中華鱘腦的形態學觀察

柴 毅,王道飛 (長江大學動物科學學院,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。目前國內關于魚腦的研究主要見于宏觀形態學和組織學方面[1-6],國外研究中主要集中在整個腦部或者端腦形態結構和發育過程[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,國際自然保護聯盟 (IUCN)瀕危級別 (Endangered,EN)物種,國際瀕危動植物種貿易公約 (CT TES)附錄Ⅱ保護物種,是具有典型江海洄游習性、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學觀察,以補充中華鱘生理學的形態基礎知識,為下一步進而探索其各種行為活動提供理論依據,為保護中華鱘積累基礎理論知識。

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,腦部結構完整。

1.2 試驗方法

將中華鱘的頭部用常規方法解剖,打開顱腔,吸去腦周圍的脂肪,向顱內滴入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為中華鱘腦的形態結構圖。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 中華鱘腦的形態結構圖

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

圖3 中華鱘腦的側面觀圖

3 討論與小結

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。這一結構形態特點與齊口裂腹魚[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,因此具有發達的端腦和 “鮭型”嗅葉是適應其洄游習性的結果。

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、近距離的食物發生反應,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,上溯數千千米抵達長江上游進行產卵繁殖,這種高強度、長時間的遠途洄游需要發達的小腦協調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象。另外曾有研究表明,洄游的定向性除與遺傳性有關外,高靈敏度和選擇性的嗅覺,在引導生殖洄游性魚類數年之后歷程數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育完善,故本研究對腦的形態研究尚顯不足。因為隨著中華鱘的成長和活動能力的增強,腦的形態也會發生一定變化。若結合其生活習性,進一步研究中華鱘成體腦的組織學和超微結構,了解其結構與行為之間的關系,可為保護和拯救中華鱘這一珍稀瀕危的 “活化石”提供科學依據。

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