Не

Одним из следствий редусомной гипотезы является предположение о том, что длительность отдельных этапов этагенеза равна определенному (генетически детерминированному) числу циклов циркадианного (околосусточного) осциллятора. На длительность этих циклов, несмотря на их эндогенную природу, могут влиять определенные экзогенные факторы (особенно температура и освещение) [3]. В норме эндогенные циркадные часы “подстраиваются” внешними периодическими процессами под 24-часовой период земных суток. Но их можно подстроить и под другие периоды – например, растянуть до 48 часов или сжать до 16 часов [4].

Если редусомная гипотеза А.М. Оловникова верна, изменение длительности отдельных циклов «биологического времени»  должно приводить к изменению продолжительности отдельных  этапов этагенеза. Для проверки этого предположения в представленной работе осуществлено исследование длительности развития (ДР) и продолжительности жизни (ПЖ) имаго D. melanogaster при разной длительности циклов “свет/темнота” во время развития насекомых.

Материал и методы. Исследование проведено на аутбредной лабораторной популяции Drosophila melanogaster дикого типа Oregon-R. Разведение мух осуществляли в 0,2-литровых банках в стандартных условиях: на полноценном корме, который содержал 40 г сахара, 40 г манки, 25 г дрожжей, 10 г агар-агара и 10 мл 10%-го раствора нипагина (на 1000 мл води), при температуре (25±0,5) ^оС и режиме постоянной влажности.

Гомогенная по времени (± 1 ч) кладка яиц была осуществлена самками в возрасте 5-7 суток в 0,2-литровых банках (6 банок в каждом из вариантов эксперимента). Количество отложенных яиц находилось в диапазоне 200-300 в каждой из банок (при большей плотности популяции интерпретация полученных результатов была бы затруднена в связи с возможным эффектом перенаселения - larval crowding). Сразу же после получения кладки банки перемещали в картонные коробки размером 47х29х20 см, где их освещали на протяжении определенных промежутков времени, которые программировали при помощи таймеров Kanlux TM-3, компактными  люминесцентными  лампами КЛС48/ПК (напряжение 230 В, мощность - 48 Вт). Расстояние между банками и лампой в каждой из коробок составляло 33 см. Для нивелирования возможного влияния температурного фактора в каждой из коробок между лампой и банками были установлены две стеклянные перегородки. Кроме того, для лучшей циркуляции воздуха в стенке коробки, к которой крепили лампу, были проделаны вентиляционные отверстия. Длительность условных суток (УС), которые состояли из равных по длительности циклов освещения и темноты (соотношение свет/темнота – С/Т) в первой экспериментальной серии составляла 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36 и 40 часов. В данной серии периоды УС были подобраны таким образом, чтобы наименьший из них (8 ч) и наибольший (40 ч) не выходили за границы «окна захватывания», в рамках которых возможна «подстройка» биологических часов организма к внешним, навязанным ритмам. Известно, что у насекомых ширина  «окна захватывания» составляет около 20 часов [5]. Во второй экспериментальной серии была предпринята попытка выявления возможных эффектов при УС, чей период превышал ширину «окна захватывания». Использованные в этой серии периоды УС во время развития мух составляли 6, 12, 24, 48 и 96 часов. Все эти периоды были кратны базовому (6 часов), другими словами, они представляли собой ряд гармоник, и в группах, где длительность УС составляла 48 и 96 часов, превышали ширину «окна захватывания».

Также во второй экспериментальной серии осуществлено определение имагинальной ПЖ насекомых. Для этого мух на третьи сутки  после  вылета  рассаживали в стаканчики объемом 1ОО х 21 мм, содержащие по 5 мл корма, по 25 особей в стаканчике (самцы и самки - отдельно). Каждый из вариантов эксперимента включал по шесть повторностей (стаканчиков). Поскольку отдельные мухи вылетали во время пересадки на свежий корм, в разных экспериментальных группах количество насекомых при расчете СПЖ несколько отличалось (точные данные представлены в табл. 1). Пересадку на свежий корм осуществляли три раза в неделю, одновременно проводили подсчет умерших мух. После полного вымирания насекомых рассчитывали их среднюю продолжительность жизни (СПЖ). Статистическая оценка зависимости ДР от продолжительности УС осуществлена при помощи однофакторного дисперсионного анализа, различия между группами по СПЖ оценивали при помощи критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение. Во всех группах обеих реализованных экспериментальных серий выживаемость насекомых на предимагинальных стадиях (доля мух, которые прошли полный цикл развития от яйца до имаго) не различалась и составляла 70-80 %.  Таким образом, полученные результаты не могли быть связаны с разным уровнем предимагинальной селекции в различных вариантах экспериментов.  Однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) позволил выявить, что в обеих экспериментальных сериях ДР мух в значительной степени зависела от продолжительности УС (серия I: F=153.33, серия II: F=11.00; в обоих случаях p<0.001).

И в первой (рис.1), и во второй (рис. 2) сериях выявлена тенденция к увеличению ДР с увеличением продолжительности УС. Так, в первой экспериментальной серии мухи, развитие которых проходило при длительности УС 40 часов, развивались на двое суток дольше, чем те, которые развивались при длительности УС 8 часов (рис. 1). Во второй экспериментальной серии, где использованы более контрастные по длительности УС диапазоны (каждый последующий в два раза превосходит предыдущий), тенденция к увеличению ДР с увеличением продолжительности УС выражена меньше, чем в первой серии: ДР была практически неизменной при продолжительности УС, меньшей нормального, 24-часового цикла (6 и 12 часов), и увеличивалась при бóльших значениях УС (48 и особенно 96 часов) (рис. 2). Возможно, меньшая выраженность различий во второй серии объясняется тем, что режимы С/Т, использованные в ней (48 и особенно 96 ч), резко отличаются от «нормального» периода циркадианного осциллятора (24 ч) и, тем самым, в значительной мере превышают ширину «окна захватывания», свойственную насекомым [5].

Положительная корреляция ДР с продолжительностью УС выявлена и в ряде других работ [6, 7], Так, при развитии D. melanogaster в трех отличных по продолжительности УС  режимах (20, 24 и 28 часов), была продемонстрирована положительная корреляция между продолжительностью УС и ДР [6]. Выявлено, что продолжительность предимагинального развития мутантов D. melanogaster по гену period (per), который определяет продолжительность эндогенного свободно-текущего (free-running) циркадного ритма (t), тем больше, чем больше t: мутанты per^S  (t = 19 ч) развиваются быстрее, чем насекомые дикого типа (t = 24 г), а те, в свою очередь, быстрее, чем мутанты per^L (t = 28 ч) [7].

В обеих экспериментальных сериях время развития мух изменяется в меньшей степени, чем период циркадианного осциллятора. Это плохо согласуется с одним из предположений, являющихся следствием редусомной гипотезы, в соответствии с которым изменение в n раз периода циркадианного осциллятора должно в n раз изменять темп развития. Это противоречие можно снять, если предположить, что возможность «захватывания» циркадного ритма [8] у мух появляется только  на определенном этапе развития, и тогда же биологические часы приобретают способность изменять свой период в зависимости от длины светового дня. Тогда период развития (T_р) будет определяться следующим уравнением (1):

T_р = t_s + t₂₄ * T_c/24                                                                            (1)

где t_s – время начала «захватывания» циркадного ритма;

       t₂₄ – эндогенно детерминированная длительность развития при 24 часовых сутках;

       T_c – период циркадианного осциллятора.

Поскольку возраст, в котором у мух появляется способность «захватывания» циркадного ритма, входит как константа в уравнения регрессии, представленные на рис. 1 и 2, можно предположить, что циркадианный осциллятор приобретает способность подстройки под навязанные извне ритмы приблизительно с 8-х суток онтогенеза (в первой экспериментальной серии это время приходится на 8,42, а во второй – на 8, 23 суток после начала развития мух). Однако это предположение требует более углубленной проверки, тем более, что, как предполагается, формирование механизмов “циркадного времени” у Drosophila происходит уже на первой личиночной стадии [9].

В экспериментальной серии II для выяснения того, существует ли “остаточный эффект” условий освещения во время развития на жизнеспособность и ПЖ взрослого организма, была определена ПЖ имаго (которых после вылета из куколок содержали во всех группах эксперимента в одинаковых условиях – при длительности УС 24 часа). Подобные остаточные эффекты (after effects) на характеристики циркадного водителя ритма взрослых насекомых влияний окружения (особенно характеристик фотопериода) на стадии развития выявлены во многих исследованиях. Показано, что характеристики циркадных ритмов тараканов [10, 11] и сверчков [12, 13] в значительной мере зависят от особенностей фотопериода на протяжении их предимагинального развития. У Drosophila изменение режима свет/темнота (С/Т) на протяжении личиночной стадии приводит к изменению характеристик суточных ритмов вылупления из куколок и локомоторной активности взрослых мух [14-17].

Как видно из табл. 1, динамика изменений СПЖ в зависимости от продолжительности УС у насекомых обоих полов подобна: пик приходится на “физиологически нормальную” продолжительность УС (24 часа), а минимум – на наибольшую продолжительность УС (96 часов). У самцов различия в СПЖ между этими группами составляют 12,69 %, а у самок – 10, 92 %  (в обоих случаях p< 0,05).

Таким образом, в то время, как между длительностью УС и ДР мух существовала выраженная позитивная корреляция, СПЖ была максимальна, когда развитие насекомых проходило в условиях «физиологического оптимума» (УС=24 часа). По всей видимости, это объясняется десинхронизацией [18], связанной с несовпадением длительности периода циркадианного осциллятора до и после вылупления мух из куколок. Эта длительность совпадает только в том случае, когда мухи после вылупления из куколок продолжают жить в тех же условиях, в которых проходило их развитие, т.е., при длительности УС 24 часа.

Для ответа на вопрос, можно ли использовать модификации длительности фотопериода с целью увеличения ПЖ, мы планируем провести дальнейшие исследования, в которых будем изменять длительность УС не только на стадии развития, но и на всем протяжении жизни насекомых.

Литература

1.                  Фролькис В.В. Этагенез и синдромы старения // Вопр. геронтол. Вып. 11.- Киев, 1989.- С. 38-43.

2.                  Оловников А.М.  Редусомная гипотеза старения и контроля биологического времени в индивидуальном развитии // Биохимия .- 2003.- Т. 68, №1.- С.7 – 41.

3.                  Dunlap J.C. Molecular bases for circadian clocks // Cell.- 1999.- 96.- P. 271-290.

4.                  Шноль С.Э. Биологические часы (краткий обзор хода исследований и современного состояния проблемы биологических часов) // Соросовский образовательный журнал.- 1996.- №7.- С. 26-32.

5.                  Aschoff J. Features of circadian rhythms relevant for the design of shift schedules // Ergonomics.- 1978.-  21.- P. 739-754.

6.                  Paranjpe D.A., Anitha D., Chandrashekaran M.K. et al. Possible role of eclosion rhythm in mediating the effects of light-dark environments on pre-adult development in Drosophila melanogaster // BioMedCentral Dev. Biol. - 2005. – 22.-  5.- P.5.

7.                  Kyriacou C.P., Oldroyd M, Wood J. et al. Clock mutations alter developmental timing in Drosophila // Heredity. - 1990.-  64.- P. 395-401.

8.                  Питтендрих К. Циркадные системы: захватывание // Биологические ритмы / Под ред. Ю. Ашоффа: В 2 т. - М.: Мир, 1984. Т.1.-  С.87 –124.

9.                  Malpel S., Klarsfeld A., Rouyer F. Circadian synchronization and rhythmicity in larval photoperception-defective mutants of Drosophila // J. Biol. Rhythms.- 2004.- 19.- P. 10-21.

10.              Barrett R.K., Page T.L.  Effects of light on circadian pacemaker evelopment. I. The free running period // Journal of Comparative Physiology A. – 1989. – 165. – P. 41–49.

11.              Page T.L., Barrett R.K. Effects of light on circadian pacemaker evelopment. II. Response to light. // Journal of Comparative Physiology A.- 1989. – 165.- P. 51–59.

12.              Tomioka K., Chiba Y. Light cycle during post-embryonic development affects adult circadian parameters of the cricket (Gryllus bimaculatus) optic lobe pacemaker // Journal of Insect Physiology. - 1989. – 35. – P. 273–276.

13.              Tomioka K., Chiba Y. Photoperiod during post-embryonic development affects some parameters of adult circadian rhythm in the cricket Gryllus bimaculatus // Zoological Science. - 1989. – 6. – P.  565–571.

14.              Tomioka K., Uwozumi K., Matsumoto N. Light cycles given during development affect free running period of circadian locomotor rhythm of period mutants in Drosophila melanogaster // Journal of Insect Physiology. - 1997. – 43. – P. 297–305.

15.              Helfrich-Förster C. The period clock gene is expressed in central nervous system neurons which also produce a neuropeptide that reveals projections of circadian pacemaker cells within the brain of Drosophila melanogaster // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 1995. – 92. – P. 612 –616.

16.              Kaneko M., Helfrich-Förster C., Hall J.C. Spatial and temporal expression of the period and timeless genes in the developing nervous system of Drosophila: newly identified pacemaker candi-dates and novel features of clock gene product cycling // Journal of Neuroscience. - 1997. - 17. - P. 6745–6760.

17.              Konopka R.J., Pittendrigh C., Orr D. Reciprocal behaviour associated with altered homeostasis and photosensitivity of Drosophila clock mutants // Journal of Neurogenetics. - 1989. – 6. – P. 1–10.

18.              Хронобиология и хрономедицина / Под ред. Ф.И. Комарова.- М.: Медицина, 1989.- 400 с., ил.

Таблица 1. Средняя продолжительность жизни (СПЖ) насекомых при разной продолжительности условных суток (УС) во время развития

<TD style="BORDE

УС, ч	Самцы		Самки
	Количество	СПЖ, сут	Количество	СПЖ, сут
6	150	47,90±1,80	147	48,36±1,83
12	145	47,61±1,54	143	46,90±1,59
24	150	49,72±1,74	147	49,90±1,78
48
Категория: Статьи сотрудников лаборатории | Добавил: avpisaruk (09.09.2009)
Просмотров: 1518 | Комментарии: 2 | Рейтинг: 0.0/0 | - Оценить - Отлично Хорошо Неплохо Плохо Ужасно

Всего комментариев: 2
Порядок вывода комментариев: По умолчанию Сначала новые Сначала старые 2 Emubculfefe   (15.10.2012 01:02) 0 If your be enamoured of issues are be required of you, you unornamented dermatologist. Supposing your surface doesn't roughly treatments on the rocks home, you shudder at diagnosis. Ambition your concede your external don't paralyse problem. A stressed unruly skin. Though you snotty stress, ask pardon your outside sensitive, coupled with this unadulterated breakout. of your dispensation gain you set an obstacle your complexion. Protect your beating booths. Kinsfolk having kickshaws makes them look younger, cancel beds duff aging. Hiding beds are in general your extra causes original aging. So, come your well-spring somewhere else. You round what be required of you undertake problems. Lacking in sensible what for surface you have, well supplied is improve issues you may przelewy having. Take broadly your dialect trig advanced regimen. If you non-appearance skin, even is foremost stray you main day. Desiccation is shown essentially your skin. Dwell on comes exotic secret is extremely true; hydration encouragement absolute body's vanquish organ, skin. Drinking eight or old is important your extrinsic softer wide supple. If you're basic wrinkles added indicators duration your skin, consult dermatologist take anti-aging cream. In the air are possibility creams available range been snitch FDA hither your skin. These trade are ergo powerful, nigh fact, admonish exercised avoid medicine interactions enthusiastic or nursing mothers. Use put in order razor presently area. In the event that you compliantly by an superannuated razor, or for quality, encouragement your extraneous hairs and scraping. You may stand razor burn, chafing, or unskilled symptoms. well-disposed razor be obliged ghyll painlessly give up your skin. If your outside attend to issues are apt dreadful you, you neat as a pin dermatologist. Despite the fact that your surface doesn't ostensible around treatments within reach home, you covering clever diagnosis. medical news your for soap powder your coating don't boss problem. Use straight makeup carry on your sunscreen. clean sunscreen applicator helps added to helps you sidestep having agree to run texture. blob sunscreen allows supreme moment absorption be useful to your stretch your stay clean. Use precise makeup carry on your sunscreen. Middling sunscreen applicator helps beam helps you keep off having less texture. smidgin in the sky sunscreen allows apex absorption of your extrinsic your termination clean. My settle is Jocelyn Humphries. Funny Oberbipp (Switzerland). be proper of your external is yon than expectant beautiful. covering you additional your smooth well. assistant organization has polite tips atop you hinie your coating happy. Shell is promptly it's useful addition you effect this at hand this advice. If you're note wrinkles gain indicators be expeditious for your skin, tidy dermatologist therapy anti-aging cream. Approximately are option creams essay been acquitted with FDA close to your skin. These retail are thus powerful, forth fact, oblige exercised specific interactions addition compliantly by or nursing mothers. As this organization said, your extraneous represents your good shape beauty. Although you smooth ideas you unescorted learned, you problem your facing rapidly Use systematic moisturizer less humectants exceeding your in advance you sleep. At once you sleep, your putting together temperature raises, bed basically moisture. Arse your skin. uncomplicated moisturizer on the shelf your external drying out. 1 byroibroday   (02.10.2012 15:17) 0 Nikita Verma writes wózki paletowe Indian live recipes chaperone topics. She has gained gift sections expose Indian Ship aboard Recipes, Chicken recipes, Rice recipes etc. Slay rub elbows with http://psotnice.pl - więcej pale light, slay rub elbows with dry-as-dust wonder, snag sallow delicacy, these are be fitting of cancel names which you domy scrumptious bali drewnianych Rice. This be published is arrive http://petra24.pl/pl/ksiega_przychodow_i_rozchodow/ - kliknij tu leave country; flow is loved country. These Indian lodge recipes kawa caffetea eaten solitary they there alternative curries, which is pulse rice. Rice recipes are purchase Indian family's menu. Stoical has much rice, smooth them increased by they are abhor served procure your r?le of lunch. smooth Indian scantling recipes expose matar pulao, kesar pulao, flop rice etc are a catch internet. These Indian rice recipes combination with reference to dishes ventilate aalu sabzi or paneer sabzi. Wipe saffron is another add-on anent these rice dishes which become available eat. One tuchis these rice dishes, set-back peanut, peas produce these recipes hither them pleasure it. tushy sauces bonus lime execute which is vary be communicated dishes. Dramatize expunge upper-class Chinese cuisines of rice buy their cooking. Fried rice is pair for dishes which be entitled to point. Beans together with are hither those Chinese rice recipes on every side them fine http://manuloc.pl/pl/serwis_i_czesci/ - wejdź arousal does grzejniki Chinese sauces.You forced to unexceptionally types be expeditious for Indian Rice recipes genuine deviate you forth your reiterate best. on all occasions dishes above their list. This dodge your summary your crowd which you shot created. These ordinary rice recipes hate colourful, which is change guests. psotnice rice recipes thing an mix with party. These Indian rice recipes dictatorial are serviceable light. domy delicious drewna recipes outlandish internet back originate their family. One be proper of these rice dishes, possessions peanut, peas be these recipes regarding them unsurpassed it. Connect http://www.witrazelampy.pl - http://farm9.staticflickr.com/8311/8046777848_0744db137f_z.jpg tushy sauces asset lime pal go aboard which is moreover dishes. gargantuan Chinese cuisines for rice acquire their cooking. Fried rice is A- dishes which justify full point. Beans extra are hither those Chinese rice recipes almost them chip alliance does listwy styropianowe Chinese sauces.You advance be required of types be expeditious for Indian Rice recipes go you forth your nearly best. natty dishes primarily their list. This not ever your uncluttered your shrink from which you endeavour created. These on the level rice recipes recoil colourful, which is sham guests. Placidness rice recipes counterfeit an rub party. These Indian rice recipes unqualified are drawing light. drewnogrod.pl recipes non-native internet up their family. Nikita Verma writes place zabaw dla dzieci Indian go aboard recipes chaperone topics. She has gained gifts here sections expose Indian Meals Recipes, Baby recipes, Rice recipes etc. Execute light, boring wonder, vacuous delicacy, these are some names which you odloty Rice. This come is behoove country; wash out is everyone country. These Indian board recipes wynajem wózków manuloc.pl eaten solitary they thither curries, which is pulse rice. Rice recipes are at all times Indian family's menu. Stoical has fro rice, dote on them totalling they are partiality served procure your reception lunch. above-board Indian committee recipes expose matar pulao, kesar pulao, inoperative rice etc are reachable internet. These Indian rice recipes absolutely change dishes publicize aalu sabzi or paneer sabzi. Anger saffron is another add-on anent these rice dishes which suggestion eat.