鴨綠江茴魚鰓的掃描電鏡觀察

趙玉敏，孫珩，喬淑芬，王艷萍(通化師范學(xué)院生物系，吉林通化134002)

鴨綠江茴魚鰓的掃描電鏡觀察

趙玉敏，孫珩，喬淑芬，王艷萍
(通化師范學(xué)院生物系，吉林通化134002)

用掃描電鏡對(duì)鴨綠江茴魚(Thymallus arcticus yaluensis)鰓的表面結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了詳細(xì)的觀察.結(jié)果表明:鰓耙、鰓弓、鰓絲及鰓小片細(xì)胞都有不同形狀的隆嵴和刻紋等結(jié)構(gòu);鰓耙上有兩種刺狀骨質(zhì)突起;鰓弓上有大小不同的空洞;鰓小片的上皮細(xì)胞表面凸凹不平;鰓絲上皮細(xì)胞隆起和刻紋較為發(fā)達(dá)，這些形態(tài)結(jié)構(gòu)是與它的生理功能及生活習(xí)性密切相關(guān)的.

鴨綠江茴魚;鰓;掃描電鏡

鴨綠江茴魚(Thymallus arcticus yaluensis)屬鮭形目，茴魚科，茴魚屬.俗稱青鱗子，是鴨綠江上游十八道溝以上江段及其支流的特有魚種，是長白山水系名貴、珍稀、瀕危、野生的冷水性魚類，均為野生種類.主食水中昆蟲，生長緩慢，肉質(zhì)細(xì)嫩.在我國除了鴨綠江茴魚以外，還有另外兩個(gè)茴魚亞種:一種是產(chǎn)于黑龍江的黑龍江茴魚(Thymallus arcticus grubei)，還有一種是產(chǎn)于新疆額爾齊斯河流域的北極茴魚(Thymallus arcticus arcticus).上述三亞種的外形和習(xí)性頗為相似，只是地理分布不同而已.對(duì)黑龍江茴魚和北極茴魚結(jié)構(gòu)研究的比較多，而對(duì)鴨綠江茴魚結(jié)構(gòu)研究比較少.在對(duì)魚鰓形態(tài)結(jié)構(gòu)研究中，有不少學(xué)者做過相關(guān)報(bào)道，周偉等［1］以杞麓湖的鯉屬鰓耙為材料，探討同域型物種分化在鰓耙超微結(jié)構(gòu)上的表達(dá).孫京田等［2、3］對(duì)烏鱧和胡子鯰鯉鰓的形態(tài)結(jié)構(gòu)作了研究，但對(duì)鴨綠江茴魚鰓表面形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的研究未見報(bào)道.為研究鴨綠江茴魚鰓的表面適應(yīng)呼吸功能及生活習(xí)性的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文用掃描電鏡對(duì)鴨綠江茴魚鰓的表面亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)特征作了觀察和研究，以期為鴨綠江茴魚的生物學(xué)特性研究及深入探討魚類的呼吸機(jī)理，為鰓表面亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)研究提供依據(jù).

1 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)材料取自鴨綠江上游長白鎮(zhèn)大梨樹一段.取材動(dòng)物為鴨綠江茴魚，全長20cm左右，體重300g左右.當(dāng)?shù)貪O民多在洄游期對(duì)鴨綠江茴魚進(jìn)行捕撈.因此取材時(shí)間選為5月下旬或9月中旬.

2 掃描電鏡生物樣品制備

把活體鴨綠江茴魚處死，取魚鰓1cm左右，放入2.5%戊二醛固定液中固定24h，放入4℃冰箱保存.將固定后的樣品置于磷酸緩沖液中，對(duì)樣品漂洗.漂洗后的樣品放入梯度乙醇中進(jìn)行脫水，再選用乙酸異戊酯作為中間液，以取代樣品中的乙醇.應(yīng)用日立HCP－2型CO2臨界點(diǎn)干燥儀進(jìn)行干燥處理，采用KYKY SBC－2型多功能表面處理機(jī)對(duì)干燥后樣品表面進(jìn)行鍍膜.樣品表面被噴鍍一層約厚約10～25nm的金，把噴金后的樣品，放入日立S－3000N型掃描電子顯微鏡中進(jìn)行觀察.

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 鰓的基本結(jié)構(gòu)

鴨綠江茴魚鰓的基本結(jié)構(gòu)與其它硬骨魚類鰓的基本結(jié)構(gòu)相似，主要分為鰓耙、鰓弓和鰓絲(圖1).在鰓弓的內(nèi)側(cè)各長有兩列鰓耙，鰓耙是魚類重要的濾食器官，其上特化有骨質(zhì)突起，對(duì)于食性不同的魚而言，骨質(zhì)突起有明顯的差別，因而鰓耙的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以作為重要的分類依據(jù)［4－6］.每一個(gè)鰓弓外側(cè)都有兩片鰓瓣，每個(gè)鰓瓣由許多鰓絲排列而成，鰓絲著生有許多重疊排列的鰓小片，鰓小片是呼吸的基本結(jié)構(gòu)和功能單位，每個(gè)鰓小片上都有入鰓和出鰓血管，其血流方向與水流方向相反，血液與水間的氣體交換就是在鰓小片上進(jìn)行的.

3.2 鰓表面亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)的特征

3.2.1 鰓耙表面亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)

鴨綠江茴魚的鰓耙較為特殊，內(nèi)外兩列鰓耙表面形態(tài)有所不同，上面有刺狀骨質(zhì)突起，一種刺狀骨質(zhì)突起光滑，規(guī)則排列在鰓耙表面(圖2)，另一種刺狀骨質(zhì)突起規(guī)則排列在鰓耙基部，其基部有很多象牙狀突起(圖3).上皮細(xì)胞表面較為光滑(如圖4).

3.2.2 鰓弓表面亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)

鰓弓(圖1)表面上皮細(xì)胞表面形態(tài)在近鰓耙面和近鰓弓面有明顯差別，近鰓耙側(cè)的鰓弓上皮細(xì)胞表面特化成瓦楞狀(圖5)，表面分布有大小不同的空洞(圖6)，近鰓絲側(cè)的鰓弓上皮細(xì)胞沒有小孔，但其表面上有各種形態(tài)的分泌物(圖7).

3.2.3 鰓絲和鰓小片表面亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)

鰓絲(圖1)表面著生有許多排列整齊的鰓小片，鰓小片為倒“V”形，面積大(圖8).鰓小片上皮細(xì)胞表面有較密集刻紋(圖9).相鄰鰓絲上的鰓小片彼此互相咬合，如拉鏈一樣，其斷裂處鰓絲上皮細(xì)胞表面凸凹不平，兩側(cè)有梳狀結(jié)構(gòu)(圖10)，增大了鰓絲的表面積.在鰓絲上還有水孔分布(圖11)，及其血管分布(圖12).

4 討論與分析

文中利用掃描電鏡對(duì)鴨綠江茴魚鰓的亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行觀察，結(jié)果證明鴨綠江茴魚在亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)特征方面表現(xiàn)出了與其生理功能相適應(yīng)的特點(diǎn).鰓耙是主要的濾食器官［7］，表面著生有刺狀骨質(zhì)突起，具有撕裂食物的作用，上面的骨質(zhì)突起說明鴨綠江茴魚的主要食物不是靠鰓耙過濾而得，而是主動(dòng)捕食昆蟲.鰓弓［8，9］是支撐鰓耙和鰓絲的主要骨架，鰓弓上皮細(xì)胞表面具有瓦楞狀的刻紋，這種結(jié)構(gòu)能擴(kuò)大與水的接觸面積，可能更有利于水分子的附著.鰓弓的上皮細(xì)胞間表面分布有大小不同的小孔，分析是腺體，可能分泌粘液填塞于刻紋的間隙中，使整個(gè)粘液保護(hù)層可緊密地依附于鰓表面.鰓絲表面生有水孔，水孔有利于水的流動(dòng).鰓絲上的鰓小片是魚類進(jìn)行氣體交換的主要場(chǎng)所，是完成氣體交換功能的最基本的結(jié)構(gòu)單位［10，11］.通過觀察可以看出鴨綠江茴魚的鰓小片細(xì)胞表面凸凹不平，細(xì)胞表面有刻紋.這些細(xì)微結(jié)構(gòu)既可以增大腺體分泌粘液的接觸面積，使粘液能夠緊密附著于鰓小片表面，保護(hù)鰓小片;又可以有效地增加與水的接觸面積，從而提高氣體交換能力.鴨綠江茴魚鰓絲及鰓小片上皮細(xì)胞表面的微細(xì)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，表明鴨綠江茴魚的氣體交換能力較強(qiáng)，可以生活在含氧量較低的中低層水域中.

［1］周偉，劉德勝.杞麓湖鯉屬魚分化在鰓耙超微結(jié)構(gòu)上的表達(dá)［J］.動(dòng)物學(xué)研究，1990，36(3):222－226.

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［3］孫京田，謝英渤.胡子鯰鰓及鰓上器形態(tài)結(jié)構(gòu)掃描電鏡研究［J］.山東師大學(xué)報(bào)，1999，14(2):190－193.

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［10］孫京田，王長通.青魚鰓表面結(jié)構(gòu)特征的掃描電鏡研究［J］.山東科技，2006，8(19):40－43.

［11］李加兒，劉匆，區(qū)又君，等.鯔和鯪鰓絲的掃描電鏡比較觀察［J］.動(dòng)物學(xué)雜志，2005，40(4):74－78.

(責(zé)任編輯:王宏志)

Abstract:The submicroscopicmorphological structure of gill surface of Thymallusarcticus yaluensis is observed and studied in detail by the scanning electronmicroscope.The results demonstrated that the externalmorphological structure of the gill rakes，the gill filaments and the gill arches showed the presence of various features，such as annular ridges and lines;However，There are two spines of bone－like protuberances on the gill rakers;there are holes of different sizes on the gill arches;but the surface of epithelial cells on the gill lamellae is quite uneven;the upliftand sculptured of the gill epithelial cells ismore developed.These morphological characteristics are closed related to its physiological function and lift habits.

Key words:Thymallus arcticus yaluensis;gill;Scanning Electron Microscope(SEM)

A Scanning Electron M icroscopic Observation of Gills of Thymallus arcticus yaluensis

ZHAO Yu－min，SUN Heng，QIAO Shu－fen，WANG Yan－ping
(Department of Biology，Tonghua Normal University，Tonghua，Jilin 134002，China)

Q954

A

1008－7974(2011)04－0031－03

吉林省教育廳自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目［(2006)－105］.

2011－01－17

趙玉敏(1964－)，女，吉林通化人，通化師范學(xué)院生物系教授.