子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育初步觀察

趙長華

（彭水縣農(nóng)業(yè)技術推廣中心，重慶彭水 409600）

子陵吻蝦虎魚（Rhinogobius giurinus）為鱸形目（Perciformes）蝦虎魚亞目（Gobioidei）蝦虎魚亞科（Gobiinae）吻蝦虎魚屬（Rhinogobius）魚類[1]，在中國分布廣泛，除了西藏和新疆，其他各大水系都有分布[2]。成年子陵吻蝦虎魚體長30～100 mm，鰓蓋上方具有3 個感覺管孔；峽部較寬，鰓蓋膜與峽部相連。多棲息在隱蔽的水體環(huán)境中，尤其喜歡棲息在水草豐富的水域[3-4]。因其具有體型較小、顏色艷麗、性情活躍等特點，近年來逐漸成為一種備受人們喜愛的原生觀賞魚品種。目前，已有關于子陵吻蝦虎魚形態(tài)學特征、生物學特性及群體遺傳多樣性的研究報道[3,5]，對胚胎發(fā)育的研究尚未見諸報道。本研究對子陵吻蝦虎魚的胚胎發(fā)育進行了詳細的形態(tài)學觀察和數(shù)據(jù)測量，并對發(fā)育過程各個階段進行顯微拍照記錄，旨在為子陵吻蝦虎魚的人工繁育積累資料，也為其他魚類等有脊椎動物的胚胎發(fā)育研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 親魚選擇

實驗所用親魚來自西南大學水產(chǎn)實訓基地觀賞魚繁育研究室，挑選性成熟個體進行兩兩配對，養(yǎng)于水深30 cm、大小為1 100 mm×500 mm×500 mm 的玻璃水族箱中，在水族箱中布置假山和水草。

1.2 試驗方法

在水族箱中使用恒溫加熱棒進行控溫，每7 d換水1 次。保持pH 值穩(wěn)定在6.5～7.5，水溫保持在(27± 0.5)℃，添加過濾器，避免排泄物污染水質(zhì)。早晚各投喂1 次人工配合飼料，并適量投喂魚蟲和水蚯蚓等活餌料。在水族箱中放置用來繁殖魚類的產(chǎn)卵筒，讓子陵吻蝦虎魚自行產(chǎn)卵受精。將受精卵連同產(chǎn)卵筒一起從水族箱中拿出，放入孵化缸內(nèi)，加入適量甲基藍防止受精卵壞死[6]。胚胎發(fā)育前期每隔20 min從孵化缸中選取顆粒飽滿的受精卵，在解剖鏡下對受精卵進行活體觀察，在胚胎發(fā)育到囊胚期之后，每隔40 min 觀察1 次。觀察的同時拍照記錄并分析形態(tài)特征，同時記下水溫和發(fā)育到各個階段的大致時間，拍照記錄后需立即將用于觀察的受精卵放回水族箱中，以防止溫差過大導致受精卵死亡。

2 結果與分析

子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育各階段的形態(tài)和描述見圖版I和表1。

表1 子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育描述

圖版Ⅰ子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育形態(tài)

（續(xù)）圖版Ⅰ子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育形態(tài)

2.1 卵的形態(tài)

受精卵為淡黃色，呈球形，光滑的卵膜質(zhì)感很薄，且富有彈性。子陵吻蝦虎魚屬黏性卵，在受精卵動物極一端帶有黏液，黏液讓受精卵能夠吸附在產(chǎn)卵基上。受精卵遇水后吸水膨脹，吸水飽和后受精卵的縱軸為1.02～1.14 mm，橫軸為0.75～0.79 mm。

2.2 胚盤形成階段

在水溫27 ℃的孵化環(huán)境下，卵子在受精后0.83 h，卵周隙在受精卵內(nèi)出現(xiàn)，細胞質(zhì)開始向動物極移動集中，逐漸隆起，隨后形成胚盤（見表1、圖1）。

2.3 卵裂階段

孵化環(huán)境穩(wěn)定在27 ℃上下，第一次卵裂發(fā)生在卵子受精后1.50 h 左右。第一次卵裂為徑向卵裂，第一次卵裂結束后，得到2 個形態(tài)完全相同的細胞，受精卵進入2 細胞期（見表1、圖2）。隨著時間推移，受精卵內(nèi)細胞繼續(xù)分裂，細胞數(shù)按4、8、16、32……成倍增長，在受精后1.83 h 左右進入4 細胞期（見表1、圖3），2.25 h 進入8 細胞期（見表1、圖4）。其中第2～4 次卵裂為經(jīng)裂，在顯微鏡下觀察，可以觀察到每次卵裂溝和上次的卵裂溝垂直，第5 次之后的卵裂則變化為緯裂。隨著一次次卵裂的發(fā)生，分裂得到的細胞體積越變越小，且卵裂細胞數(shù)量多到難以計數(shù)，在受精后5.50 h 受精卵進入多細胞期（見表1、圖5），此時的胚胎像一顆桑葚，所以又稱為桑葚胚。

2.4 囊胚階段

受精后6.50 h，因為卵裂的進行，胚盤細胞不斷地分裂，細胞數(shù)量增多，體積越分越小，細胞界限變得模糊，在顯微鏡下很難觀測到，囊胚隆起高度約為受精卵長軸的1/4，高舉在卵黃囊上，此時胚盤由被膜層和深膜層細胞組成，在卵黃和深層細胞之間的空間則被稱為囊胚腔，此時受精卵進入囊胚早期（見表1、圖6）。細胞繼續(xù)分裂，受精后10.37 h，隨著細胞變得密集，囊胚高度不斷慢慢下降，胚胎進入囊胚中期（見表1、圖7）。受精后約14.50 h，胚胎逐漸下包，囊胚由厚變扁平，此時胚胎進入囊胚晚期（見表1、圖8），胚層開始向下移動。

2.5 原腸階段

胚胎進一步下包，受精后16.50 h左右，受精卵內(nèi)胚環(huán)形成。同時，胚盤邊緣的囊胚深層細胞開始向內(nèi)卷，上、下胚層細胞開始向背部集中、伸展，胚環(huán)的一定部位出現(xiàn)三角形隆起，形成胚盾的雛形。受精后19.00 h 左右，胚層下包達到卵黃囊的1/2 處，進入原腸早期（見表1、圖9），于是原腸作用便開始了。受精后20.50 h，胚層下包至卵黃囊的2/3 處，胚盾明顯拉長，胚胎進入原腸中期（見表1、圖10）。受精后21.42 h，胚層下包至卵黃囊的3/4 處，胚胎進入原腸晚期（見表1、圖11），此時顯微鏡中可以觀察到神經(jīng)板的雛形。因為胚環(huán)的不斷下包，囊胚腔漸漸在視野中消失，等到胚環(huán)下包接近合圍時出現(xiàn)胚體雛形，胚盾前端發(fā)育膨脹，出現(xiàn)腦原基。

2.6 神經(jīng)胚階段

受精后24.50 h，胚環(huán)進一步下包，囊胚層細胞下包到了卵黃囊的底部。同時植物極區(qū)域的內(nèi)胚層漸漸隱沒于胚內(nèi)，胚孔外有一部分卵黃囊露出，這部分卵黃囊形成卵黃栓，胚胎進入神經(jīng)胚期（見表1、圖12），胚盾的神經(jīng)外胚層不斷增殖加厚發(fā)育形成神經(jīng)板，隨后神經(jīng)板下陷形成神經(jīng)溝。神經(jīng)物質(zhì)在被膜層下集中，一條實心的細胞索誕生了，隨后胚胎繼續(xù)發(fā)育，細胞索發(fā)育成中空管，前端分出前腦泡、中腦泡、后腦泡。受精26.67 h后，胚層繼續(xù)收縮合攏，完全包圍住全部卵黃囊，胚孔完全封閉（見表1、圖13）。

2.7 器官形成階段

受精后29.50 h，胚胎上出現(xiàn)3～4 對肌節(jié)（見表1、圖14）。受精后30.17 h，從前腦泡兩側收縮形成2個膨大橢圓狀的眼囊，前腦兩側形成2 個腎狀突起，形成眼基（見表1、圖15），同時脊索開始出現(xiàn)，呈柱狀，可以分辨胚胎的頭部和尾部。胚胎的腦部繼續(xù)發(fā)育膨大，但是因未分化完全，不易辨別腦的各個部位。受精后33.33 h，眼囊的前部出現(xiàn)嗅囊（見表1、圖16），在受精35 h 后，在眼囊的后方形成一對泡狀結構，慢慢發(fā)育成聽囊（見表1、圖17），同時胚胎頭部開始隆起，隨后逐漸脫離卵黃。受精后36.33 h，胚胎的尾部發(fā)育出橢圓形囊狀結構，之后發(fā)育形成尾芽（見表1、圖18），隨后胚體尾芽逐漸脫離卵黃囊。受精后33.17 h，肌肉效應開始發(fā)生，胚體開始做間斷性扭動抽搐（見表1、圖19～圖20）。受精后35.33 h，胚胎心臟分化出室并開始有規(guī)律地跳動，但是頻率非常低（見表1、圖21）。受精后40.33 h，胚體內(nèi)出現(xiàn)體液循環(huán)，血管漸漸舒展開來，血液在血管中流淌，血細胞通過增殖變多，血液由透明變不透明，同時全身體液開始流動，心臟跳動頻率加快（見表1、圖22～圖23）。受精后48.00 h，聽囊里出現(xiàn)2 個黑點，表明耳石形成（見表1、圖24）。

2.8 孵化出膜階段

受精后50.33 h左右，卵膜慢慢變薄，胚體在卵膜內(nèi)急劇地抽搐扭動，尾部快速拍打卵膜，多次拍打后尾部尖端刺破卵膜，其后仔魚成功破膜而出（見表1、圖25～圖27），從第一次尾巴拍打卵膜開始到仔魚大量孵化破膜而出大概需要1.50 h。剛出膜的仔魚鰭尚未發(fā)育完全，只能在水中漂浮，胸鰭原基尚未發(fā)育，背鰭膜出現(xiàn)在頭后，尾鰭膜位于卵黃囊后。仔魚體色透明，體內(nèi)血液流動，在腹部形成1 條黑色紋路（見表1、圖28）。仔魚腹部帶有卵黃囊，囊前端膨大，形似雞蛋，頭部緊貼，口裂不明顯，因為消化系統(tǒng)未完全發(fā)育，仔魚無法從外部攝食獲取營養(yǎng)，靠黃囊內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)供能。初孵化的仔魚平均體長約5 mm。卵黃囊隨著內(nèi)部儲存的營養(yǎng)物質(zhì)逐漸消耗而變小，大概在出膜1 d 后明顯縮小，口裂明顯（見表1、圖29）。出膜2 d 后，卵黃囊基本消失，此時仔魚消化系統(tǒng)基本上發(fā)育完全，能夠自由游動。

胚胎發(fā)育各階段歷時和所需積溫見表2。

表2 子陵吻蝦虎魚胚胎發(fā)育各階段和所需積溫

3 結論與討論

3.1 子陵吻蝦虎魚和其他淡水魚胚胎發(fā)育的異同

子陵吻蝦虎魚的胚胎發(fā)育各個階段形態(tài)特征與暹羅斗魚[6]、銀鱸[7]等淡水魚相似。筆者觀察發(fā)現(xiàn)，子陵吻蝦虎魚的色素是在仔魚出膜2 d 后形成的，色素堆積較少，這不同于圓尾斗魚和血鸚鵡（在器官形成期生成色素細胞）。子陵吻蝦虎魚出膜前，身體急劇扭動，靠尾部拍打卵膜，尾部先破膜而出，這與大鱗副鰍仔魚破膜方式相同，與銀鱸和達氏鱘等其他淡水魚靠頭部破膜出膜方式不同。子陵吻蝦虎魚仔魚出膜后4 d開口攝食飼料，這與其他淡水魚基本相同。

3.2 孵化水體的pH 值和溫度對子陵吻蝦虎魚受精卵孵化胚胎的影響

本實驗在子陵吻蝦虎魚受精卵的孵化過程中控制了pH 值和溫度，保證孵化時pH 值和溫度僅在一定范圍內(nèi)浮動。經(jīng)過查證資料可以了解到，不同種類魚的胚胎發(fā)育最適pH 值不同。因胚胎還在發(fā)育階段，大部分調(diào)節(jié)機制尚未建立成功，酸堿調(diào)節(jié)機制便是其一。極端的pH 值會破壞尚未能完全起作用的酸堿調(diào)節(jié)機制，通過改變胚胎發(fā)育過程中酶與底物結合或改變酶的構象來影響酶的活性，從而阻止胚胎正常發(fā)育。孫艷秋等在對多紋錢蝶魚胚胎發(fā)育的研究中發(fā)現(xiàn)，低pH 值會導致胚胎畸形，其中大多數(shù)畸形個體表現(xiàn)為腹部明顯呈膨大狀，背腹方向彎體；少數(shù)的畸形個體出現(xiàn)小頭癥狀[8]。高pH 值則會在胚胎發(fā)育期間致死，仔魚無法出膜。極端的pH 值環(huán)境會引起卵膜軟化，卵膜向內(nèi)塌陷并失去彈性，導致受精卵卵膜極易破碎，仔魚無法正常孵化。同時pH 值也會對魚的性別決定過程產(chǎn)生干擾，現(xiàn)知會導致海水魚類種群的性別比例失調(diào)，從而對魚類繁殖的進行產(chǎn)生影響。所以在魚卵的孵化過程控制pH 值甚是重要。劉艷超等[9]在對拉薩裸裂尻魚胚胎發(fā)育的研究中對調(diào)節(jié)溫度進行多次實驗，發(fā)現(xiàn)適當提高孵化溫度可以減少受精卵的孵化時間，加快孵化速率，但是過高的孵化溫度會導致胚胎致畸致死。吳青等提出，對齊口裂腹魚適當提高受精卵孵化溫度有利于降低管理成本和孵化風險、提高孵化率及減少患病幾率[10]。

3.3 子陵吻蝦虎魚循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)育和功能

循環(huán)系統(tǒng)是魚的胚胎發(fā)育中較早出現(xiàn)的系統(tǒng)，其功能是給胚胎提供氧氣和發(fā)育必需的營養(yǎng)物質(zhì)。循環(huán)系統(tǒng)可以將營養(yǎng)物質(zhì)與氧氣從卵黃囊運輸至胚胎體內(nèi)供胚胎吸收使用，因此對卵黃囊上血液循環(huán)的研究很重要。Thomas 等認為卵黃囊上的血液循環(huán)系統(tǒng)僅是用于運輸卵黃囊上的卵黃物質(zhì)[11]，而不能進行氣體交換。然而，Kovac 發(fā)現(xiàn)部分魚的卵黃囊有著更加復雜的結構[12]，這是為了使氣體交換更加方便地進行。通過對子陵吻蝦虎魚的胚胎發(fā)育觀察可知，仔魚在出膜前鰓弓就已經(jīng)出現(xiàn)了，并且分布毛細血管，有循環(huán)系統(tǒng)，所以卵黃囊應該只是為胚胎提供營養(yǎng)物質(zhì)。

3.4 子陵吻蝦虎魚仔魚破膜后殘留的卵膜對水質(zhì)的影響

子陵吻蝦虎魚的卵屬黏性卵，仔魚破膜孵化后卵膜殘留在產(chǎn)卵基質(zhì)上，膜表面富含蛋白質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，如果不及時處理，會腐爛、滋生細菌，殘留的卵膜可能生長出水霉，敗壞水質(zhì)，繼而污染其余尚未孵化的受精卵。據(jù)周玉等提出，在神仙魚胚胎和仔魚發(fā)育過程中，確定不再有仔魚孵化時，要及時將產(chǎn)卵板取出，將脫落的受精卵膜和死卵及時撈出，避免水質(zhì)被破壞[13]，該法可供參照借鑒。