中華鱘腦的形態(tài)學(xué)觀察

柴 毅,王道飛 (長江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,湖北荊州434025)

魚類的腦分為5個部分,即端腦、間腦、中腦、小腦和延腦。其中端腦包括嗅球、嗅束和大腦半球3部分。目前國內(nèi)關(guān)于魚腦的研究主要見于宏觀形態(tài)學(xué)和組織學(xué)方面[1-6],國外研究中主要集中在整個腦部或者端腦形態(tài)結(jié)構(gòu)和發(fā)育過程[7-10]。中華鱘 (Acipenser sinensis)屬于硬骨魚綱、軟骨硬鱗總目、鱘形目、鱘科、鱘屬,是我國國家一級重點保護動物,國際自然保護聯(lián)盟 (IUCN)瀕危級別 (Endangered,EN)物種,國際瀕危動植物種貿(mào)易公約 (CT TES)附錄Ⅱ保護物種,是具有典型江海洄游習(xí)性、洄游距離最長、生長最快、體型最大、卵徑最大的鱘種之一[11-13]。本研究通過對中華鱘腦的形態(tài)學(xué)觀察,以補充中華鱘生理學(xué)的形態(tài)基礎(chǔ)知識,為下一步進而探索其各種行為活動提供理論依據(jù),為保護中華鱘積累基礎(chǔ)理論知識。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗魚來源于長江水產(chǎn)研究所中華鱘繁育基地,為中華鱘幼魚,共3尾,體長80～100cm,體重8～10kg,腦部結(jié)構(gòu)完整。

1.2 試驗方法

將中華鱘的頭部用常規(guī)方法解剖,打開顱腔,吸去腦周圍的脂肪,向顱內(nèi)滴入20%甲醛對腦組織作初步固定之后,取出完整的腦,先浸泡于20%的甲醛中,24h后在移入10%甲醛中保存,隨后觀察其腦的組成并繪圖。

2 結(jié)果與分析

圖1為中華鱘腦在頭部位置的示意圖。由圖1可見,中華鱘腦位于鼻孔后方和鰓部前方之間。

圖1 中華鱘腦在頭部位置的示意圖

圖2為中華鱘腦的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖。由圖2可見,中華鱘的腦分為端腦、間腦、中腦、小腦和延腦等5部分。端腦由嗅葉、嗅束和左右端腦半球組成。嗅葉不分化,緊貼在大腦的前方,而嗅葉前方有一對較長的神經(jīng)與嗅囊相連。間腦位于大腦后方,常被中腦的一對視葉所遮蓋。中腦位于間腦的后背方。小腦前連中腦后接延腦,比中腦大。延腦是中華鱘腦的末端,前連小腦,后連脊髓,呈長三角形。

圖2 中華鱘腦的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖

圖3為中華鱘腦的側(cè)面觀。由圖3可見,從側(cè)面可以清晰地觀察到嗅神經(jīng)、端腦、小腦、間腦、延腦、視神經(jīng)和腦垂體等部分。

圖3 中華鱘腦的側(cè)面觀圖

3 討論與小結(jié)

本研究表明,中華鱘的腦分為端腦、間腦、中腦、小腦、延腦5部分,保持了硬骨魚腦的基本特征。中華鱘的端腦具嗅覺中樞,比較發(fā)達,由嗅腦和大腦組成,位于腦的最前部。中華鱘腦的嗅葉沒有分化,緊貼在大腦的前方,而嗅葉前方有一對較長的嗅神經(jīng)與嗅囊相連,屬于典型的 “鮭型”嗅葉,是鱸形目魚類所共有的特征。這一結(jié)構(gòu)形態(tài)特點與齊口裂腹魚[5]和鱖魚[8]端腦各部的排列方式相一致,而與王典群[9]所描述的端腦由嗅球、嗅束和端腦半球組成,嗅葉分化成嗅球和嗅束,嗅球緊靠嗅囊,借細長的嗅束連在大腦上,屬典型的鯉科魚嗅葉有所不同。中華鱘具有江海洄游習(xí)性,嗅覺在洄游過程中具有探索洄游路線的作用,因此具有發(fā)達的端腦和 “鮭型”嗅葉是適應(yīng)其洄游習(xí)性的結(jié)果。

與白鰱[9]相比,中華鱘的中腦較小,小腦和延腦卻較大。造成這種差異的原因可能是:首先在生活習(xí)性方面,中華鱘是屬于典型的底棲和夜間覓食的魚類,在攝食時候,中華鱘的嗅覺可以對遠、近距離的食物發(fā)生反應(yīng),從而對黑暗條件下視覺攝食進行補充,而白鰱屬濾食性魚類,嗅覺在覓食過程中的作用不大。其次,中華鱘屬典型的溯河洄游性魚類,上溯數(shù)千千米抵達長江上游進行產(chǎn)卵繁殖,這種高強度、長時間的遠途洄游需要發(fā)達的小腦協(xié)調(diào)魚鰭和魚尾及機體各部分肌肉的運動,并維持魚體的平衡,而白鰱的生活史中并無如此高強度和長距離的洄游現(xiàn)象。另外曾有研究表明,洄游的定向性除與遺傳性有關(guān)外,高靈敏度和選擇性的嗅覺,在引導(dǎo)生殖洄游性魚類數(shù)年之后歷程數(shù)千里回歸原出生地起了很大作用。

由于試驗用的中華鱘只有9月齡大小,腦部各器官還沒有發(fā)育完善,故本研究對腦的形態(tài)研究尚顯不足。因為隨著中華鱘的成長和活動能力的增強,腦的形態(tài)也會發(fā)生一定變化。若結(jié)合其生活習(xí)性,進一步研究中華鱘成體腦的組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu),了解其結(jié)構(gòu)與行為之間的關(guān)系,可為保護和拯救中華鱘這一珍稀瀕危的 “活化石”提供科學(xué)依據(jù)。

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