9 + 1 axoneme: các đặc điểm tinh trùng mới để giải mã hệ phát sinh chủng loại trong Acoela
Tóm tắt
Các đặc điểm tinh trùng của acoel đã chứng minh hữu ích trong việc giải mã phân loại học của nhóm này. Giá trị phát sinh chủng loại của các đặc điểm tinh trùng trong các nhóm nhỏ liên quan chặt chẽ hoặc trong một thuế đơn ngành vẫn chưa được đánh giá. Chúng tôi đã nghiên cứu siêu cấu trúc tinh trùng ở bẩy thành viên của thuế đơn ngành Childia sensu (Tekle et al. J Zool Sys Evol Res 43(1):72–90, 2005) và họ hàng gần nhất của chúng, Mecynostomidae (bốn thuế). Tất cả các thành viên của Childia được khảo sát cho thấy ít biến đổi trong siêu cấu trúc tinh trùng của chúng. Các đặc điểm chung của các thuế Childia là: cấu trúc 9 + 1 axoneme, sự hiện diện của sáu vi ống tế bào chất ở xa mà không có vi ống trục hoặc vỏ, nhân dài và sự chồng chéo rộng giữa nhân và roi. Chúng tôi đã xác định được một tập hợp mới các vi ống tế bào chất nằm ở đầu tâm động của tế bào tinh trùng, vi ống ở xa. Nguồn gốc và ý nghĩa phát sinh chủng loại của đặc điểm này được thảo luận. Các loại và cách sắp xếp của hạt tế bào chất có thể được sử dụng như các đặc điểm phát sinh chủng loại ở cấp độ phân loại học thấp. Một loại hạt với lõi dạng màng lỏng, vô định hình đã được phát hiện là một đặc điểm đồng hình cho nhánh sau trong thuế Childia: C. crassum + C. groenlandica + C. vivipara + C. brachyposthium + C. macroposthium. Các hạt hình xúc xích là đặc điểm sơ khai trong các thuế đã khảo sát. Phần còn lại của các đặc điểm hạt được tìm thấy là đồng hình. Các đặc điểm siêu cấu trúc của tinh trùng lại chứng minh sự tương thích của chúng với phát sinh phân tử. Các đồng hình hình thái học duy nhất được biết đến cho các thuế chị em Childia–Mecynostomidae, trong phát sinh phân tử, là các đặc điểm phát sinh từ siêu cấu trúc tinh trùng: vi ống ở xa được sắp xếp thành hai nhóm ba vi ống mỗi nhóm và cấu trúc 9 + 1 axoneme. Tinh trùng của Childia và Mecynostomidae cho thấy cấu hình 9 + 1 axoneme, dường như tương tự như mẫu hình 9 + '1' axoneme của Platyhelminthes—Trepaxonemata. Sử dụng hóa miễn dịch điện tử, chúng tôi đã chứng minh rằng, khác với xi lanh trung tâm của trepaxonematans, xi lanh trung tâm của mẫu 9 + 1 axonemal trong acoels là có phản ứng miễn dịch với tubulin và chứa một vi ống trung tâm duy nhất. Do đó, các mẫu 9 + 1 trong acoels và trepaxonematans là đồng hình.
Từ khóa
#Acoela #tinh trùng #siêu cấu trúc #miễn dịch tế bào học #phát sinh chủng loạiTài liệu tham khảo
Afzelius BA (1966) Anatomy of the cell. University of Chicago Press, Chicago, pp 127
Afzelius BA (1982) The flagellar apparatus of marine spermatozoa. Evolutionary and functional aspects. In: Amos WB, Duckett JG (eds) Prokaryotic and eukaryotic flagella. Cambridge University Press, Chicago, pp 495–519
Baccetti B, Afzelius BA (1976) The biology of the sperm cell. Monogr Dev Biol 10:1–254
Blose SH, Meltzer DI, Feramisco JR (1984) 10 nm filaments are induced to collapse in living cells microinjected with monoclonal and polyclonal antibodies against tubulin. J Cell Biol 98:847–858
Dörjes J (1968) Die Acoela (Turbellaria) der deutschen Nordseeküste und ein neues System der Ordnung. Z Zool Syst Evolut Forsch 6:56–452
Gozes I, Barnstable CJ (1982) Monoclonal antibodies that recognize discrete forms of tubulin. Proc Natl Acad Sci USA 79:2579–2583
Hendelberg J (1969) On the development of different types of spermatozoa from spermatids with two flagella in the Turbellaria with remarks on the ultrastructure of the flagella. Zool Bidr Uppsala 38:1–50
Hendelberg J (1977) Comparative morphology of turbellarian spermatozoa studied by electron microscopy. Acta Zool Fenn 154:149–162
Henley C, Costello DP, Thomas MB, Newton WD (1969) The ‘9 + 1’ pattern of microtubules in spermatozoa of Mesostoma (Plathelminthes, Turbellaria). PNAS 64:849–856
Henley C (1974) Platyhelminthes (Turbellaria). In Giese AC, Pearse JS (eds) Reproduction of marine invertebrates, vol I. Acoelomates and pseudocoelomate Metazoans. Academic, New York, pp 267–343
Hooge MD, Tyler S (1999) Body-wall musculature in Praeconvoluta tornuva, n. sp. and the use of muscle patterns in taxonomy of acoel turbellarians. Invertebr Biol 118:8–17
Hooge MD (2001) Evolution of body-wall musculature in the Platyhelminthes (Acoelomorpha, Catenulida, Rhabditophora). J Morphol 249:171–194
Hooge MD, Haye PA, Tyler S, Litvaitis MK, Kornfield I (2002) Molecular systematics of the Acoela (Acoelomorpha, Platyhelminthes) and its concordance with morphology. Mol Phylog Evol 24:333–342
Jondelius U, Ruiz-Trillo I, Baguna J, Ruitort M (2002) The Nemertodermatida are basal bilaterians and not members of the Platyhelminthes. Zool Scr 31:201–215
Iomini C, Raikova O, Noury-Sraïri N, Justine J-L (1995) Immunocytochemistry of tubulin in spermatozoa of Platyhelminthes. In: Jamieson BGM, Ausio J, Justine J-L (eds) Advances in spermatozoal phylogeny and taxonomy, vol 166. Paris, Memoires du Museum National d’Histoire Naturelle, pp 97–104
Piperno G, Fuller MT (1985) Monoclonal antibodies specific for an acetylated form of alpha-tubulin recognize the antigen in cilia and flagella from a variety of organisms. J Cell Biol 101:2085–2094
Petrov A, Hooge MD, Tyler S (2004) Ultrastructure of sperms in Acoela (Acoelomorpha) and its concordance with molecular systematics. Invertebr Biol 123:183–197
Raikova OI, Justine J-L (1994) Ultrastructure of spermiogenesis and spermatozoa in three Acoels (Platyhelminthes). Ann Sci Nat (Zool) 15:63–75
Raikova OI, Flyatchinskaya LP, Justine J-L (1998) Acoel spermatozoa: ultrastructure and immunocytochemistry of tubulin. Hydrobiologia 383:207–214
Raikova OI, Justine J-L (1999) The microtubular system during spermiogenesis and in the spermatozoon of Convoluta saliens (Platyhelminthes, Acoela): tubulin immunocytochemistry and electron microscopy. Mol Reprod Dev 52:74–85
Raikova OI, Reuter M, Justine J-L (2001) Contributions to the phylogeny and systematics of the Acoelomorpha. In: Littlewood DTJ, Bray RA (eds) Interrelationships of the Platyhelminthes. Taylor and Francis, London, pp 13–23
Rohde K, Watson N, Cannon LRG (1988) Ultrastructure of spermiogenesis in Amphiscolops (Acoela, Convolutidae) and of sperm in Pseudactinoposthia (Acoela, Childiidae) J Submicrosc Cytol Pathol 20:595–604
Ruiz-Trillo I, Riutort M, Littlewood DTJ, Herniou EA, Baguna J (1999) Acoel flatworms: earliest extant bilaterian metazoans, not members of Platyhelminthes. Science 283:1919–1923
Silveira M (1969) Ultrastructural studies on a ‘nine plus one’ flagellum. J Ultrastruct Res 26:274–288
Silveira M (1975) The fine structure of 9 + 1 flagella in turbellarian flatworm. In: Afzelius BA (ed) The functional anatomy of the spermatozoon. Pergamon Press, Oxford, pp 289–298
Tekle YI, Raikova OI, Ahmadzadeh A, Jondelius U (2005) Revision of the Childiidae (Acoela), a total evidence approach in reconstructing the phylogeny of acoels with reversed muscle layers. J Zool Sys Evol Res 43(1):72–90
Thomas MB (1975) Transition structure of the 9 + 1 axonemal core as revealed by treatment with trypsin. J Ultrastr Res 52:409–422
Tyler S, Hyra GS (1998) Patterns of musculature as taxonomic characters for the Turbellaria Acoela. Hydrobiologia 383:51–59
Tyler S, Rieger RM (1999) Functional morphology of musculature in the acoelomate worm, Convoluta pulchra (Plathelminthes). Zoomorphology 119:127–141
Tyler S, Schilling S, Hooge MD, Bush LF (comp) (2005) Turbellarian taxonomic database. Version 1.4 http://www.devbio.umesci.maine.edu/styler/turbellaria/
Westblad E (1942) Studien über skandinavische Turbellaria Acoela. II. Ark Zool 33A(14):1–48