Niektóre wyniki badań nad ultrastrukturą spor pasożyta ryb Plistophora hyphessobryconis (Microsporidia)

WIADOMOŚCI PARAZYTOLOGICZNE T. VII, NR 4/5/6, 1961

NIEKTÓRE WYNIKI BADAŃ NAD ULTRASTRUKTURĄ SPOR

PASOŻYTA RYB PLISTOPHORA HYPHESSOBRYCONIS (MICROSPORIDIA)

JlRt LOM. JIRt

V

A

VRA

Zakład

Protozoologii Akademii Nauk, Praga

Spory Microporidia były od dawna wielkim problemem protozoologii, drobne rozmiary, zwarta błona, :rtrudniająca barwienie, nie pozwalały

na wytworzenie

dokładnego

obrazu ich

wewnętrznej

morfologii.

^Było

dobrze wiadome, że spory wystrzeliwują długie włókno, i że sporoplazma przedostaje

się

do nowego

żywiciela powstałym

na przednim biegunie otworem. Nie 'był jednak jasny sposób wystrzeliwania włókna oraz me- chanizm, jakim sporoplazma wydostaje

się

na zewnątrz. Stempel, Strick- land, a

następnie

Oshima reprezentowali

pogląd, że

zarodek przechodzi przez włókno jak przez rurkę. Według Cannigovej włókno jest pustą

spiralą,

która na dany bodziec szybko

wyciąga

zarodek i wyrzuca go na

zewnątrz.

Weiser jest autorem oryginalnego

poglądu, że włókno

jest wy- strzelonym, cieniutkim strumieniem cieczy,

zastygłym

po wystrzeleniu na

zewnątrz

spory. Zadaniem tego

włókna

jest wysterowanie spory ku

ścianie

jelita

żywiciela.

Z mniej prawdopodobnych

poglądów

przytoczymy

pogląd

Korkego, który utrzymuje,

że

zarodek pnie

się

po

włóknie

jak po linie; Ishiwata

sądził, że włókno

jest lepkie i

służy

do przylepienia spory do

ściany

jelita.

Zupełnie

pomijam

pogląd

Coneta,

według

którego otwiera

się

wieczko spory, co

:rmożliwia

zarodkowi

wyjście

na

zewnątrz.

W ostatnim czasie zagadnienie uwolnienia zarodka z

wnętrza

spory oraz zagadnienie struktury tej ostatniej

stały się

znowu aktualne. Gibbs, Kramer i West w swoich ostatnich pracach

opisują

przechodzenie zarodka przez puste

włókno.

Huger (1960) w swojej pierwszej, a

także

jedynej

dokładniejszej pracy, poświęconej elektrono-mikroskopowej strukturze spory Microsporidia,

opisał włókno

u Nosema locustae jako

określony

twór.

Pracę naszą wykonaliśmy

w celu stwierdzenia, czy uwalnianie za- rodka ze spory istotnie odbywa się przez włókno. Badania wykonaliśmy

na

żywych

sporach,

łącznie

z

obserwacją

w mikroskopie elektronowym.

Referat

wygłoszony

na VII

Zjeździe

PTP, Olsztyn-Kortowo. 11-14 VI 1961

ULTRASTRUKTURA SPOR P. HYPHESSOBRYCONIS

829

W nmreJszym doniesieniu chcę opisać budowę wewnętrzną spory Plisto- phora hyphessobryconis

taką, jaką się ogląda

w badaniach elektronowo- mikroskopowych.

M e to d y k a. Spory były utrwalane roztworem Paladego, następnie

zatopione zwyczajnym sposobem w metakrylanie i vestopalu; po skrajaniu na ultramikrotomie Reicherta otrzymane skrawki oglądano pod mikro- skopem elektronowym Tesla BS 242 A i Elmiskop I. Badany obiekt na-

stręcza duże trudności, a to ze względu na silną błonę, jaką posiadają

spory Plistophora, utrudniającą przenikanie odczynnika, a ponadto ze

względu

na

obecność pęczniejącego

polaroplastu , rzadko zachowanego w pierwotnym stanie. Wystrzelone włókno oraz sporoplazma były ob- serwowane w żywych sporach pod mikroskopem optycznym przy użyciu

kontrastu fazowego. Postępowano przy tym według własnej metody, która

będzie

tematem specjalnego doniesienia.

Wynik i. Dojrzałe żywe spory w mikroskopie przedstawiają się jako twory jajowatego kształtu, silnie załamujące światło. Szerszy tylny ko- niec spory

wypełnia

wielka wodniczka. Z przedniego, bardziej ostrego, wystrzeliwane jest

włókno długości

do 500 , u.

Długość

spory wynosi 6-7 µ.

Na przednim biegunie, w miejscu, gdzie nasadzone jest włókno, znajduje

się

twór

określany

jako pozytywna czapeczka Me Mannusa. Po wybarwie- niu , w przednim końcu spory widoczna jest również mniejsza wodniczka.

Sporoplazma oddziela · obie wodniczki wąskim pasmem, leżącym w

¹

/a

długości

spory.

Pod mikroskopem elektronowym spora przedstawia

się

jako wielki

złożony twór. Błona jej składa się z trzech warstw: cienkiej warstewki

wewnętrznej przylegającej

sporoplazmy,

stanowiącej wyściółkę

dla silnej warstwy środkowej; środkowa tworzy wyraźny, dobrze widoczny pod mikroskopem owal; trzecia warstwa, położona najbardziej na zewnątrz,

jest delikatnie

pofałdowana

i

składa się

z 2 lub 3 cienkich warstewek.

Łączna grubość błony

wynosi

około

0,108, a i jest jednakowa na po- wierzchni

całej

spory z

wyjątkiem

przedniego bieguna, na którego wierz-

chołku wynosi tylko około

¹

/r. pierwotnej grubości.

Przedni

ą ¹/3

wnętrza spory wypełnia prawie w całości twór (odpo-

wi~dający

w mikroskopie optycznym przedniej wodniczce), który za Hu- gerem nazywamy polaroplastem. W stanie spoczynku ma on

delikatną

kanalikową strukturę (średnica kanalika wynosi około 100 A). Oglądany

w sporze żywej pod mikroskopem optycznym z kontrastem fazowym wykazuje

światło.

Twór ten jest zdolny do przyjmowania wody i silnego

pęcznienia, co utrudnia jego utrwalenie, gdyż pęcznieje on pod wpływem

utrwalacza. Struktura jego :.ilega wtedy zmianie. Staje

się

gruba, listew- kowata o koncentrycznie ułożonych warstwach, widocznych zwłaszcza

na przekroju poprzecznym.

Napęczniały

w

żywej

sporze sporoplast ma

830

^{J, LOM, J. VAVRA}

p C ---

w--- .. -

CS

\

\

T

Schematyczny obraz struktury spory

Plistophora hyphessoh1'yconis.

Na lewo po-

dłużny

biegunowy przekrój spory . PC - struktura identyczna z pozytywnym zia- renkiem biegunowym Me Mannusa (the Me Mannus positive polar granule)

poło­

żona

na przednim biegunie spory. F - przedni odcinek

włókna

biegunowego,

się­

gającego

przez -polaroplast - P , do tylnej

części

spory.

Jądro

-

N, leży

w sporo- plazmie - S. V - wodniczka w tylnej

części

spory z

ciałkiem

o nie

wyjaśn'ionej

roli

wewnątrz.

C -

skręcone około

wodniczki

włókno wzdłuż

tylnej

ściany

spory

- W.

W górnym prawym rogu przekrój poprzeczny

włókna.

T -

ściana otaczająca

światło włókna,

CS - centralna struktura osiowa

ULTRASTRUKTURA SPOR P. HYPHESSOBRYCONIS

wygląd

ciemny.

Ułożenie

sporoplastu jest nieco asymetryczne. Po

napęcz­

nieniu

może

on

sięgać aż

do tylnej wodniczki. Sporoplast odgrywa

głów­

ną rolę

przy wystrzeliwaniu

włókna. Pęczniejąc zwiększa swą objętość,

naciska na

włókno,

które wskutek tego zostaje wyrzucone na

zewnątrz

spory.

Włókno

jest najbardziej godnym uwagi tworem spory. Pod

cieńszą

na przednim

końcu

spory

błonką

znajduje

się

struktura,

którą określamy

jako

identyczną

,z

pozytywną czapeczką

Me Mannusa. Pod

nią

jest osadzony koniec

włókna.

Jest ono tu najsilniejsze i przebiega od przedniego bie- guna spory

wzdłuż

polaroplastu ku

tyłowi,

a

następnie

kieruje

się

ku

ścianie

spory,

wzdłuż

której tworzy

kłębek

na

podobieństwo kłębka

nici.

Wały

plazmatyczne, które w mikroskopie optycznym

otaczają dookoła tylną wodniczkę,

nie

są

niczym innym jak spiralnie

zwiniętym włók­

nem.

Odstępy pomiędzy

poszczególnymi jego

skrętami wynoszą około

800 A i

wypełnione są ziarnistą substancją.

Samo

włókno

jest

pustą rurką

o

ścianach

zbudowanych z drobnych,

wydłużonych,

pionowo usta- wionych komórek. Odcinek

włókna

w

polaroplaście

mierzy

około

0,154

,11 grubości,

odcinek

zawinięty

w tylnym

końcu

spory

około

0,120 ,u. W

świe­

tle

włókna

przebiega druga cieniutka rurka o

średnicy około

170 A.

która znów ma

wewnątrz dalszą strukturę,

tzn. cienkie

włókienko

osiowe.

frzy wystrzeliwaniu

włókno,

pod

•wpływem

nacisku ze strony polan)- plastu, zostaje wyrzucone na

zewnątrz

w ten sposób,

że

jego koniec umocowany w przednim biegunie spory zaczyna

się wynicowywać

tak jak palec u

rękawiczki.

W ten sposób wynicowuje

się

cale

włókno

w drob- nym

ułamku

sekundy.

Upraszczając sprawę można powiedzieć, że

po wynicowaniu

włókno

tworzy jak gdyby

odnogę

spory; wkrótce zostaje do niej wessana sporoplazma wraz z

jądrem, błyskawicznie

przepchana przez

całą

jego

długość

i niemal wystrzelona do

zewnętrznego środowiska.

W czasie przechodzenia przez

włókno

sporoplazma wraz z

jądrem

musi ulec silnemu

stłoczeniu

i

wydłużeniu. Stąd pochodzą

zapewne obserwacje dawniejsze autorów, którzy nie

przyjmując

rurkowej budowy

włókna

stwierdzali,

że

jest to struktura

mająca zdolności

silnego

rozciągania się

wszerz.

Ze

względu

na szczególne warunki

panujące wewnątrz

spory sporo- plazma jest silnie

zgęszczona

i nie wykazuje organelli komórkowych, na ogól dobrze widocznych u innych zarodni'kowców. Widoczne jest na- tomiast

jądro położone

obok

ściany

spory pod polaroplastem.

Tylna wodniczka jest

wypełniona

stosunkowo

rzadką cieczą,

w której

obserwować można

ruchy molekularne Browna w mikroskopie z

urządze­

niem kontrast-fazowym. Po utrwaleniu kwasem osmowym (Os OJ w pre- paratach elektronowo-mikroskopowych

wnętrze

wodniczki przedstawia

się

jako bezpostaciowa

zakrzepła

masa.

832

^{J. LOM, J. VAVRA}

Analogiczną strukturę

spor

stwierdziliśmy takźe :.i

innych Micro- sporidia, a mianowicie u Nosema sp. z Cyclops strenuus, u Gurleya sp.

z Eucyclops serrulatus i Gurleya sp. z Cyclops vicinus, C. strenuus i Eucyclops serrulatus. We wszystkich tych sporach

moźna obserwować analogiczną strukturę

polaroplast:1,

włókna

oraz analogiczny

układ

we-

wnętrzny

samej spory. Wreszcie tzw. manubrium u spor z rodzaju Ba- ciliidium ma

również podobną strukturę,

jak opisana przez nas u Plisto- phora hyphessobryconis. Wydaje

się

przeto,

że

wszystkie Microsporidia

są

zbudowane

według

jednolitego planu.

Szczegółowo

sprawa ta

będzie

omawiana w innym doniesieniu .

Adres autorów:

Protozoologicka laborator CSAV Praha II, Vinićnci 7. (CSRS)