Модельные объекты биологии развития

Лекция 4
Развитие позвоночных:
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
Отряды амфибий (по сайту Amphibiaweb на 14.10.2011)
• The total number of amphibian species is currently 6,888
(October 14, 2011).
• Anura (frogs and toads) - (38 families, 6086 species)
• Caudata (salamanders) - (10 families, 614 species)
• Gymnophiona (caecilians) - (9 families, 188 species)
Классические книги по эмбриологии лягушки
Упрощенная и обобщенная таблица раннего развития
бесхвостых амфибий (по: Gosner, 1960)
Таблица развития мексиканского аксолотля
Дробление мексиканского аксолотля Ambystoma mexicanum
(Caudata: Ambystomatidae) (по Бордзиловской и Детлаф)
Гаструляция и нейруляция у «модельных» амфибий
Два крупнейших открытия в эмбриологии амфибий в ХХ веке;
слева – по Шпеману и Мангольд (1924), справа – по Ньюкупу (1969)
Карты презумптивных зачатков зародышей позвоночных
(по: Waddington, 1952)
Дробление Gyrinophilus porphyriticus (Caudata: Plethodontidae)
(по: Collazo & Marks, 1994)
Дробление Desmognathus aeneus (Caudata: Plethodontidae)
(по: Marks & Collazo, 1998)
Дробление Cryptobranchus allegheniensis (Caudata:
Cryptobranchidae) (по: Smith, 1906)
Позднее дробление Ichthyophis glutinosus (Gymnophiona:
Ichthyophiidae) (по: Svensson, 1938)
Лягушки Cophixalus (Anura: Microhylidae) (по: Anstis et al., 2011)
A – C. concinnus, B – C. aenigma, C. – C. saxatilis, D – C. ornatus (гнездо)
ПРЯМОЕ РАЗВИТИЕ
Eleutherodactylus coqui – лягушка с прямым развитием
Ранние зародыши Eleutherodactylus coqui (слева) и
Xenopus laevis (справа)
Развитие Eleutherodactylus portoricensis (Anura:
Eleutherodactylidae) (по: Gitlin, 1944)
Сопоставление развития Eleutherodactylus coqui (Anura:
Eleutherodactylidae) (A, C, E) и Xenopus laevis (Anura: Pipidae)
(B, D) (по: Fang & Elinson, 1996).
Прямое развитие у лягушек Eleutherodactylus coqui
(Eleutherodactylidae) (слева) и Metacrinia nichollsi (Myobatrachidae)
(справа) (по: Townsend & Stewart, 1985; Anstis, 2008)
Раннее дробление сумчатой лягушки Gastrotheca riobambae
(Anura: Hemiphractidae) и сопоставление с дроблением
Xenopus laevis (Anura: Pipidae) (по: del Pino & Loor-Vela, 1990)
Сравнительный анализ гаструляции у лягушек (по: del Pino)
Раннее развитие Philoria (Kyarranus) sphagnicollus (Anura:
Myobatrachidae) (по: de Bavay, 1993)
Стадии эмбрионального развития Heleioporus eyrei (Anura:
Myobatrachidae) (по: Packer, 1966)
Rhinoderma darwinii (Anura: Cycloramphidae)
Ранние зародыши трех видов лягушек на стадии восьми
бластомеров. Вид с анимального полюса.
a – Xenopus laevis (Pipidae) (по: Детлаф и Руднева, 1975);
b – Rhinoderma rufum (Cycloramphidae) (по: Jorquera et al., 1974);
c – Heleioporus eyrei (Myobatrachidae) (по: Packer, 1966).
Диаметр яйца у X. laevis, R. rufum и H. eyrei составляет
соответственно 1.3-1.4, 2.4 и 2.6-2.9 мм.
Оогенез и дробление у примитивной лягушки
Ascaphus truei (Anura: Ascaphidae)
Жаба-повитуха Alytes obstetricans (Alytidae)
Таблица развития рыбы медаки Oryzias latipes
Таблица развития рыбы медаки (продолжение)
Таблица развития рыбы медаки (продолжение)
Таблица развития рыбы медаки (окончание)
Раннее развитие вьюна Misgurnus anguillicaudatus
Раннее развитие форели Salmo gairdneri
Раннее развитие рыбы-зебры Danio rerio
Две формы рыбы Astyanax – поверхностная и пещерная
(эволюционные перестройки онтогенеза при жизни в темноте)
Новый модельный объект для изучения старения –
костистая рыба Nothobranchius
Раннее дробление зародыша акулы (хрящевая рыба)
Раннее развитие Amia calva (костные ганоиды)
Раннее развитие Lepisosteus osseus (костные ганоиды)
Дробление зародыша миноги (круглоротые)
Развитие миноги (продолжение)
Раннее развитие ланцетника (низшие хордовые)
Раннее развитие куриного зародыша
Раннее развитие млекопитающих
(слева – утконос и ехидна; справа – кролик)