ЭВОЛЮЦИОННАЯ ГИСТОЛОГИЯ КРОВИ:ФАКТЫ, ГИПОТЕЗЫ, ПАРАДОКСЫ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В обзоре рассматриваются важнейшие проблемы эволюционной гистологии крови позвоночных животных: вопрос о филогенетическом предшественнике кровяных клеток и последовательности их возникновения в эволюции, происхождение и первичная функция эритроцитов, возникновение кровяных пластинок и безъядерных эритроцитов у млекопитающих, проблема эволюционного многообразия лейкоцитов. Сопоставление имеющихся в литературе данных позволило сформулировать несколько новых выводов и гипотез, в частности описать свойства возможного предшественника клеток крови позвоночных, показать происхождение эритроидного ростка из тромбоцитарной линии со скрытой сменой приоритетной функции, ответить на вопрос, чем обусловлена внутриклеточная локализация гемоглобина у позвоночных, выявить большую роль “преадаптаций”и нейтральной эволюции в формировании новых клеточных типов, проявление которых можно обнаружить даже у современных млекопитающих. Делается общий вывод, что с точки зрения эволюции кровь можно рассматривать как сложный материал с заданными свойствами, структурные элементы которого могут подвергаться широким вариациям при условии сохранения его функциональных качеств.

Об авторах

В. Н. Манских

Научно-исследовательский институт физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: manskikh@mail.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Заварзин АА (1953) Очерки эволюционной гистоло-
  2. гии крови и соединительной ткани. Избранные тру-
  3. ды. Т. 4. М.–Л. Издательство АН СССР. [Zavarzin AA
  4. (1953) Essays on the evolutionary histology of blood and
  5. connective tissue. Selected works V 4 Moscow Leningrad
  6. Publishing House of the USSR Academy of Sciences.
  7. (In Russ).]
  8. Хлопин НГ (1946) Общебиологические и эксперимен-
  9. тальные основы гистологии. Л.: Издательство АН
  10. СССР. [Khlopin NG (1946) General biological and experimental
  11. foundations of histology. Leningrad: Publishing
  12. House of the USSR Academy of Sciences. (In Russ).]
  13. Галактионов ВГ (1995) Очерки эволюционной имму-
  14. нологии. М.: Наука.
  15. [Galaktionov VG (1995) Essays on evolutionary immunology.
  16. Moscow: Nauka. (In Russ).]
  17. Горышина ЕН, Чага ОЮ (1990) Сравнительная ги-
  18. стология тканей внутренней среды с основами им-
  19. мунологии. Л.: Издательство ЛГУ. [Goryshina EN,
  20. Chaga OY (1990) Comparative histology of tissues of the
  21. internal environment with the basics of immunology.
  22. Leningrad.: LSU Publishing House. (In Russ).]
  23. Флоренсов ВА., Пестова ИМ (1990) Очерки эволюци-
  24. онной иммуноморфологии. Иркутск.: Издательство
  25. Иркутского университета. [Florensov VA, Pestova IM
  26. (1990) Essays on evolutionary immunomorphology. Irkutsk.
  27. Irkutsk University Publishing House. (In Russ).]
  28. Заварзин АА (2000) Сравнительная гистология. СПб.:
  29. Издательство Санкт-Петербургского университета.
  30. [Zavarzin AA (2000) Comparative Histology. St Petersburg:
  31. Publishing House of St. Petersburg University. (In Russ).]
  32. Gould SJ, Lewontin R (1979) The spandrels of San Marco
  33. and the Panglossion paradigm: a critique of the adaptationist
  34. programme. Proc R Soc Lond B 205: 581–598.
  35. Kimura M (1983) Neutral Theory of Molecular evolution.
  36. Cambridge: Cambrige University Press.
  37. Arendt D, Musser JM, Baker CVH, Bergman A, Cepko C,
  38. Erwin DH, Pavlicev M, Schlosser G, SWidder S, Laubichler
  39. MD, Wagner GP (2016) The origin and evolution of
  40. cell types. Nat Rev Genet 17(12): 744–757.
  41. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.127
  42. Grausgruber A, Revilla-I-Domingo R (2023) Tracing the
  43. history of cell types. Elife 12: e90447.
  44. https://doi.org/10.7554/eLife.90447
  45. Nagahata Y, Masuda K, Nishimura Y, Ikawa T, Kawaoka
  46. S, Kitawaki T, Yasuhito N, Ogawa S, Suga H, Satou Y,
  47. Takaori-Kondo A, Kawamoto H (2022) Tracing the evolutionary
  48. history of blood cells to the unicellular ancestor of
  49. animals. Blood 140 (24): 2611–2625.
  50. https://doi.org/10.1182/blood.2022016286
  51. Мечников ИИ (1947) Лекции о сравнительной пато-
  52. логии воспаления. М.: Медгиз. [Metchnikoff II (1947)
  53. Lectures on Comparative Pathology of Inflammation.
  54. Moscow.: Medgiz. (In Russ).]
  55. Invertebrate Histology (2021). John Wiley & Sons, Inc.
  56. https://doi.org/10.1002/9781119507697
  57. de la Ballina NR, Maresca F, Cao A, Villalba A (2022) Bivalve
  58. Haemocyte Subpopulations: A Review. Front Immunol
  59. 13: 826255.
  60. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.826255
  61. Monahan‐Earley R, Dvorak AM, Aird WC (2013). Evolutionary
  62. origins of the blood vascular system and endothelium.
  63. J Thromb Haemost 11 (Suppl 1): 46–66.
  64. Nagasawa T, Nakayasu C, Rieger AM, Barreda DR, Somamoto
  65. T, Nakao M (2014) 15 Phagocytosis by Thrombocytes
  66. is a Conserved Innate Immune Mechanism in Lower
  67. Vertebrates. Front Immunol 5: 445.
  68. https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00445
  69. Заварзин АА (1935) К сравнительной гистологии кро-
  70. ви и соединительной ткани. 11. О воспалительном об-
  71. разовании соединительной ткани у дождевого червя
  72. ЖУРНАЛ ЭВОЛЮЦИОННОЙ БИОХИМИИ И ФИЗИОЛОГИИ том 61 № 3 2025
  73. 174 МАНСКИХ
  74. (Allolobopnora caliginosa). Арх биол наук 37 (3): 527–551.
  75. [Zavarzin AA (1935) On comparative histology of blood and
  76. connective tissue. 11. On inflammatory formation of connective
  77. tissue in the earthworm (Allolobopnora caliginosa).
  78. Arch Biol Nauk 37 (3): 527–551. (In Russ).]
  79. Page M, Rowle AF (1983) A cytochemical, light and electron
  80. microscopical study of the leucocytes of the adult river
  81. lamprey, Lampetra fluviatilis (L. Gray). J Fish Biol 22:
  82. 503–517
  83. Зербино ДД, Лукасевич ЛЛ (1989) Диссеминированное
  84. внутрисосудистое свертывание крови: факты и кон-
  85. цепции. М.: Медицина. [Zerbino DD, Lukasevich LL
  86. (1989) Disseminated intravascular coagulation: facts and
  87. concepts. M. Meditsina. (In Russ).]
  88. Tober J, Koniski A, McGrath KE, Vemishetti R, Emerson R,
  89. de Mesy-Bentley KKL, Waugh R, Palis J (2007) The megakaryocyte
  90. lineage originates from hemangioblast precursors
  91. and is an integral component both of primitive and of
  92. definitive hematopoiesis. Blood 109: 1433–1441.
  93. https://doi.org/10.1182/blood-2006-06-031898
  94. Tanizaki Y, Ichisugi M, Obuchi-Shimoji M, Ishida-Iwata
  95. T, Tahara-Mogi A, Meguro-Ishikawa M, Kato T (2015)
  96. Thrombopoietin induces production of nucleated thrombocytes
  97. from liver cells in Xenopus laevis. Sci Rep 5: 18519.
  98. https://doi.org/10.1038/srep18519
  99. Levin J (2019) The Evolution of Mammalian Platelets.
  100. Platelets. Elsevier Inc. 1–23.
  101. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813456-6.00001-1
  102. Martin JF, Wagner GP (2019) The origin of platelets enabled
  103. the evolution of eutherian placentation. Biol Lett
  104. 15: 20190374.
  105. https://doi.org/10.1098/rsbl.2019.0374
  106. Sato Y, Fujiwara H, Konishi I (2010) Role of platelets in
  107. placentation. Med Mol Morphol 43: 129–133.
  108. https://doi.org/10.1007/s00795-010-0508-1
  109. Canfield PJ, Whittington RJ (1983) Morphological observations
  110. on the Erythrocytes, Leukocytes and Platelets of
  111. Free-Living Platypuses, Ornithorhynchus anatinus (Shaw)
  112. (Monotremata : Ornithorhynchidae). Aust J Zool 31:
  113. 421–432
  114. Bolliger A, Backhouse TC (1960) Blood studies on the
  115. echidna Tachyolossus aculeatus. Proc Zool Soc London
  116. 135 (1): 91–97.
  117. https://doi.org/10.1111/j.1469-7998.1960.tb05832.x
  118. Isermann B, Nawroth PP (2007) Relevance of platelets in
  119. placental development and function. Hamostaseologie
  120. 27(4): 263-267.
  121. Graham R Serjeant 1 (2010) One hundred years of sickle
  122. cell disease. Br J Haematol 1(5): 425-429.
  123. https://doi.org/10.1111/j.1365-2141.2010.08419.x
  124. Sidell BD, O'Brien KM (2006) When Bad Things Happen
  125. to Good Fish: The Loss of Hemoglobin and Myoglobin
  126. Expression in Antarctic Icefishes. J Exp Biol 209 (10):
  127. 1791–1802.
  128. https://doi.org/10.1242/jeb.02091
  129. Flores G, Frieden E (1968) Induction and Survival of Hemoglobin-
  130. Less and Erythrocyte-Less Tadpoles and Young
  131. Bullfrogs. Science (New Series) 159 (3810): 101–103.
  132. Grasso JA, Shephard DC (1968) Experiment production of
  133. totally anaemic newts. Nature 218: 1274–1276.
  134. https://doi.org/10.1038/2181274a0
  135. Топунов АФ, Петрова НЭ (2001) Гемоглобины: эво-
  136. люция, распространение и гетерогенность. Усп биол
  137. химии 41: 199–228. [Topunov AF, Petrova NE (2001) Hemoglobins:
  138. evolution, distribution and heterogeneity. Usp
  139. Biol Chemistry 41: 199–228. (In Russ).]
  140. Elmer J, Zorc K, Rameez S, Cabrales P, Palmer AF (2012)
  141. Hypervolemic Infusion of Lumbricus terrestris Erythrocruorin
  142. Purified by Tangential Flow Filtration. Transfusion
  143. 52(8): 1729–1740.
  144. https://doi.org/10.1111/j.1537-2995.2011.03523.x
  145. Kruczkowska W, Kciuk M, Pasieka Z, Kłosiński K,
  146. Płuciennik E, Elmer J, Waszczykowska K, Kołat D,
  147. Kałuzińska-Kołat Z (2023) The artificial oxygen carrier
  148. erythrocruorin—characteristics and potential significance
  149. in medicine J Mol Med (Berl) 101(8): 961–972.
  150. https://doi.org/10.1007/s00109-023-02350-3
  151. Hacein-Bey-Abina S, Machadiya Estienne M, Bessoles S,
  152. Echchakir H, Pederzoli-Ribeil M, Chiron A, Aldaz-Carroll
  153. L, Leducq V, Zhang Y, Souyri M, Louache F, Abina AM
  154. (2020) Erythropoietin is a major regulator of thrombopoiesis
  155. in thrombopoietin-dependent and -independent
  156. contexts. Exp Hematol 88: 15–27.
  157. https://doi.org/10.1016/j.exphem.2020.07.006
  158. Margraf A, Nussbaum C, Rohwedder I, Klapproth S,
  159. Kurz ARM, Florian A, Wiebking V, Pircher J, Pruenster M,
  160. Immler R, Dietzel S, Kremer L, Kiefer F, Moser M, Flemmer
  161. AW, Quackenbush E, von Andrian UH, Sperandio M
  162. (2017) Maturation of Platelet Function During Murine
  163. Fetal Development In Vivo. Arterioscler Thromb Vasc
  164. Biol 37(6): 1076–1086.
  165. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.116.308464
  166. International Classification of Rodent Tumors: The
  167. Mouse (2001) Ed. by U.Mohr. WHO. Springer
  168. Гистология, эмбриология, цитология (2019) Под
  169. ред. Ю.И. Афанасьева, Н.А. Юриной. 6-е изд.
  170. М.: ГЭОТАР-Медиа. [Histology, Embryology, Cytology
  171. (2019) Ed. Yu. I. Afanasyeva, N. A. Yurina. 6th ed. Moscow.:
  172. GEOTAR-Media. (In Russ).]
  173. Yap KN, Zhang Y (2021) Revisiting the question of nucleated
  174. versus enucleated erythrocytes in birds and mammals.
  175. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 321(4):
  176. R547–R557.
  177. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00276.2020
  178. Mueller RL, Gregory TR, Gregory SM, Hsieh A, Boore JL
  179. (2008) Genome size, cell size, and the evolution of enucleated
  180. erythrocytes in attenuate salamanders. Zoology
  181. (Jena) 111(3): 218–230.
  182. https://doi.org/10.1016/j.zool.2007.07.010
  183. Wayne PC, Boardman SJ, Raida SR (2009) Atlas of Clinical
  184. Avian Hematology Wiley-Blackwell.
  185. Tashireva LA, Perelmuter VM, Manskikh VN, Denisov EV,
  186. Savelieva OE, Kaygorodova EV, Zavyalova MV (2017)
  187. Types of Immune-Inflammatory Responses as a Reflection
  188. of Cell-Cell Interactions under Conditions of Tissue
  189. Regeneration and Tumor Growth. Biochemistry (Mosc).
  190. 82(5): 542–555.
  191. https://doi.org/10.1134/S0006297917050029
  192. ЖУРНАЛ ЭВОЛЮЦИОННОЙ БИОХИМИИ И ФИЗИОЛОГИИ том 61 № 3 2025
  193. ЭВОЛЮЦИОННАЯ ГИСТОЛОГИЯ КРОВИ: ФАКТЫ, ГИПОТЕЗЫ, ПАРАДОКСЫ 175
  194. Roitt I, Brostoff J, Male D (2000) Immunology. 5ed. London:
  195. Mosby.
  196. Галактионов BГ (2005) Эволюционная иммунолоrия.
  197. М.: Академкниrа.
  198. [Galaktionov VG (2005) Evolutionary immunology. Moscow.:
  199. Akademkniga. (In Russ).]
  200. Фонталин ЛН (1998) Происхождение антигенраспозна-
  201. ющей иммунной системы позвоночных. Молекулярно-
  202. биологические
  203. и иммунологические аспекты. Им-
  204. мунология 5: 33–44. [Fontalin LN (1998) Origin of the
  205. Antigen-Recognizing Immune System of Vertebrates. Molecular-
  206. Biological and Immunological Aspects. Immunology
  207. 5: 33–44. (In Russ).]
  208. Фонталин ЛН (1999) Происхождение антигенраспоз-
  209. нающей иммунной системы позвоночных. Сравни-
  210. тельно-иммунологические и эволюционные аспек-
  211. ты. Иммунология 6: 4–11. [Fontalin LN (1999) Origin of
  212. the Antigen-Recognizing Immune System of Vertebrates.
  213. Comparative-Immunological and Evolutionary Aspects.
  214. Immunology 6: 4–11. (In Russ).]
  215. Таширева ЛА, Завгородская КО, Перельмутер ВМ (2016)
  216. Роль лимфоидных клеток врожденного иммунитета в те-
  217. чение опухолевой болезни. Цитология 58 (12): 901–907.
  218. [Tashireva LA, Zavgorodskaya KO, Perelmuter VM (2016)
  219. The role of lymphoid cells of innate immunity during tumor
  220. disease. Tsitologia 58 (12): 901–907. (In Russ).]
  221. Morse HC 3rd, Anver MR, Fredrickson TN, Haines DC,
  222. Harris AW, Harris NL, Jaffe ES, Kogan SC, MacLennan
  223. ICM, Pattengale PK, Ward JM, Hematopathology
  224. subcommittee of the Mouse Models of Human Cancers Consortium
  225. (2002) Bethesda proposals for classification of
  226. lymphoid neoplasms in mice. Blood 100(1): 246–258.
  227. Nitschke L, Kosco MH, Kohler G, Lamers MC (1993) Immunoglobulin
  228. D-deficient mice can mount normal immune
  229. responses to thymus-independent and -dependent
  230. antigens. Proc Natl Acad Sci USA 90(5): 1887–1891.
  231. https://doi.org/10.1073/pnas.90.5.1887
  232. Spencer LA, Porte P , Zetoff C, Rajan TV (2003) Mice genetically
  233. deficient in immunoglobulin E are more permissive
  234. hosts than wild-type mice to a primary, but not secondary,
  235. infection with the filarial nematode Brugia malayi Infect
  236. Immun 71(5): 2462–2467.
  237. https://doi.org/10.1128/IAI.71.5.2462-2467.2003
  238. Reite OB, Evensen O (2006) Inflammatory cells of teleostean
  239. fish: A review focusing on mast cells/eosinophilic
  240. granule cells and rodlet cells. Fish Shellfish Immunol 20:
  241. 192–208.
  242. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2005.01.012
  243. Григорьев ИП, Коржевский ДЭ (2021) Тучные клетки в
  244. головном мозге позвоночных – локализация и функ-
  245. ции. Ж Эвол Биохим Физиол. 57(1): 17–32. [Grigoriev
  246. IP, Korzhevskii DE (2021) Mast cells in the vertebrate
  247. brain: localization and functions. J. Evol Bioch. Physiol.
  248. 57 (1): 16м32.]
  249. Максимов АА (1915) Основы гистологии. Учение о
  250. тканях. Петроград.: Издание К.Л.Риккера. [Maximow
  251. AA (1915) Fundamentals of histology. The tissues.
  252. Petrograd.: K.L. Ricker Publishibg. (In Russ).]
  253. Ainsworth AJ (1992) Fish granulocytes: morphology, distribution,
  254. and function Ann. Rev. Fish Diseases 2: 123–148.
  255. https://doi.org/10.1016/0959-8030(92)90060-B
  256. Ellis AE (1977) The leucocytes of fish: A review. J Fish
  257. Biol 11: 453–491.
  258. Манских ВН (2004) Морфологическая характеристи-
  259. ка клеток крови и их участие в воспалительной реак-
  260. ции у верховок (Leocaspius delineatus). Акт пробл биол
  261. мед экол 3 (1): 176–177. [Manskikh VN (2004) Morphological
  262. characteristics of blood cells and their participation
  263. in the inflammatory response in sunbleaks (Leocaspius
  264. delineatus). Act Probl Biol Med Ecol 3 (1): 176–177.]
  265. Манских ВН (2007) Спонтанные неоплазмы крови
  266. у бесхвостых амфибий. Вопр онкол 53 (4): 491–492.
  267. [Manskikh VN (2007) Spontaneous blood neoplasia in
  268. tailless amphibians. Vopr Oncol 53 (4): 491–492.]
  269. Remijsen Q, Kuijpers TW, Wirawan E, Lippens S, Vandenabeele
  270. P, Vanden Berghe T (2011) Dying for a cause: NETosis,
  271. mechanisms behind an antimicrobial cell death modality.
  272. Cell Death Differ 18(4):581–588.
  273. https://doi.org/10.1038/cdd.2011.1
  274. Гольдберг ЕД (1989) Справочник по гематологии.
  275. Томск.: Издательство Томского университета. [Goldberg
  276. ED (1989) Handbook of hematology. Tomsk.: Tomsk
  277. University Publishing House. (In Russ).]
  278. Zawarzin AA (1925) Der Parallelismus der Strukturen als
  279. ein Grundprinzip der Morphologie. Z wiss Zool 124 (1):
  280. 118–212. [Zawarzin AA (1925) Parallelism of structures as
  281. a fundamental principle of morphology. Z wiss Zool 124
  282. (1): 118–212. (In Germ).]
  283. Заварзин АА (1934) Об эволюционной динамике тка-
  284. ней. Арх биол наук (сер. А) 36 (1): 3–64. [Zavarzin AA
  285. (1934) On the evolutionary dynamics of tissues. Arch Biol
  286. Nauk (ser. A) 36 (1): 3–64. (In Russ).]
  287. Tavares-Dias M (2006) Cytochemical method for staining
  288. fish basophils. J Fish Biol 69 (1): 312–317.
  289. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.2006.01106.x
  290. Lee JJ, McGarry MP (2006) When is a mouse basophil not
  291. a basophil? Blood 109(3): 859–861.
  292. https://doi.org/10.1182/blood-2006-06-027490
  293. Yoshikawa S, Miyake K, Kamiya A, Karasuyama H (2020)
  294. The role of basophils in acquired protective immunity to
  295. tick infestation. Parasite Immunol 43(5): e12804.
  296. https://doi.org/10.1111/pim.12804
  297. Pellefigues C, Mehta P, Prout MS, Naidoo K, Yumnam B,
  298. Chandler J, Chappell S, Filbey K, Camberis M, Le
  299. Gros G (2019) The Basoph8 Mice Enable an Unbiased
  300. Detection and a Conditional Depletion of Basophils.
  301. Front Immunol 10: 2143.
  302. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02143
  303. Laurent LR, Karasuyama H, Tsai M, Galli SJ (2014)
  304. Important Role For Mast Cells But Not Basophils In An
  305. Adjuvant-Free Model Of Active Anaphylaxis In Mice. J
  306. Allergy Clin Immunol 133 (2): AB62.
  307. Kokhanyuk B, Bodo K, Setalo Jr G, Nemeth P, Engelmann P
  308. (2021) Bacterial Engulfment Mechanism Is Strongly
  309. Conserved in Evolution Between Earthworm and Human
  310. Immune Cells. Front Immunol 12: 733541.
  311. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.733541
  312. ЖУРНАЛ ЭВОЛЮЦИОННОЙ БИОХИМИИ И ФИЗИОЛОГИИ том 61 № 3 2025
  313. 176 МАНСКИХ
  314. Schreier S, Triampo W (2020) The Blood Circulating Rare
  315. Cell Population. What is it and What is it Good For? Cells
  316. 9(4): 790.
  317. https://doi.org/10.3390/cells9040790
  318. Bichat X (1827) Traite des membranes en general et de
  319. diverses membranes en particulier Nouv. ed. / revue et
  320. augm. de notes par M. Magendie. Paris: Mequignon-Marvis.
  321. [Bichat X (1827) Treatise on membranes in general
  322. and various membranes in particular. New ed. / revised
  323. and augmented with notes by M. Magendie. Paris:
  324. Mequignon-Marvis. (In French).]
  325. Мирзоян ЭН (1980) Развитие основных концепций
  326. эволюционной гистологии. М.: Наука. [Mirzoyan EN
  327. (1980) Development of the Basic Concepts of Evolutionary
  328. Histology. Moscow.: Nauka. (In Russ).]
  329. Манских ВН (2004) Очерки эволюционной онколо-
  330. гии. Томск.: Издательство СибГМУ. [Manskikh VN
  331. (2004) Essays on evolutionary oncology. Tomsk.: Publishing
  332. House of Siberian State Medical University. (In Russ).]
  333. Stark BC, Dikshit KL, Pagilla KR (2012) The Biochemistry
  334. of Vitreoscilla hemoglobin. Comput Struct Biotech J
  335. 3 (4): e201210002.
  336. https://doi.org/10.5936/csbj.201210002
  337. Evolutionary Developmental Biology. A Reference Guide
  338. (2020) Ed. de la Rosa LN, Muller GB. Springer.
  339. https://doi.org/10.1007/978-3-319-32979-6

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025