安繼宗,徐海龍,2,3,王彥懷,田源廣,張樹(shù)林,2,3
(1.天津農(nóng)學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院,天津 300384;2.天津市水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300384;3.水產(chǎn)生態(tài)與養(yǎng)殖國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(天津農(nóng)學(xué)院),天津 300384;4.天津市水產(chǎn)技術(shù)推廣站,天津 300221;5.天津奕鳴泉水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司,天津 300480)
消化道是食物運(yùn)輸、消化及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的重要組織器官,其對(duì)食物的消化和吸收直接影響到生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等重要生命活動(dòng)。開(kāi)展消化道結(jié)構(gòu)研究,不僅有助于豐富消化生物學(xué)內(nèi)容,還有助于了解生物體的食性,也是探討魚(yú)類消化及吸收生理機(jī)制的基礎(chǔ)和重要途徑[1]。
口蝦蛄(Oratosquillaoratoria)俗稱蝦爬子、皮皮蝦、螳螂蝦、琵琶蝦等,隸屬節(jié)肢動(dòng)物門,甲殼綱,軟甲亞綱,口足目,蝦蛄科,口蝦蛄屬,是多年生海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)甲殼類,廣泛分布于熱帶及亞熱帶海域,也是我國(guó)海域內(nèi)分布最廣、產(chǎn)量最大的口足類動(dòng)物,在我國(guó)近海5~60 m水深處均有發(fā)現(xiàn)[2]。近年來(lái),隨著口蝦蛄產(chǎn)量在近海捕撈漁獲中的比例逐漸增加,國(guó)內(nèi)學(xué)者就口蝦蛄的群體結(jié)構(gòu)及資源量[3]、形態(tài)特征[4-5]、人工繁育[5]、能量代謝[6]、生存及生長(zhǎng)環(huán)境[7]等方面開(kāi)展了廣泛探討。本研究以渤海灣海捕口蝦蛄為對(duì)象,采用解剖和石蠟切片技術(shù),觀察口蝦蛄消化道組織結(jié)構(gòu)特征,旨在積累口蝦蛄消化生理研究奠定基礎(chǔ),為食性研究和人工繁養(yǎng)提供理論支撐。
實(shí)驗(yàn)用口蝦蛄于2017年5月至2017年10月使用拖網(wǎng)捕自渤海灣,選取體表完整、活力強(qiáng)的個(gè)體6只帶回實(shí)驗(yàn)室,全長(zhǎng)108~171 mm,體重11~65 g。
活體解剖觀察消化道外部形態(tài)結(jié)構(gòu),然后取幽門胃、中腸及中腸腺、后腸,小塊或小段固定于 Bouin 氏液中,梯度濃度乙醇逐級(jí)脫水,石蠟包埋,厚度5 μm連續(xù)切片,HE染色,中性樹(shù)膠封片,Olympus BX51顯微下觀察并拍照。
口蝦蛄的消化系統(tǒng)由消化道和中腸腺組成。消化道包括口、食道、胃、中腸、后腸和肛門??谏嫌幸粚?duì)大顎;食道為連接口與賁門胃的細(xì)小短管;胃由賁門胃和幽門胃組成,賁門胃呈囊狀結(jié)構(gòu),位于前部,幽門胃較窄小,位于后部;中腸起始于頭胸甲后部至第5腹節(jié),為細(xì)小直管,幽門胃和中腸相連接的地方背側(cè)突出形成一對(duì)中腸盲囊;從第6腹節(jié)開(kāi)始,腸道逐漸變大為后腸,開(kāi)口于尾扇部分腹面的肛門。口蝦蛄中腸腺較發(fā)達(dá),始于頭胸甲中后區(qū),止于尾扇末端,將幽門胃、中腸和后腸包裹其中,且在體節(jié)相連的地方,向左右延伸至體側(cè)緣。
如圖1所示,口蝦蛄的幽門胃腔分為背室和腹室。背室與中腸相接,背室背側(cè)黏膜上皮細(xì)胞呈高柱狀,表面覆蓋薄的幾丁質(zhì)層;腹側(cè)上皮細(xì)胞呈低柱狀,與黏膜下層向胃腔突起形成皺襞,腹側(cè)表面的幾丁質(zhì)層特化為間壺腹嵴。腹室背側(cè)上皮細(xì)胞呈高柱狀,表面的幾丁質(zhì)層較背室背側(cè)黏膜上皮的略厚,并向胃腔內(nèi)形成平行排列的剛毛,與間壺腹脊相對(duì),稱為壺腹上脊。幽門胃肌肉較少,主要為環(huán)肌。
圖1 幽門胃橫切
如圖2所示,口蝦蛄中腸壁自內(nèi)向外分別為上皮組織、結(jié)締組織和肌肉組織。中腸無(wú)幾丁質(zhì)層,腸壁內(nèi)側(cè)向腸腔突出,形成數(shù)條明顯縱褶;上皮細(xì)胞呈柱狀緊密排列,通過(guò)一層薄的結(jié)締組織與中腸腺相連。口蝦蛄后腸腸壁結(jié)構(gòu)與中腸類似,僅腸腔大于中腸腔,后腸上皮細(xì)胞同樣呈柱狀,后腸壁突出進(jìn)入腔內(nèi),形成多個(gè)縱向脊。中腸和后腸外部被中腸腺包裹,口蝦蛄的中腸腺又稱為肝胰腺,由眾多分支的小管組成,各小管之間通過(guò)結(jié)締組織依附。中腸腺上皮細(xì)胞由貯存細(xì)胞、分泌細(xì)胞、吸收細(xì)胞和胚胎細(xì)胞組成。分泌細(xì)胞頂部有一個(gè)大的囊泡,囊泡中有少量的顆粒物質(zhì),可以看到細(xì)胞頂部破裂或崩解;儲(chǔ)存細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中有若干小泡;吸收細(xì)胞呈柱狀,細(xì)胞核大而圓,核仁明顯;胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核與吸收細(xì)胞的類似,大而圓,但胚胎細(xì)胞較小,細(xì)胞頂部達(dá)不到管腔。吸收細(xì)胞和胚胎細(xì)胞的數(shù)量明顯少于分泌細(xì)胞和貯存細(xì)胞。中腸腺內(nèi)較多的腺管最終組合成腺腔,平行于中腸和背腸的兩側(cè),腺管上皮細(xì)胞主要由分泌細(xì)胞和貯存細(xì)胞組成。
石蠟切片方法是組織結(jié)構(gòu)觀察最常用的方法,技術(shù)成熟,被廣泛應(yīng)用。但石蠟切片的操作過(guò)程繁瑣,影響成片的因素較多。朱有法和俞靜英認(rèn)為當(dāng)蠟塊硬度不夠時(shí),容易出現(xiàn)切片橫紋[8]。切片橫紋主要表現(xiàn)為蠟片兩端出現(xiàn)褶皺的現(xiàn)象,而中間因?yàn)橛薪M織支撐,皺褶程度相比兩端會(huì)小一些,甚或不存在;本研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)進(jìn)行切片時(shí),在蠟塊的切面上沿組織左右緣用刀片輕劃一刀,減小蠟片的橫截面積,使組織與兩邊的蠟片接觸減小,從而可以減小甚至避免切出的蠟片出現(xiàn)褶皺的現(xiàn)象,即使當(dāng)切片環(huán)境溫度較高時(shí),該方法的效果也十分明顯,切片后,將蠟片放入溫水中自然展開(kāi)即可。除橫紋外,切片材料脫落也是石蠟切片中普遍存在的現(xiàn)象。進(jìn)行口蝦蛄幽門胃、腸道和中腸腺石蠟切片時(shí),幽門胃更易出現(xiàn)材料脫落的現(xiàn)象,任成林等[9]認(rèn)為脫水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短均可導(dǎo)致切片材料脫落,本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)減少脫水時(shí)間后,切片材料脫落的問(wèn)題得到了明顯改善,說(shuō)明口蝦蛄幽門胃的體積較小,應(yīng)選擇較短的脫水時(shí)間,避免因脫水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致組織變脆變硬而產(chǎn)生材料脫落的問(wèn)題。
從結(jié)構(gòu)組成看,口蝦蛄消化系統(tǒng)與許多十足目動(dòng)物的基本一致[10-13],朱麗巖等[14]研究發(fā)現(xiàn),三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)幼體發(fā)育到Z3時(shí)期開(kāi)始形成胃磨,胃內(nèi)的角質(zhì)層明顯加厚,并出現(xiàn)中齒和側(cè)齒,具備了較強(qiáng)的研磨能力;Factor[15]發(fā)現(xiàn)美洲龍蝦(Metapenaeusbennettae)在發(fā)育到Ⅲ期蚤狀幼體時(shí),胃磨的齒出現(xiàn);王海林等[16]指出中國(guó)對(duì)蝦(Fenneropenaeuschinensis)在M1期時(shí),胃磨初步形成,此時(shí)幼蟲(chóng)的攝食量也相應(yīng)提高;姜永華和顏素芬[17]報(bào)道中國(guó)龍蝦(Panulirusstimpsoni)成體擁有比幼體更完善的胃磨,研磨能力更強(qiáng);說(shuō)明這些十足類生物主要通過(guò)胃磨對(duì)食物進(jìn)行消化研磨的。本研究中對(duì)口蝦蛄的胃進(jìn)行解剖時(shí),發(fā)現(xiàn)胃內(nèi)不存在胃磨的結(jié)構(gòu),而位于胃前端的賁門胃,其增厚的角質(zhì)板兩側(cè)有剛毛排列和角質(zhì)的齒狀結(jié)構(gòu),故認(rèn)為口蝦蛄對(duì)食物的機(jī)械研磨可能是依靠角質(zhì)板與剛毛相互配合完成的,但觀察還發(fā)現(xiàn)口蝦蛄胃壁囊腔中有大量的食物殘?jiān)?,由此推測(cè)口蝦蛄消化食物可能對(duì)研磨的依賴較小。
圖2 中腸及中腸腺橫切