ПАРАЗИТОЛОГИЯ, 51, 2, 2017 УДК 576.895.42 ОЧИННЫЙ КЛЕЩ SYRINGOPHILOPSIS FRINGILLA (FRITSCH) (ACARI: TROMBIDIFORMES: SYRINGOPHILIDAE): СТРОЕНИЕ РЕЦЕПТОРНЫХ ОРГАНОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПИТАНИЕ ПАРАЗИТА В ОЧИНЕ ПЕРА © С. А. Леонович, С. А. Филимонова Зоологический Институт РАН Университетская наб., 1, С.-Петербург, 199064 Поступила 27.10.2016 Строение рецепторных органов пальп и хелицер очинного клеща Syringophilopsis fringilla (Fritsch, 1958) исследовали с использованием методов растровой и трансмис- сивной электронной микроскопии. На тарзальном сегменте пальп обнаружены 8 сен- силл 3 типов: 2 контактные хемо-механорецепторные сенсиллы, 1 дистантная хемо- рецепторная (обонятельная) сенсилла и 5 тактильных механорецепторных сенсилл. Все остальные сенсиллы, расположенные на базальных отделах пальп и на стилетах хелицер, представлены исключительно тактильными механорецепторами. В подвиж- ном пальце хелицер обнаружена проприоцепторная сенсилла, видоизмененные рес- нички дендритов 5 рецепторных нейронов которой следуют во внутренней несклеро- тизованной сердцевине стилета и оканчиваются на разных уровнях в его апикальной части, прикрепляясь к электронно-плотным стержням, связанным со склеротизован- ной оболочкой стилета. Авторы предполагают, что проприоцепторная сенсилла сти- лета регистрирует силу давления стилета подвижного пальца на внутреннюю стенку очина пера при ее прорезании, а сенсиллы пальп определяют оптимальное место для этого процесса. Ключевые слова: рецепторы, пальпы, стилет, электронная микроскопия, Syringop- hilopsis fringilla. Очинные клещи рода Syringophilopsis (сем. Syringophilidae) объединя- ют более трех десятков видов паразитов, обитающих в очинах маховых пе- рьев воробьиных птиц (Hendricks et al., 2013). Это моноксенные паразиты, весь цикл развития которых протекает внутри очина. Все клещи сем. Sy- ringophilidae питаются лимфой хозяев, прокалывая ротовыми органами стенку очина (Kethley, 1971); некоторые из них наносят существенный вред птицеводству и являются головной болью многих любителей, содер- жащих птиц в домашних условиях. Сирингофилез, или перьевая чесотка, выражается в обламывании маховых перьев крыльев и рулевых перьев хвоста и развивающейся анемии птиц (Skoracki, 2008; Skoracki et al., 2011). 121 Самки клещей проникают в очии развивающегося пера через неболь- шое отверстие на границе очина и ствола пера — верхний пупок (umbilicus superior), после чего в нижней части очина отыскивают место, в котором острыми стилетами прорезают стенку очина и питаются лимфой. Строение ротовых органов самок Syringophilopsis fringilla (Fritsch, 1958) и механизм их работы подробно исследованы в работе Филимоно- вой и Миронова (Filimonova, Mironov, 2010). В то же время неясными остаются вопросы, связанные с определением места для проникновения самок-производительниц в новое перо, определением места для прокалы- вания стенки очина, покиданием очина клещами, и с другими вопросами, связанными со строением и работой органов чувств очинных клещей, в частности связанных с пальпами и хелицерами этих членистоногих. Рецепторы, расположение на пальпах и хелицерах клещей, играют важнейшую роль в обеспечении процесса питания (Alberti, Coons, 1999; Dunlop, Alberti, 2008). В то же время для многих групп клещей сведения о строении этих рецепторов остаются весьма фрагментарными. Рецепторы пальп наиболее полно изучены у представителей отряда Pa- rasitiformes, включая основные группы иксодоидных клещей (Ixodoidea) (Wallade, Rice, 1982; Ivanov, Leonovich, 1983; Leonovich, Dusbabek, 1991; Леонович, 2005, и др.), и некоторых представителей гамазовых (мезостиг- матических) клещей (Liu, Peng, 1990; Леонович, 1998а; Alberti, Coons, 1999, и др.). В этих группах клещей рецепторы пальп представлены хе- мо-механорецепторными сенсиллами, определяющими место для крово- сосания (у иксодовых клещей) или объект питания (у свободноживущих гамазовых клещей). У представителей Ixodoidea хеморецепторные сенсил- лы пальп представлены двумя типами органов, один из которых обеспечи- вает питание, а второй — копуляцию (Leonovich, Dusbabek, 1991; Sonens- hine, 2004). Пальпальные рецепторы акариформных клещей значительно более об- ширной в таксономическом отношении, морфологическом разнообразии и числе видов группы, объединяющей 95 надсемейств и около 40 тыс. опи- санных видов (Mironov, Bochkov, 2009), изучены весьма фрагментарно (Nuzzaci, Alberti, 1996; Alberti, 1998; Alberti, Coons, 1999; Alberti, Dabert, 2012; Alberti, Kitajima, 2014, и др.). В разных группах клещей на пальпах были обнаружены тактильные механорецепторные и хемо-механорецеп- торные сенсиллы в разных комбинаяциях; в основном, за редкими исклю- чениями, сенсорное вооружение пальп представлено тактильными меха- норецепторными сенсиллами. Рецепторы хелицер также лучше всего изучены у представителей пара- зитиформных клещей (Wallade, Rice, 1977, 1982; Данилов, 1987, 1988; Al- berti, Coons, 1999; Di Palma et al., 2006; Phillis III, 2006; Dunlop, Alberti, 2008), особенно у иксодовых (Ixodoidea). В этой группе рецепторы хе- лицер представлены «безволосковыми» сенсиллами (терминология см.: Леонович, 2005), видимыми на поверхности хелицер как маленькие ямки, группы ямок или поровые поля небольшого размера. «Ямки» (воронковид- ные углубления) соединяются с трубчатыми тельцами — характерней- шими признаками тактильных механорецепторов. Группы ямок иннер- вируются несколькими рецепторными нейронами, апикальные отделы дендритов которых заканчиваются у пор в углублениях ямок. Электрофи- 122 зиологические исследования показали, что группы ямок относятся к так- тильным хеморецепторам, а поровые поля — к терморецепторам (Wallade, Rice, 1977, 1982). Тактильные хеморецепторы хелицер иксодовых клещей реагируют на генитальный половой феромон, обеспечивая успешную ко- пуляцию (Sonenshine, 2004), а также реагируют на фагостимулянты, обес- печивая питание клещей кровью (Soares et al., 2012, 2013). Хелицеральные рецепторы акариформных клещей фрагментарно ис- следованы в целом ряде публикаций (Bruce et al., 1993; Nuzzaci, Alberti, 1996; Di Palma et al., 2009; Alberti et al., 2011; Alberti, Dabert, 2012, etc.). Вместе с тем в большинстве цитированных работ остается неясным, связа- ны ли обнаруженные внутри хелицер дендриты сенсорных нейронов с ка- кими-либо наружными структурами на поверхности хелицер, т. е., работа- ют ли они как экстероцепторы, как это наблюдается у иксодовых клещей, или нет. Поры на вершине стилета хелицер, связанные с рецепторными дендритами, обнаружены у клещей-плоскотелок рода Brevipalpus (Tenui- palpidae) (Alberti, Kitajima, 2014). Проприоцепторы внутри хелицер, ре- гистрирующие работу мышц — ретракторов, описаны у почвенного клеща Archegozetes longisetosus Aoki, 1958 (Oribatida) (Alberti et al., 2011). Целью данной работы явилось исследование органов чувств очинного клеща Syringophilopsis fringilla — паразита маховых перьев зяблика, а именно — рецепторов, связанных с пальпами и хелицерами клещей, непо- средственно отвечающих за процесс питания, основной процесс, обеспе- чивающий выживание клеща в очине пера. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА Самки клещей S. fringilla были собраны с зябликов Fringilla coelebs Linnaeus, 1758 (Passeriformes: Fringillidae), отловленных в заповеднике Куршская Коса Калининградской обл. и отпущенных после взятия матери- ала. Клещи были извлечены из очинов нескольких (1—2) первостепенных или второстепенных маховых перьев, зараженных клещами. Для исследо- вания в растровом электронном микроскопе (РЭМ) клещей фиксировали в 70%-ном этиловом спирте, очищали в ультразвуковой ванне, затем поме- щали в гексаметилдисилазан (HMDS) (Braet et al., 1997) и высушивали на воздухе, либо обезвоживали в ацетоне и высушивали в установке критиче- ской точки Hitachi HCP—2 с использованием жидкой двуокиси углерода в качестве рабочего агента. После этого клещей наклеивали на алюминие- вые столики-подложки при помощи двусторонней липкой ленты, напыля- ли платиной в установке Eiko IB—5 и исследовали в РЭМ Hitachi S—570. Для изучения в трансмиссивном электронном микроскопе (ТЭМ) клещей фиксировали в 2.5%-ном растворе глютаральдегида в 0.1M фосфатном бу- фере (pH 7.4), затем помещали в свежий раствор фиксирующей жидкости и через несколько дней дофиксировали 2%-ным раствором OsO в том же 4 буфере. Обезвоженные в серии спиртов препараты заливали в полимер- ную смолу Epon 812. Тонкие срезы изготавливали на ультрамикротоме Leica, контрастировали в растворе уранилацетата и цитрата свинца и ис- следовали в трансмиссивном электронном микроскопе Zeiss LEO 900 и Morgagni 258. Исследованные в РЭМ и ТЭМ препараты фотографировали 123 непосредственно на цифровые носители. Результаты исследования про- иллюстрированы снимками, снятыми в РЭМ и ТЭМ, а также рисунками (рис. 1—6). РЕЗУЛЬТАТЫ Клещи S. fringilla характеризуются типичным для представителей рода вытянутым телом длиной примерно 1 мм (рис. 1, А, см. вкл.). Подвижный палец хелицер (стилет) может выдвигаться из вершины гипостома (рис. 1, Б). Пара стилетов двигается независимо друг от друга, обеспечивая про- резание стенки очина; внутренняя поверхность стилета характеризуется продольной бороздой (рис. 1, В). Стилеты могут быть полностью втянуты в гипостом и снаружи не видны (рис. 1, Г). На апикальной поверхности каждой пальпы располагается 8 сенсилл (рис. 1, Г, Д) — 2 длинные базиконические (а1 и а2 на рис. 1, Д), 1 корот- кая базиконическая (b на рис. 1, Е) и пять трихоидных (ml—m5 на рис. 1, Е). Пара трихоидных сенсилл видна у вершины гипостома (рис. 1, Б). На поперечном срезе, проходящем через вершину тарзального членика пальпы, отчетливо выявляется 8 групп рецепторных нейронов, каждая из которых окружена собственной оберточной клеткой (рис. 2, А, см. вкл.; схема на рис. 4, Д). Как у всех клещей, рецепторные нейроны, иннервиру- ющие волосковые (наружные) отделы сенсилл, биполярные. Их дендриты на вершинах несут видоизмененные реснички формулы 9 X 2 + 2 (рис. 2, А). Общее количество рецепторных нейронов всех 8 сенсилл [(7+2) + (7+2) + 6 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2] составляет 34 клетки (рис. 2, А; схема на рис. 4, Д). Пальпальный нерв, объединяющий аксоны рецепторных нейронов, следу- ющих в нервный ганглий, сформирован 34 аксонами, что точно соответст- вует количеству нейронов в составе совокупности пальпальных сенсилл (рис. 2, Б). Сопоставление особенностей расположения наружных отделов (воло- сков) сенсилл (рис. 1, Д) и их клеточных отделов (рис. 2, А) позволяет чет- ко определить количество рецепторных нейронов в составе каждой из сен- силл, а исследования строения их воспринимающего аппарата (волоска и связанных с ним апикальных отделов рецепторных ресничек) позволяют с большой долей уверенности определить модальность (Леонович, 2005). Наиболее многочисленные трихоидные сенсиллы ml—m5 содержат по 2 рецепторных нейрона, окруженных оберточной клеткой (рис. 1, А, В; 2, Д). Волосковый отдел сенсилл этого типа полый в самом базальном отделе (рис. 2, Г) и стержневидный в основной части (рис. 2, Д). Реснички двух нейронов окружены кутикулярной (в литературе по рецепторам иногда на- зываемой сколопоидной) оболочкой и заканчиваются у основания во- лоска, не заходя в его полость (рис. 2, Г). В этом районе кутикулярная обо- лочка формирует ребра жесткости (рис. 2, Г, Е), а в ресничках обнаружи- ваются трубчатые тельца — характернейшая черта строения тактильных механорецепторов клещей (Ivanov, Leonovich, 1983; Леонович, 2005) (рис. 2, Г, Е). В районе трубчатых телец сколопоидная оболочка рецептор- ных ресничек соединяется со стенкой канала дополнительной мембраной при отклонении волоска деформирующей трубчатые тельца и запускаю- щей генерацию потенциалов действия (подробнее см.: Леонович, 2005). 124 К ст. С. А. Леоновича и С. А. Филимоновой, с. 124 Рис. 1. Строение пальп и хелицер самки Syringophilopsis fringilla в растровом электронном микроскопе. А — самка с вентральной стороны; Б — гнатосома с вентральной стороны; В — частично выдвинутые стилеты; Г — латеральные губы малапофиз, скрывающие втянутые стилеты и тарзальный членик левой пальпы; Д— апикальная поверхность пальтарзуса с 8 сенсиллами 3 типов. Сенсиллы пальпального орга- на: al—а2 — базиконические волоски двух контактных хемо-механорецепторных сенсилл; б — короткий волосок дистантной (обонятельной) сенсиллы; м1—м5 — тактильные (механорецепторные) сенсиллы; гн — гнатосома; бор — бороздка на подвижном пальце стилета; лг — латеральные губы малапофиз; cm — стилет; пт — апикальный сегмент пальпы. Масштабные линейки, цт: А — 200, Б — 20, В — 10, Г— 15, Д— 8. Fig. 1. Structure of palps and chelicerae of Syringophilopsis fringilla female in a scanning electron microscope. К с. 124 Рис. 2. Рецепторы пальп в трансмиссивном электронном микроскопе. А — поперечный срез через совокупность сенсилл на верхушке пальпы; Б — поперечный срез через паль- пальный нерв; В — дендриты тактильных механорецепторных сенсилл; Г— трубчатые тельца механоре- цепторных нейронов у основания сенсиллы; Д— стержневидный волосок тактильной сенсиллы пальпаль- ного органа; Е —- дополнительная мембрана (вм) и особенности ее крепления к кутикулярной оболочке трубчатых телец {mm) базальнее места закрепления, ак —- аксоны рецепторных нейронов, мв — микровор- синки оберточной клетки, ми — митохондрия, шк — шванновская клетка, ср — реснички апикального от- дела рецепторного дендрита, д — дендрит рецепторного нейрона. Масштабные линейки, Jim: А, Б — 1; В, Г, Е — 0.3; Д— 1. Fig. 2. Palpal receptors of S.fringilla in a transmitting electron microscope. Схема строения воспринимающего аппарата сенсилл такого типа — клас- сических тактильных механорецепторных сенсилл — представлена на рис. 4, Б. К этому типу относятся как 5 сенсилл (ml—m5) пальп, так и сен- силлы вершины гнатосомы (рис. 1, Б). Длинные базиконические сенсиллы al—а2 иннервируются 9 нейрона- ми каждая (рис. 2, А; 4, Д). Нейроны образуют 2 группы — из 7 и 2 клеток соответственно, окруженные дистальной и базальной оберточными клет- ками. Проксимальные отделы дендритов группы из 7 нейронов окружены общей базальной оберточной клеткой (рис. 2, А; 4, Д). Проксимальные от- делы дендритов заполнены митохондриями, дистальные отделы (реснич- ки) проникают в экстраклеточную вакуоль, сформированную дистальной оберточной клеткой и выстланную многочисленными микроворсинками (рис. 2, А; 4, Д). Структура реснички, как и в случае тактильных механоре- цепторных сенсилл, определяется формулой 9 X 2 + 2. Дендриты 2 и 7 нейронов в составе сенсиллы образуют независимые группы (рис. 2, А; 4, Д), следующие к основанию волоска в общем канале (рис. 3, А, см. вкл.). Две клетки заканчиваются у основания волоска, формируя трубчатые те- льца (рис. 3, А, Б), остальные следуют в полость волоскового отдела сен- силлы (рис. 3, В, Г) где, не ветвясь, следуют почти до вершины. Подобная структура в общих чертах соответствует строению хемо-механорецептор- ных сенсилл клещей. Короткая базиконическая сенсилла (b на рис. 1, Е) иннервируется 6 ре- цепторными нейронами, которые не разделяются на группы и не образуют трубчатых телец у основания полого короткого базиконического волоска. Реснички дендритов рецепторных нейронов разветвляются в полости тон- костенного волоска (рис. 3, Д). Учитывая чрезвычайно мелкий размер во- лоскового отдела, большой удачей представляется обнаружение пор в стенках волоска (рис. 3, Е). В целом подобная структура соответствует строению обонятельных сенсилл клещей и относится к однополостным пористым сенсиллам (подробнее см.: Леонович, 2005). Подвижный палец хелицер подразделяется на 2 отдела: на базальный отдел, или рычаг (lever), и дистальную часть, собственно стилет. В спокой- ном состоянии подвижный палец напоминает полуоткрытый карманный нож, в котором рычаг представляет собой ручку ножа, а стилет его лезвие. Именно мышцы рычага обеспечивают выдвижение стилета (Filimonova, Mironov, 2010). На поперечных срезах через стилеты очинного клеща мы обнаружили сенсорные структуры. В частности, в районе рычага, в той его части, кото- рая удалена от поверхности, были обнаружены отчетливо выраженные дендриты рецепторных нейронов, образующих рецепторные реснички на дистальных поверхностях (рис. 5, А, см. вкл.). Рецепторные реснички 5 нейронов были найдены и в проксимальной части рычага (рис. 5, Г; 6, Б), эти реснички были обнаружены и в стилете (рис. 5, В). При этом в проксимальной части стилета в месте его «переги- ба» (отхождения от рычага) никаких сенсорных структур не обнаружено (рис. 5, Б). Дендриты сенсорных нейронов входят в стилет в месте перехо- да «ручки» в «лезвие» (рис. 5, В; 6, А, В). Стоит заметить, что нам не удалось проследить связь между ресничка- ми рецепторных нейронов, проходящими в полости рычага, с обнаружен- 125 К с. 125 Рис. 3. Апикальные (рецепторные) отделы сенсилл пальпального органа. А — поперчный срез под основанием базиконического волоска al; Б— то же, сенсилла а2\ В, Г— попе- речные срезы сенсилл типа а в базальной (В) и апикальной (Г) областях; Д,Е — участки волосковых отде- лов сенсиллы типа б. со — кутикулярная оболочка (футляр) вокруг ресничек рецепторных дендритов; ок — оберточная клетка; свс — кутикуляная стенка волоскового отдела сенсиллы; п — пора. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1—2. Масштабные линейки, jim: А — 0.5; Б, В, Д, Е — 0.1; 7"— 0.05. Fig. 3. Apical (receptor) parts of palpal sensilla. Б в г CM дм дм ср со то mm со А а2 м5 б м4 м1 м2 al бок 'мЗ док Рис. 4. Схема строения пальпальных сенсилл очинного клеща Syringophilopsis fringilla. A — расположение трех типов сенсилл (а, б, м) на апикальной поверхности пальпы, Б—Г — тонкое строе- ние сенсилл пальп: Б — тактильная механорецепторная сенсилла (м1—м5), В — базиконическая хеморе- цепторная сенсилла типа а (а1—а2), Г — базиконическая обонятельная сенсилла типа б, Е — рецептор- ные реснички и оберточные клетки сенсилл пальп (поперечный срез) в апикальной части тарзального сег- мента. бок — базальная оберточная клетка, док — дистальная оберточная клетка, см — сочленовная мембрана. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1—3. Fig. 4. Scheme of fine structure of palpal sensilla in the quill mite S. fringilla. 126 К с. 125 Рис. 5. Тонкое строение сенсиллы стилета по данным электронной микроскопии. А — дендриты и реснички рецепторных нейронов сенсиллы стилета, Б — проксимальная часть стилета без рецепторных элементов и с внутренней полостью (срез 7 на рис. 6), В — косой срез через стилет (между срезами 6 и 7 на рис. 6), Г— сенсорные реснички дендритов вблизи кутикулярной стенки рычага (см), Д— поперечный срез стилета (срез 5 на рис. 6), Е — поперечный срез ротовых органов с парой сти- летов (срезы 2 и 3 на рис. 4). пс — полость стилета, вр — видоизмененные реснички, кст — кутикуляр- ный стержень, иску — «мягкая» несклеротизованная кутикула, ску — склеротизованния кутикула стиле- та. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1—4. Масштабные линейки, jim: А — 0.6; Б, В — 2; Г,Д— 0.5; Е — 1. Fig. 5. Fine structure of the stylet sensillum in the quill mite S.fringilla in transmitting electron mic- roscope.