Embriogeneza ptaszników, z wyszczególnieniem Psalmopoeus cambridgei

Embriogeneza ptaszników, z wyszczególnieniem Psalmopoeus cambridgei
Timur Zinov

May 2013, BTS 28 (2)

Embrionalny rozwój ptaszników jest stale słabo przestudiowany. Nawet teraz, gdy mamy nowe metody badawcze, używające najnowszego wyposażenia i technologii, czy też używanie farb, pozwalających na eksplorowanie etapów kształtowania się pajęczaków bardziej dokładnie. Jednakże, często ciężko jest pozyskać kokon z miotem, który można przestudiować w laboratoryjnych warunkach. Dlatego proponuję moje własne metody rozpoznawania faz rozwojowych. Zdążyłem zarysować moje metody sztucznego inkubowania kokonów ptaszników w poprzednim artykule (Zinov, 2011) – metodę łatwą do powielania przez wszystkich. Zatem w sercu mojego badania, które miało zbadać rozwój pajęczych jaj, ważny był sztuczny inkubator.

Wybrałem Psalmopoeus cambridgei jako obiekt moich badań. Pająki z rodzaju Psalmopoeus są łatwe w utrzymaniu, są często rozmnażane w niewoli, mają szybki wzrost/okres dojrzewania oraz duże rozmiary ciała – wszystkie ważne czynniki do tego typu badania.

Dorosła samica była łączona z samcami w połowie sierpnia, ale ze względu na wysoką temperaturę złożyła kokon 17 listopada 2012. Karmiłem ją Nauphoeta cinerea oraz Archimandrita tesselata.

Kokon przypominał wyglądem gruszkę z „kulą” pod zewnętrzną warstwą pajęczyny. Był on stale chroniony przez samicę, która regularnie go obracała. 8-go dnia, kiedy jaja hipotetycznie przeszły okres rozszczepienia i są w stadium progresywnego rozwoju prymitywnej formy, zapłodniony kokon został zabrany samicy. Nie zalecam otwierania kokonu Selenocosmiinae przed 8 dniem, z powodu cienkich skorupek jaj oraz płynu obecnego w kokonie.

Najlepszym obiektem do badań byłaby podrodzina Ornithoctonine, której jaja rokują powodzenie od 2 dnia od założenia kokonu, jednak są dość trudne w utrzymaniu i zapewnieniu warunków odpowiednich do rozwoju. Większość przedstawicieli Theraphosinae jest wykluczona z tego badania z powodu długiego okresu rozwoju jaj lub z powodu małych rozmiarów jaj.

Wszystkie jaja Psalmopoeus cambridgei zostały przeniesione do inkubatora 8 dnia. 40 z największych (3 mm) oraz najbardziej rozwiniętych (błyszczące, nadęte jaja z białawą mgiełką widoczną przy podświetlaniu od spodu) zostało wybranych i oddzielonych do osobnego inkubatora w celu dalszych badań. Niezapłodnione jaja zostały rozpoznane i zignorowane na podstawie wysuszenia lub całkowitej przezroczystości.

 

Wybrane 40 jajeczek fotografowałem codziennie, używając przy tym mikroskopu na USB, podczas każdego stadium rozwoju (x60 powiększenie). Najlepsze zdjęcia zostały zachowane i wybrane do późniejszych etapów badania. Temperatura inkubowania była stała (24-25°C, wilgotność względna 80-85%) i stosowna dla gatunku. Obiekty zostały również podświetlone od spodu.

Rozwój embrionalny

Między 24, a 30 listopada zostały zaobserwowane następujące procesy:

Zaczynając od 4 grudnia 2012, zachodzące zmiany stawały się coraz bardziej zauważalne. Podczas tego okresu (inicjacja kończyn oraz rozwój organów i ich okolic) jaja uległy mutacji w wyraźnej perspektywie.

Matryca 1: Zdjęcie 1 (24.11.12) – rozwój prymitywnej formy, blastoderma rozwija się podczas formowania się płytki zarodkowej (w tym okresie, natychmiast po okresie rozszczepienia, prymitywne formy (a) oraz zagłębienie blastocel* wypełnia się żółtkiem). Ciemniejsze miejsca są niczym innym jak przestrzenią okołożółtkową.
Zdjęcie 2 (25.11.12) – (a) prymitywna forma, (b) cumulus (kondensacja komórek endodermalnych), (c) ciecz przestrzeni okołożółtkowej.
Zdjęcie 3 (26.11.12) – (a) cumulus, (b) prymitywna forma.
Zdjęcie 4 (27.11.12) – (a) smuga zarodkowa (regresja cumulusa jest zauważalna).
Zdjęcie 5 (28.11.12) – (a) smuga zarodkowa podczas wykształcania się ektodermy (zewnętrzny liść zarodkowy).
Zdjęcie 6 (28.11.12) – (a) smuga zarodkowa podczas okresu kształtowania się tzw. woreczka żółciowego.
Zdjęcie 7 (29.11.12) – (a, b) płat smugi zarodkowej podczas segmentacji (pierwotne cztery pary odnóży).
Zdjęcie 8 (02.12.12) – szczytowy moment kształtowania się tkanki embrionalnej podczas segmentacji, widok od spodu.
Zdjęcie 9 (03.12.12) – szczytowy moment kształtowania się tkanki embrionalnej podczas segmentacji, widok od góry; (a) zalążek kończyn głowotułowia, (b)inicjacja kądziołków przędnych.

 

Matryca 2: Zdjęcie 1 (03-04.12.12) – inicjacja kończyn.
Zdjęcie 2 (03-04.12.12) – inicjacja kończyn krocznych (l1-4) oraz inicjacja nogogłaszczek (p), kształtowanie, które rozpoczyna się później.
Zdjęcia 3-4 (04.12.12) – inicjacja kończyn krocznych (l1-4) oraz inicjacja nogogłaszczek (p) i szczękoczułek (ch) w postępujących fazach, (sp) zalążki pajęczych wyrostków (kądziołków), rozwój rozpoczynający się w tym samym czasie, co rozwój nogogłaszczek.
Zdjęcie 5-6 (05-06.12.12) – kształtowanie się szczękoczułek (ch) oraz ostateczna faza kształtowania się nogogłaszczek (p).
Zdjęcie 7 (06.12.12) – widok od spodu, (l1-3) ukształtowane kończyny kroczne.
Zdjęcie 8 (06-07.12.12) – cztery ukształtowane segmenty brzuszne, ch – rozwinięte chelicery wstępnej fazy rozwoju larwy. Kończyny są celowo odkryte. Widok od góry.
Zdjęcie 9 (08.12.12) – widok z boku. (l1-3) Wykształcone kończyny kroczne; zdjęcie ukazuje jak jajo rozbudowuje się, a pancerzyk staje się delikatny – szczególnie w obszarze wyjściowym larwy z jaja. Segmentacja brzucha jest również prześwietlona.

Rozwój postembrionalny

08-11.12.2012 wszystkie jaja „wykluły się”. Fazy larw są udokumentowane na następujących zdjęciach:

Matryca 3: Zdjęcie 1. Wykształcone kończyny larwy (l1-4) oraz nogogłaszczki (p) rozbijające skorupkę jaja (a), (ch) chelicery, (b) wyjście/uwolnienie pierwszej prawej kończyny.
Zdjęcia 2-6: (a) głowotułów, (b/o) odwłok, (pl) szypułka; (l1-4) segmenty odwłoku; (ch) szczękoczułki, (ped) nogogłaszczki, (l) kończyny kroczne, (sp) kądziołki.

16.12.2012 Wszystkie larwy doświadczalne z wybranej grupy (larwa/NI), przeszły do kolejnej fazy rozwoju (nimfy/NII) i wyliniały prawidłowo.

Po 26-28 dniach nimfy stały się tzw. L1, czyli młodą formą pająka.

Należy pamiętać, iż okres rozwojowy embrionów u różnych gatunków ptaszników jest inny, zatem używanie tego artykułu jako przewodnika po identyfikacji poszczególnych etapów rozwoju pomoże w dokładnym określeniu stanu badanych jaj.

Wyższy stopień charakterystyki embriogenezy u różnych gatunków ptaszników

Larwy różnych gatunków ptaszników wyłaniają się z jaj w różnym czasie, a rozmiar jaj i larw jest bardzo zmienny:

Psalmopoeus cambridgei posiada jaja wielkości 0,25-0,30bcm; wyjście z jaja w normalnych warunkach inkubowania trwa od 23 do 24 dni.

Pterinochilus murinus. Ten gatunek byłby idealnym obiektem do badań na temat embriogenezy, ze względu na duży rozmiar jaj (0,40-0,45 cm), wysoki wskaźnik dojrzewania oraz dobry ogólny zarys procesów zachodzących w jaju. Jednakże, dzięki prawie przezroczystym białym barwom – jaja całkowicie nie nadają się. Selekcja kokonu powinna być wykonana nie wcześniej jak 14 dnia od złożenia jaj – kiedy to kokon jest przymocowany do ścian terrarium, a jego usunięcie i otwarcie mogłoby negatywnie wpłynąć na zawartość; jaja są bardzo delikatne i mają cienką powłokę. Mogą się trzymać ze sobą nawet 14 dnia od złożenia jaj w kokonie, pomijając fakt, że w tym czasie są już w pełni wykształcone (prelarvae oraz larvae); wylęganie następuje 15-16 dnia przy optymalnych warunkach.

Chilobrachys huahini (embriogeneza tego gatunku została opisana przeze mnie poprzednio [Zinov, 2011]) posiada jaja rzędu 0,30-0,35 cm; wylęganie następuje 20-21 dnia w optymalnych warunkach inkubowania.

Eupalaestrus campestratus jest ciężki w hodowli oraz jest wolno dojrzewającym gatunkiem; posiada jaja wielkości 0,20-0,25 cm; wylęganie następuje 20-24 dnia w optymalnych warunkach inkubowania.

Nie polecam otwierania kokonów Harpactirinae i większości Stromatopelminae (ponieważ kokon jest przymocowany do ściany terrarium) przed 13-14 dniem oraz Poecilotheria przed 10-11 dniem, z powodu cienkiej powłoki jaja.

Matryca 6: Wyższy stopień charakterystyki jaj innych gatunków ptaszników na krótko przed wylęganiem się larw z jaj.
A – Pterinochilus murinus (x60):
Zdjęcie 1 (widok od dołu) 14 dzień embriogenezy, kończyny i okolice ciała prelarwy są wykształcone.
Zdjęcie 2 (widok z boku) szczękoczułki, pazur jadowy i segment szczękoczułek są wyraźnie widoczne.
Zdjęcie 3 (widok z boku) 15 dzień embriogenezy, larwa jest gotowa do przebicia powłoki jaja.
Zdjęcie 4 (widok z boku) 15 dzień embriogenezy, larwa jest gotowa do przebicia powłoki jaja, kształt jaja wydłuża się. **Układ krwionośny (ciemne obszary) jest widoczny dzięki użytym metodom naświetlania: przednia aorta (**wcześniejsza aorta) jest rozpoznawalna, perigastralny pień (trunci peristomacales ) jest ledwo zauważalny, ale gruba tętnica (artirae crasae) oraz rozchodzące się na wszystkie strony od nich tętnice nogogłaszczek (arteriae pedipalpes) i kończyn kroczących (arteriae pedales) są wyraźnie widoczne; tętnica głowowa (arteriae cephalicae), z której arteriae chelicerialis rozciąga się do szczękoczułek; pień komory nerwowej przechodząca przez jasną obwódkę szypułki.
B – Chilobrachys huahini (x30, uchwycone aparatem): piękny obiekt do studiowania. Wykształcona larwa jest gotowa do opuszczenia jaja.
C – Eupalaestrus campestratus (x40, uchwycone aparatem): wykształcona larwa jest gotowa by opuścić jajo. Legenda: p – głowotułów, o – odwłok, pl – szypułka, ch – szczękoczułki, f – pazur jadowy, ped – nogogłaszczki, l1-4 – kończyny, es – powłoka jaja.

Źródła:

• Foelix, R. F. 1996. Biology of spiders. Cambridge, Harvard University Press.
• Zinov, T. 2011. Breeding Chilobrachys huahini in abnormal circumstances. Journal of the British Tarantula Society, 27(1): 2–7.

Podziękowania:
Autor jest wdzięczny za pomoc od: Aleksey Saraev (samiec do kopulacji); Andrey Duzinchuk (technologia cyfrowa); Evgeniy Surmach (profesjonalna obróbka); Alina Orlova (tłumaczenie); Aleksandr Polkhovsky i Olga Dimitrova (projekt).

All photos: © Timur Zinov.

Tłumaczenie: Radek „Ziolcz”

Tekst pochodzi z arachnea.org. Więcej informacji w stopce.

Liczba wyświetleń: 3