XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Цель работы: показать биологическую значимость Аплизии и возможность ее применения в качестве модельного объекта в биологии.

Ключевые слова: аплизия, нейрон, модельный объект, ганглии, синапс, нервные клетки.

Aplysia as a model object in biology research

Solodovnik V.V., Ilyasova M.A., Muravyov G.S., Vasina P.I.

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education

"Volgograd State Medical University"

Of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Direction of preparation "Biology"

Volgograd, Russia

Email: solodovnik-victory@mail.ru

This article provides a brief summary analysis of various sources of information, which speaks about the morphology and physiology of Aplysia, the possibilities of its use as a model object in various studies, in particular, biochemical and neurobiological.

Purpose of the work: to show the biological significance of Aplysia and the possibility of its application as a model object in biology.

Key words: aplysia, neuron, model object, ganglia, synapse, nerve cells.

Характеристика

Аплизия – представитель заднежаберных моллюсков, еще его называют морским зайцем. Жабры аплизии находятся на правой стороне тела в мантийной области. На голове содержится два чувствительных придатка, похожие на уши, от этого и произошло второе название моллюска. На боках аплизии имеется пара массивных лопастей, которые могут расправляться и волнообразно сокращаться, - это позволяет морскому зайцу плыть очень долгое время. Род аплизия широко распространен по морям земного шара, имеется огромное число видов. Окраска данного моллюска очень красива и различна: от темно-фиолетового с большим количеством пятен до ярко-желтых без резко очерченных пятен. Аплизия – растительноядный моллюск, питающийся водорослями, поедая их целиком.

Морские зайцы – гермафродиты, спариваются в цепи. Особи, находящиеся в середине цепи, поочередно выполняют женские и мужские функции с теми, кто стоит сзади или впереди.

Морские звезды и омары любят полакомиться аплизией. При испуге морские зайцы выбрасывают в воду пурпурные или белые «чернила», в себе они содержат вещество опалин, нарушающее обоняние у морских хищников.

Использование в качестве модельного объекта

Нервные клетки аплизии видны невооруженным глазом, так как они имеют большой размер – в диаметре могут достигать 1 мм. Нервная система морского зайца состоит из 20 000 нервных клеток. Также нервные клетки окрашены в разные цвета. До сегодняшнего дня аплизии остаются одним из самых популярных модельных объектов при изучении функционирования нервной системы.

В девяти ганглиях центральной нервной системы морского зайца содержится больше 20 тысяч нейронов, они достигают огромного размера. На пример можно привести нейрон R2, он имеет гаргантюанский размер – он достигает 1 мм в диаметре, это соответствует величине целого мозга мушки дрозофилы. Нервная система данного моллюска содержит примерно 135 тысяч нейронов. Наблюдалось, что каждый огромный нейрон аплизии может работать в разных режимах, как нервный узел. Данное свойство сделало моллюсков шикарной моделью для подведения электродов к отдельным нейронам. Аплизия выступала как живая микросхема, которую можно было перепаивать с помощью электродов. Почти все нейроны ее ганглиев функционально картировали, в связи с этим получили постоянные буквенные обозначения. Позднее многие принципы работы ее нервной системы подтвердились в более сложных опытах на позвоночных.

Очень интересная особенность больших нейронов морского зайца – выраженная полиплоидия. Геном этих клеток в процессе развития претерпевает эндомитоз – то есть умножается в ядре без деления всей летки. Огромный нейрон R2 может содержать 600 тысяч единичных геномов. Вероятно, правильное функционирование огромного нейрона с такими же огромными отростками требует использования множества копий генома. Кроме того, считают, что это защищает клетки от накопления соматических мутаций; делаются своего рода резервные копии генома.

Список использованной литературы:

Морской заяц // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Сазонов В.Ф. Опыты на аплизии [Электронный ресурс] // Кинезиолог, 2009-2017

 Cullins M. J., Chiel H. J. Electrode fabrication and implantation in Aplysia californica for multi-channel neural and muscular recordings in intact, freely behaving animals (англ.) // J. Vis. Exp. : journal. — 2010. — 4 June (no. 40). — P. e1791. — doi:10.3791/1791.

Kandel, E. R. (2007), In Search of Memory: The Emergence of a New Science of Mind, New York: W. W. Norton & Company, ISBN 978-0-393-32937-7