中國沿岸13荔枝螺的齒舌形態(tài)分析

黃建榮, 丁少雄, 王德祥, 柯才煥

(廈門大學(xué) 海洋與地球?qū)W院, 福建 廈門 361005)

荔枝螺屬隸屬于腹足綱 (Gastropoda)、骨螺科(Muricidae), 由于大部分棲息在巖石相潮間帶, 在臺灣等地區(qū)亦稱為“巖螺”(rock shell)[1]。荔枝螺為肉食性動物, 主要攝食龜足、藤壺、牡蠣幼貝或其他小型腹足類[2]。齒舌(Radulas)是荔枝螺的重要攝食器官,位于口吻部(Buccal mass)的齒舌囊(Radularsac)中。在腹足類中, 由于齒舌結(jié)構(gòu)中齒片形狀、排列方式、數(shù)目等在同科或同屬中有一定的規(guī)律, 因此齒舌是腹足類分類的重要依據(jù)之一[3-6]。

有關(guān)荔枝螺的分類研究有很久的歷史, 早在1798荔枝螺屬(Thais(R?ding))被正式確立為一個屬的階元。但是此后的研究過程中該類生物的劃分在骨螺科階元下, 亞科、屬以及亞屬等較低級的單元劃分一直存在爭議[4]。在我國的最新研究中, 張素萍等依據(jù)貝殼形態(tài)將此類中的 20個種劃分為紅螺亞科(Rapaninae)下荔枝螺屬(Thais)中的3個亞屬[7]。但在國際最新研究中, Claremont等根據(jù)分子進化分析將本屬的大部分種類分別劃分為紅螺亞科下 7個不同屬[8]。齒舌的研究中, 陳志云等[9]曾對浙江省沿岸 3種常見荔枝螺的齒舌結(jié)構(gòu)進行分析, 但不能反映種類較多的中國沿岸荔枝螺齒舌結(jié)構(gòu)的全貌。

研究利用掃描電鏡觀察了中國沿海記載的13種荔枝螺的齒舌形態(tài)和排列方式, 通過齒舌形態(tài)對該類生物的分類劃分進行討論, 并通過齒舌中央齒上小齒的數(shù)目和著生位置討論了齒舌的對稱性、可變性和作為分類依據(jù)的適用性。為存在爭議的中國沿海荔枝螺的分類提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本研究選取中國沿海歷史記載中13種荔枝螺作為研究對象, 所有樣品材料均為活體, 采自中國沿海秦皇島至西沙晉卿島等不同海域, 每個種選取 5個樣品進行解刨獲取齒舌, 并測量所有樣品的殼長數(shù)據(jù), 計算平均值(表1)。

1.2 齒舌的制備

沿荔枝螺生長方向拉出其軟體部分, 取出其吻部, 解剖獲得齒舌放入10%的NaOH溶液浸泡過夜, 期間震蕩數(shù)次。取出齒舌, 用蒸餾水沖洗兩次,將齒舌浸泡在0.2 mol/L PBS中使用超聲波清洗儀清洗10 min。清洗后的齒舌用2.5%的戊二醛固定齒舌1～2 h, 再分別在30%、50%、75%、100%的乙醇溶液中脫水 10～20 min, 乙醇: 乙酸異戊酯比例為 1:1 的溶液浸泡 10～20 min, 然后在 100%乙酸異戊酯中浸泡 10～20 min。干燥, 鍍金, 用掃描電子顯微鏡(JSM-6390)觀察齒舌的正面和反面,測量及記錄[9]。

2 結(jié)果

2.1 荔枝螺屬13個種齒舌的電鏡掃描結(jié)果及描述

荔枝螺屬的齒舌尖銳鋒利, 橫排和縱排排列整齊。每一橫排的齒片左右對稱, 具中央齒(ct-central tooth)1枚和側(cè)齒 (lt-lateral tooth)2枚, 無緣齒, 齒舌式均為 0:1:1:1:0。中央齒中間齒(cc-central cusp)都很尖銳突出, 中央齒上布滿小齒, 大部分為位于中央齒側(cè)齒(lc-lateral cusp)內(nèi)側(cè)的側(cè)齒內(nèi)小齒(idlcinner denticle on lateral cusp)和中央齒側(cè)齒外側(cè)或中央齒側(cè)齒與中央齒緣齒之間基部的中央齒側(cè)齒外小齒 (odlc-outer denticle on lateral cusp), 有些種類中央齒緣齒(mc-marginal cusp)上也具有緣齒內(nèi)小齒(md-marginal denticle)(如黃口荔枝螺、蟾蜍荔枝螺)。以下是13種荔枝螺齒舌的描述和齒舌形態(tài)數(shù)據(jù)的平均值(圖1、表2)。

表1 本研究選用樣品信息Tab. 1 Information of samples

表2 13種荔枝螺的齒舌形態(tài)數(shù)據(jù)Tab. 2 The morphological data of radula in 13 species of Thais (μm)

圖1 13種荔枝螺齒舌形態(tài)掃描電鏡觀察Fig. 1 SEM photographs of the radula characteristics of 13 species of Thais

疣荔枝螺(圖 1A、a): 中央齒基部寬, 中央齒中間齒尖錐形, 長度為中央齒寬度 2/3; 中央齒側(cè)齒尖錐形, 長度為中間齒寬度2/5 , 單側(cè)具1枚指尖狀側(cè)齒內(nèi)小齒和5～6枚尖銳側(cè)齒外小齒, 有3～4枚側(cè)齒外小齒位于側(cè)齒和緣齒間基部; 中央齒緣齒指狀, 頂端圓; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 較粗短, 長度為中央齒寬度2/3 。

黃口荔枝螺(圖 1B、b): 與疣荔枝螺相似, 中央齒分叉幅度較大, 小齒數(shù)目多。中央齒基部寬, 中央齒中間齒呈尖錐形, 長度約為中央齒寬度的 1/2; 中央齒側(cè)齒為指狀, 長度約為中央齒寬度 2/5, 頂端尖, 單側(cè)具1枚指狀側(cè)齒內(nèi)小齒和 6～8枚尖齒狀側(cè)齒外小齒。中央齒緣齒矮短, 頂端較圓滑, 具1～2枚緣齒內(nèi)小齒; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 長度約為中央齒寬度2/3。

瘤荔枝螺(圖1C、c): 與前兩者較相似。中央齒基部寬, 中間齒尖錐形, 長度為中央齒寬度 1/2 ; 中央齒側(cè)齒尖錐形, 長度為中央齒寬度 1/3 , 單側(cè)具 1枚指尖狀側(cè)齒內(nèi)小齒和 6～7枚尖銳側(cè)齒外小齒, 有 3～4枚側(cè)齒外小齒位于側(cè)齒和緣齒間基部; 中央齒緣齒指狀, 頂端圓; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 長度為中央齒寬度4/5 。

蠣敵荔枝螺(圖 1D、d): 中央齒基部寬, 中間齒尖勾錐形, 頂端往內(nèi)勾, 長度為中央齒寬度1/2 ; 中央齒側(cè)齒基部寬, 頂端尖銳, 長度為中央齒寬度 1/3,單側(cè)具1枚不明顯突起狀側(cè)齒內(nèi)小齒和3～4枚尖突狀側(cè)齒外小齒; 中央齒緣齒較矮, 基部寬; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 較細長, 長度為中央齒寬度4/5。

爪哇荔枝螺(圖 1E、e): 與蠣敵荔枝螺的齒舌相似。中央齒中間齒尖勾錐形, 長度為中央齒寬2/3; 中央齒側(cè)齒基部寬, 扁平狀, 長度為中間齒寬度1/3 , 單側(cè)具1枚指狀側(cè)齒內(nèi)小齒和4枚尖銳指狀側(cè)齒外小齒,有 2枚側(cè)齒外小齒位于中央齒側(cè)齒和中央齒緣齒間基部; 中央齒緣齒橢圓錐形, 頂端圓; 側(cè)齒呈鐮刀狀,前端細長彎曲, 長度為中央齒寬度3/5。

多角荔枝螺(圖1F、f): 中央齒寬, 中央齒中間齒呈三角錐形, 長度為中央齒寬度 3/5; 中央齒側(cè)齒錐形, 長度為中間齒寬度1/2 , 單側(cè)具1枚錐狀側(cè)齒內(nèi)小齒和3～4枚尖齒狀側(cè)齒外小齒; 緣齒較小; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 細長, 長度約與中央齒寬度等長。

多皺荔枝螺(圖 1G、g): 中央齒發(fā)達尖銳, 基部凸起, 中央齒中間齒呈勾錐形, 長度為中央齒寬度4/5;中央齒側(cè)齒尖錐形, 長度為中間齒寬度 1/2, 單側(cè)具 1枚側(cè)齒內(nèi)小齒和 3枚齒狀側(cè)齒外小齒; 中央齒緣齒尖錐形; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 中間部位呈 90°彎曲, 長度約為中央齒寬度2/3。

角瘤荔枝螺(圖 1H、h): 中央齒比較尖銳, 中央齒基部較寬。中央齒中間齒呈尖錐形, 長度為中央齒寬度2/3 ; 中央齒側(cè)齒頂端朝外側(cè)彎曲, 長度為中央齒寬度 1/3, 基部單側(cè)具 1枚指尖狀側(cè)齒內(nèi)小齒和6～7枚齒狀側(cè)齒外小齒; 中央齒緣齒錐形; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 中間部位呈90°彎曲, 長度為中央齒寬度2/3 。

蟾蜍荔枝螺(圖1I、i): 中央齒非常發(fā)達, 各齒尖尖而長, 布滿小齒。中央齒中間齒尖錐形, 齒尖尖銳細長, 略朝內(nèi)側(cè)勾, 長度約為中央齒寬度 2/3; 中央齒側(cè)齒尖長, 長度約為中央齒寬度 1/2, 布滿側(cè)生小齒, 單側(cè)數(shù)量為6～8枚, 且小齒尖銳而長; 中央齒緣齒尖錐形, 稍向外彎曲; 側(cè)齒鐮刀狀, 基部寬, 尾端細長, 長度略長于中央齒寬度。

紅豆荔枝螺(圖1J、j): 中央齒較簡單, 分叉較少, 不具小齒, 寬度窄。中央齒中間齒三角錐形, 長度為中央齒寬度2/3; 中央齒側(cè)齒尖錐形, 頂端尖銳, 長度為中央齒寬度1/2, 不具側(cè)生小齒; 無中央齒緣齒; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 中間部位呈90°彎曲, 長度與中央齒寬度相當。

刺荔枝螺(圖1K、k): 與紅豆荔枝螺齒舌相似。中央齒中間齒呈錐形, 長度為中央齒寬度 2/3; 中央齒側(cè)齒呈長指狀, 前段向外勾, 長度為中央齒寬度1/2, 單側(cè)側(cè)生小齒數(shù)僅具 1枚刀片狀側(cè)齒內(nèi)小齒和2～3枚不太明顯的矮小凸起狀側(cè)齒外小齒; 不具中央齒緣, 但在中央齒側(cè)齒的基部外側(cè), 有一明顯的突起, 生長方向與齒舌正向相反; 側(cè)齒鐮刀狀, 尾端鉤狀, 長度略長于中央齒寬。

桃荔枝螺(圖1L、l): 與蟾蜍荔枝螺齒舌較相似,中央齒非常發(fā)達, 各齒尖尖銳。中央齒中間齒尖錐形,長度為中央齒寬度1/2; 中央齒側(cè)齒指狀, 頂端尖銳,長度為中間齒寬度的 2/5, 中央齒側(cè)齒和緣齒上布滿側(cè)生小齒, 單側(cè)數(shù)量為7～8枚, 小齒長; 側(cè)齒鐮刀狀,尾端鉤狀, 長度較短, 約為中央齒寬度的1/2。

可變荔枝螺(圖 1M、m): 中央齒基部較寬, 中央齒中間齒尖銳呈尖錐形, 頂端尖銳, 長度為中央齒寬度 3/5; 中央齒側(cè)齒較寬, 指狀, 頂端尖, 長度為中央齒寬度2/5 , 單側(cè)具1枚短尖側(cè)齒內(nèi)小齒和3～4枚片狀側(cè)齒外小齒, 有2枚位于中央齒側(cè)齒與中央齒緣齒間基部; 中央齒緣齒較窄, 與中央齒側(cè)齒外小齒形狀相似, 但長度為其兩倍; 側(cè)齒呈鐮刀狀, 長度為中央齒寬度4/5。

2.2 荔枝螺齒舌的種間差異

荔枝螺屬的中央齒基部都較寬, 具 1枚中央齒中間齒, 2枚中央齒側(cè)齒。本研究種類中中央齒的分叉有兩種類型, 其中紅豆荔枝螺和刺荔枝螺 2種的中央齒為三分叉型, 無中央齒緣齒或不明顯,其11種均有兩枚中央齒緣齒, 為兩端分叉型。所有種類的中央齒都很尖銳, 但各小齒的形態(tài)有差別, 其中中央齒緣齒的形狀差異較大, 有些如蟾蜍荔枝螺較細長尖銳, 有些如爪哇荔枝螺較短小。各種間中央齒上的側(cè)生小齒的數(shù)目和形狀都有明顯的區(qū)別, 其中紅豆荔枝螺的中央齒上不具側(cè)生小齒, 刺荔枝螺僅具一枚明顯的齒片狀側(cè)齒內(nèi)小齒, 其余種類都具有較多的形態(tài)不一的中央齒側(cè)生小齒。此外, 僅刺荔枝螺的中央齒側(cè)齒基部外側(cè)有 1明顯的突起。所有種類的側(cè)齒結(jié)構(gòu)均比較簡單, 細長彎曲呈鐮刀狀, 但與中央齒基部寬度的比例及彎曲程度有區(qū)別。綜上, 本研究13個種類中, 蟾蜍荔枝螺的齒舌最為發(fā)達, 小齒數(shù)目非常多且明顯; 紅豆荔枝螺和刺荔枝螺的齒舌結(jié)構(gòu)與其余11個種類有較大的區(qū)別。

3 討論

3.1 齒舌結(jié)構(gòu)與食性分析

齒舌是軟體動物重要的的攝食器官, 其齒片的形態(tài)與貝類的食性相符合, 齒舌會依循攝食對象的不同而有不同的形狀、大小和齒式。而新腹足目的種類大部分為肉食性, 缺乏緣齒[3]。肉食性的軟體動物的齒舌相對簡單但強壯, 齒端尖銳; 而草食性及雜食性的種類的齒舌相對齒片較多, 齒端較鈍[10]。本研究的荔枝螺屬 13個種的齒舌齒式簡單, 無緣齒,齒片強壯尖銳與其食肉性 (主要以牡蠣幼貝、藤壺、貽貝等為食)的攝食習(xí)性相吻合[7]。

3.2 齒舌對稱性

以往的研究表明齒舌的結(jié)構(gòu)一般是穩(wěn)定的, 且是對稱的。但齒舌存在可變性, 不同的生長階段或不同的季節(jié)、生活溫度都會對齒舌的大小、形狀、小齒數(shù)量等產(chǎn)生變化或差異[11]。有研究表明不同的性別也會對齒舌的大小、形態(tài)等特征產(chǎn)生差異[12]。在本次研究中所以種類的齒舌中央齒中間齒、中央齒側(cè)齒、中央齒緣齒及側(cè)齒都是兩側(cè)對稱的, 且同種之間的形態(tài)一致。但側(cè)生小齒存在一定的可變性, 大部分種類同種間的齒舌中央齒側(cè)生小齒數(shù)量和生長位置存在差異。如疣荔枝螺中央齒側(cè)齒外小齒上的數(shù)目為 5～7枚不等, 但每個個體的具體位置和某位置的小齒數(shù)均有差異。而且側(cè)生小齒不對稱(如圖 1a),疣荔枝螺的中央齒側(cè)齒上, 左側(cè)具 1枚側(cè)齒內(nèi)小齒,但另一側(cè)卻不具有小齒。綜上, 荔枝螺的齒舌結(jié)構(gòu)除中央齒上的側(cè)生小齒外, 其余小齒均較穩(wěn)定, 且對稱, 同時表明側(cè)生小齒不可作為本類生物的分類依據(jù)。

3.3 齒舌形態(tài)及系統(tǒng)分類

一般情況下軟體動物近緣種的齒舌結(jié)構(gòu)和特征相似[5,13]。本研究對象13個種的齒舌式均為0∶1∶1∶1∶0, 每一橫列均具有 1枚中央齒和兩枚側(cè)齒,無緣齒, 緣齒均為鐮刀狀。但在中央齒各分叉齒尖的大小、形狀、小齒數(shù)目和形狀有區(qū)別, 中央齒緣齒的形狀及大小也有較大的差異, 紅豆荔枝螺和刺荔枝螺無中央齒緣齒。此前Cernohorsky等[14]認為荔枝螺屬的種類中央齒從三分叉 (Manciella亞屬型)進化為中央齒兩側(cè)分叉、齒尖上具多個小齒、中央齒緣齒強壯的兩端分叉型 (Thais亞屬和Thalessa亞屬)。本研究對象中紅豆荔枝螺和刺荔枝螺不具緣齒為較原始簡單的三分叉型, 與這兩種經(jīng)常被劃分為Manciella亞屬相符, 其余均為中央齒兩端分叉。而且紅豆荔枝螺和刺荔枝螺中央齒的形態(tài)特征也與其余種類差異較大, 側(cè)生小齒數(shù)目差異更明顯。紅豆荔枝螺與刺荔枝螺的貝殼外部形態(tài)很相似, 但與別的種類形態(tài)差異較大, 分子水平的分析結(jié)果也顯示紅豆荔枝螺與刺荔枝螺的親緣關(guān)系很近, 但與別的種類進化關(guān)系較遠[8]。紅豆荔枝螺和刺荔枝螺與其他中國沿海荔枝螺種類無論是貝殼形態(tài)、齒舌還是分子發(fā)育水平, 差異都是較大, 已達到屬間的區(qū)別。中國歷史記載中將這些種類歸于荔枝螺屬(Thais), 但存在一定的爭議, 國際最新的研究中Claremont等將該屬的種類歸類于紅螺亞科下 7個不同的屬, 筆者根據(jù)對我國沿岸分布的13種荔枝螺的齒舌形態(tài)進行分析,結(jié)合 COI和 16S rDNA+COI基因的系統(tǒng)發(fā)育分析,也傾向于認為這些種類之間的關(guān)系已不能局限于屬內(nèi)種間關(guān)系, 達到屬間關(guān)系的水平, 其中紅豆荔枝螺和刺荔枝螺可歸于紅螺亞科Manciella屬。

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