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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 本科畢業(yè)論文</b></p><p><b> ?。?0 屆)</b></p><p> 曼氏無(wú)針烏賊精莢的結(jié)構(gòu)及精莢形成研究</p><p> 所在學(xué)院 </p><p> 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 生
2、物科學(xué) </p><p> 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p> 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p> 完成日期 年 月 </p><p><b> 目錄</b>
3、</p><p><b> 摘要I</b></p><p> AbstractII</p><p><b> 引言1</b></p><p><b> 1材料與方法2</b></p><p> 1.1實(shí)驗(yàn)材料2</p>
4、<p> 1.2主要儀器2</p><p> 1.3主要試劑2</p><p> 1.4形態(tài)學(xué)觀(guān)察2</p><p> 1.5組織學(xué)研究3</p><p> 1.5.1固定3</p><p> 1.5.2梯度酒精脫水3</p><p> 1.5
5、.3洗滌脫色3</p><p> 1.5.4酒精脫水3</p><p> 1.5.5透明4</p><p> 1.5.6石蠟透入、包埋4</p><p> 1.5.7透入4</p><p> 1.5.8包埋4</p><p> 1.5.9切片,貼片與烤片4
6、</p><p> 1.5.10脫蠟、復(fù)水5</p><p> 1.5.11染色5</p><p> 1.5.12脫水、透明及封片5</p><p> 1.5.13鏡檢、分析5</p><p><b> 2結(jié)果與分析6</b></p><p>
7、 2.1形態(tài)學(xué)特征6</p><p> 2.1.1生殖導(dǎo)管形態(tài)學(xué)特征6</p><p> 2.2精莢器的結(jié)構(gòu)及精莢的形成過(guò)程6</p><p> 2.2.1精莢器的形態(tài)學(xué)特征6</p><p> 2.2.2精莢器的組織學(xué)結(jié)構(gòu)7</p><p> 2.2.3 精莢的形成過(guò)程12</p&
8、gt;<p><b> 3 討論13</b></p><p> 3.1 精莢的形態(tài)13</p><p> 3.2 精莢的結(jié)構(gòu)13</p><p> 3.3 粘液腺的功能13</p><p> 3.4 精莢的形成13</p><p> 3.5 硬腺、終腺
9、的功能13</p><p><b> 參考文獻(xiàn)15</b></p><p> 附譯文:莫氏僧頭烏賊Rossia moelleri,1856 (耳烏賊科;頭足綱) 精莢的附著機(jī)制研究17</p><p> 致謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p> 摘要
10、 </p><p> 曼氏無(wú)針烏賊精莢的結(jié)構(gòu)及精莢形成研究</p><p> [摘要] 精莢是曼氏無(wú)針烏賊儲(chǔ)存精子并借以附著、傳遞精子的載體,有關(guān)其結(jié)構(gòu)及形成機(jī)制一直海洋頭足類(lèi)研究的熱點(diǎn)。本研究采用形態(tài)學(xué)觀(guān)察和組織切片技術(shù)對(duì)曼氏無(wú)針烏賊精莢的結(jié)構(gòu)及其形成過(guò)程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明曼氏無(wú)針烏賊的精莢是一個(gè)由管腔組成的棒狀結(jié)構(gòu),分為套索結(jié)構(gòu)、彈射裝置
11、、膠結(jié)體及精莢鞘內(nèi)的精子簇等結(jié)構(gòu)。雄性生殖系統(tǒng)是精莢形成并完成包裝的器官,其生殖導(dǎo)管大致分為輸精管、粘液腺、放射導(dǎo)管腺、中被膜腺、外被膜腺、硬腺、終腺等腺體組成。輸精管發(fā)揮精細(xì)胞儲(chǔ)存和運(yùn)送作用;粘液腺分泌嗜酸性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),為精子提供能量;精莢壁形成于放射導(dǎo)管腺中后部,并在中被膜腺、外被膜腺完成進(jìn)一步包裝;精莢在硬腺、終腺完成最后的包裝,并在精莢囊中最終成熟,并儲(chǔ)存于精莢囊中待受精時(shí)使用。</p><p> [關(guān)鍵
12、詞] 曼氏無(wú)針烏賊;精莢結(jié)構(gòu);精莢形成</p><p> Abstract </p><p> Fine structure and formation of spermatophore in Sepiella maindron </p><p>
13、 [Abstract] The fine structure and formation of spermatophore in Sepiella maindron was studied by using morphologic observation and histological methods. The spermatophore includes four characteristics in morphology
14、under optical microscope: cap thread, ejaculatory apparatus, cement body, sperm mass. Formation of spermatophore was studied by using histological methods. Results showed that spermatophoric gland in Sepiella maindroni w
15、as a cystic structure ,which consisted of vas deferens, mucous</p><p> [Key words] Sepiella maindroni;male reproduction system;histology</p><p><b> 引言</b></p><p> 曼氏
16、無(wú)針烏賊(Sepiella maindroni)俗稱(chēng)墨魚(yú),是中國(guó)沿海廣溫廣布種,作為重要的海洋經(jīng)濟(jì)頭足類(lèi),曾是浙江漁場(chǎng)四大漁業(yè)之一。由于近20年來(lái)的盲目捕撈,導(dǎo)致種質(zhì)資源嚴(yán)重衰退,現(xiàn)僅是兼捕對(duì)象。本世紀(jì)初,浙江海洋學(xué)院等單位開(kāi)展了曼氏無(wú)針烏賊生殖調(diào)控與苗種繁育技術(shù)研究,并逐步開(kāi)展了曼氏無(wú)針烏賊增養(yǎng)殖技術(shù)研究工作,因此加強(qiáng)繁殖生物學(xué)方面的研究顯得更加必要。國(guó)內(nèi)一些學(xué)者[1-2],曾對(duì)曼氏無(wú)針烏賊的生殖系統(tǒng)做過(guò)研究,但曼氏無(wú)針烏賊精莢形成的
17、研究還是空白。本課題主要探討研究烏賊輸精管、儲(chǔ)精囊、精莢囊前、中、后端、射精管等部位的組織結(jié)構(gòu).通過(guò)各部位組織切片的顯微和超顯微觀(guān)察,能分析各部位組織結(jié)構(gòu)的特異性和其在烏賊整個(gè)的繁殖過(guò)程中發(fā)揮的作用.其中精莢在烏賊整個(gè)受精過(guò)程中起了特別而重要作用.烏賊的精莢形成過(guò)程,不但能為人工增養(yǎng)殖工作奠定基礎(chǔ),也是增養(yǎng)殖工作中生物因子的參照標(biāo)準(zhǔn)之一。對(duì)輸精管各組織的切片觀(guān)察就是為以后對(duì)精莢的形成過(guò)程研究打下基礎(chǔ).對(duì)烏賊的精莢形成過(guò)程的研究可以很好的
18、了解烏賊的繁殖過(guò)程,更好的使烏賊達(dá)到增殖.</p><p> 目前在國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有對(duì)烏賊的輸精管各組織結(jié)構(gòu)有很好的研究.烏賊精莢形成過(guò)程研究是烏賊增養(yǎng)殖研究的基礎(chǔ),而烏賊輸精管結(jié)構(gòu)組織學(xué)觀(guān)察可以說(shuō)是基礎(chǔ)的基礎(chǔ).所以對(duì)烏賊輸精管結(jié)構(gòu)組織學(xué)觀(guān)察的研究是必要的. 本文從形態(tài)學(xué)和組織學(xué)角度,對(duì)曼氏無(wú)針烏賊生殖導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)及精莢的形成進(jìn)行了研究探討,以期為曼氏無(wú)針烏賊增養(yǎng)殖與資源合理開(kāi)發(fā)利用提供參考。</p>
19、<p><b> 材料與方法</b></p><p><b> 實(shí)驗(yàn)材料</b></p><p> 本實(shí)驗(yàn)曼氏無(wú)針烏賊取自浙江大海洋科技有限公司秀山苗種繁育基地。樣本為發(fā)育良好的性成熟雄性個(gè)體,全長(zhǎng)83.42~138.72mm、平均112.44mm,體寬35.98~58.00mm、平均48.55mm,體量29.16~70.17g、
20、平均為53.23g?;铙w解剖個(gè)體,迅速取出雄性生殖系統(tǒng)的生殖導(dǎo)管及精莢,并剪取生殖導(dǎo)管各個(gè)部分結(jié)構(gòu)分別固定于Bouin’s液中。</p><p><b> 主要儀器</b></p><p> 隔水式恒溫培養(yǎng)箱 : GHP-6080型,上海一恒科技有限公司</p><p> 電腦生物組織包埋機(jī): KD-BMⅡ型,浙江省金華市科迪儀器設(shè)備有限
21、公司</p><p> 輪轉(zhuǎn)切片機(jī): 202-1 型 ,浙江金華益迪醫(yī)療設(shè)備廠(chǎng)</p><p> 烤片機(jī): HP-B R-35型 ,天津市久圣醫(yī)療電子儀器有限公司</p><p> 顯微鏡: LEICA DM4000 B型,徠卡儀器有限公司</p><p><b> 主要試劑</b></p><
22、;p> 苦味酸晶體(分析純A.R),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;</p><p> 40%甲醛溶液(分析純A.R),上?;瘜W(xué)試劑總廠(chǎng);</p><p> 冰醋酸(分析純A.R),上?;瘜W(xué)試劑總廠(chǎng);</p><p> 無(wú)水乙醇(分析純A.R)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;</p><p> 95%乙醇(分析純A.R), 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試
23、劑有限公司;</p><p> 二甲苯(分析純A.R),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;</p><p> 石蠟(分析純A.R); 蘇木精染液;署紅染液;梅氏蛋白 ;</p><p> 中性樹(shù)膠 ,上海標(biāo)本模型廠(chǎng);</p><p><b> 形態(tài)學(xué)觀(guān)察</b></p><p> 活體解剖個(gè)體
24、,迅速取出雄性生殖系統(tǒng)的精莢。描述并記錄生殖導(dǎo)管中精莢的結(jié)構(gòu)及形態(tài),并拍照;運(yùn)用NOVEL XSZ-N107CCD顯微鏡觀(guān)察精莢的形態(tài)結(jié)構(gòu),顯微攝影。</p><p><b> 組織學(xué)研究</b></p><p> 參考趙宗江[3]的組織學(xué)方法?;铙w解剖個(gè)體,迅速取出雄性生殖系統(tǒng)的生殖導(dǎo)管及精莢,并剪取生殖導(dǎo)管各個(gè)部分結(jié)構(gòu)分別固定于Bouin’s液中。系列梯度酒精
25、脫水,二甲苯透明,常規(guī)石蠟包埋與切片,切片厚度4~5µm,H.E.染色,中性樹(shù)膠封片,LEICA DM4000 B顯微鏡下觀(guān)察并拍照。觀(guān)察曼氏無(wú)針烏賊雄性生殖系統(tǒng)的變化過(guò)程,觀(guān)察精莢顯微結(jié)構(gòu)及在形成過(guò)程中顯微結(jié)構(gòu)情況,并分析精莢的功能。</p><p><b> 固定</b></p><p> 參考趙宗江的組織學(xué)方法?;铙w解剖個(gè)體,取烏賊的輸精管、粘液
26、腺、精莢囊前、中、后端、射精管等部位,用Bouin’s液進(jìn)行固定。</p><p><b> 梯度酒精脫水</b></p><p> 固定24h后取出組織,用15%—70%酒精對(duì)組織進(jìn)行脫色至無(wú)色,保存在70%酒精中過(guò)夜。而后,用高濃度酒精對(duì)其脫水。配制一下各級(jí)濃度的酒精:15%,35%,50%,70%,83%,95%,100%。</p><p
27、><b> 洗滌脫色 </b></p><p> 用濃度15%酒精洗滌脫色20min后,重復(fù)上步用同濃度酒精再洗滌一次;然后用濃度35%酒精洗滌脫色30min;接下來(lái)用濃度50%酒精洗滌脫色50min;用濃度70%的酒精洗滌脫色2-3天;之后保存于70%酒精換洗,并保存至酒精脫色那天。(以上實(shí)驗(yàn)步驟均在常溫下的離心管內(nèi)進(jìn)行。)</p><p><b&
28、gt; 酒精脫水 </b></p><p> 使用濃度83%酒精脫水1..5小時(shí);然后用濃度95%酒精脫水1h之后用濃度100%酒精(Ⅰ)脫水30min;最后使用濃度100%酒精(Ⅱ)再脫水一次。(以上實(shí)驗(yàn)步驟均在常溫下的染色缸中進(jìn)行。)</p><p><b> 透明</b></p><p> 因純酒精不能與石蠟相溶,需
29、用能與酒精和石蠟相溶的媒浸液,替換出組織內(nèi)的酒精。用酒精、二甲苯的梯度混合液向組織中引入二甲苯,在純二甲苯中重復(fù)一次,確保組織中的酒精被透明完全。</p><p> 用比例為2:1的酒精:二甲苯透明1h;然后用比例為1:1的酒精:二甲苯透明45min;接著用比例為1:2的酒精:二甲苯透明30min;最用用純二甲苯透明20min;之后再用二甲苯透明一次10min。(以上實(shí)驗(yàn)步驟均在常溫下的染色缸中進(jìn)行。)<
30、/p><p><b> 石蠟透入、包埋</b></p><p> 用石蠟取代透明劑,使石蠟浸入組織而起支持作用。先把組織材料塊放在熔化的石蠟和二甲苯的等量混合液浸漬40min,再先后移入2個(gè)熔化的石蠟液中各浸漬30min左右。浸蠟后的組織材料塊放在事先做好的容器中(擺好在蠟中的位置),用KD-BMⅡ電腦生物組織包埋機(jī)包埋,待蠟液表層凝固即迅速放入冷水中冷卻半小時(shí)。&l
31、t;/p><p><b> 透入</b></p><p> 用比例為1:1的二甲苯:石蠟透入40min(溫度在40℃,隔水式恒溫培養(yǎng)箱中);接著用純石蠟透入30min(溫度55℃,隔水式恒溫培養(yǎng)箱中);再用純石蠟透入30min(溫度55℃,隔水式恒溫培養(yǎng)箱中)。</p><p><b> 包埋</b></p>
32、<p> 在事先用牛皮紙折好的紙盒中用KD-BMⅡ電腦生物組織包埋機(jī)裝填適當(dāng)?shù)募兪?,放入組織包埋,等上面結(jié)皮后放入冷水浸置30min至蠟塊完全冷卻。</p><p><b> 切片,貼片與烤片</b></p><p> 包埋好的蠟塊用刀片修成規(guī)整的方形,以少許熱蠟液將其底部迅速貼附于小木塊上,莢在輪轉(zhuǎn)式切片機(jī)的蠟塊鉗內(nèi),使蠟塊切面與切片刀刃平行,
33、旋緊,切片。切片厚度為4~5微米。切出一片接一片的蠟帶,用毛筆輕托輕放在紙上。</p><p> 用粘附劑(梅氏蛋白)將展平的蠟片牢附于載玻片上,以免在以后的脫蠟、水化及染色等步驟中切片脫落。首先在潔凈的載玻片上涂抹薄層梅氏蛋白,滴兩滴蒸餾水于載玻片上,再把蠟片放于水滴上,略加溫使蠟片鋪展,最后用濾紙吸除多余水分,將載玻片放入45℃溫箱中干燥。</p><p><b> 脫蠟
34、、復(fù)水</b></p><p> 干燥后的切片需脫蠟及水化才能在水溶性染液中進(jìn)行染色。用二甲苯脫蠟,再逐級(jí)經(jīng)純酒精及梯度酒精直至蒸餾水。</p><p><b> 染色</b></p><p> 把組織放入蘇木精溶液中染色5min,之后用自來(lái)水沖洗3次以上直至將蘇木精染液沖洗干凈,再把組織放入署紅溶液中染色5min。(以上實(shí)驗(yàn)
35、步驟均常溫下染色缸中進(jìn)行)</p><p><b> 脫水、透明及封片</b></p><p> 染色后的切片尚不能在顯微鏡下觀(guān)察,需經(jīng)梯度酒精脫水,在95%及純酒精中的時(shí)間可適當(dāng)加長(zhǎng)以保證脫水徹底;二甲苯透明后,迅速擦去材料周?chē)嘤嘁后w,滴加1~2滴中性樹(shù)膠,再將潔凈蓋玻片傾斜放下,封片后制成永久性玻片標(biāo)本,以便長(zhǎng)期觀(guān)察</p><p>
36、<b> 鏡檢、分析</b></p><p> 在LEICA DM4000 B顯微鏡下觀(guān)察并拍照;處理、分析圖片。</p><p><b> 結(jié)果與分析</b></p><p><b> 形態(tài)學(xué)特征</b></p><p><b> 生殖導(dǎo)管形態(tài)學(xué)特征&l
37、t;/b></p><p> 曼氏無(wú)針烏賊的精莢呈棒狀結(jié)構(gòu)(如圖1所示),透明且富有彈性,外被較厚的外鞘,其頭部較窄,在其前緣連有長(zhǎng)長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)(T)(如圖2所示),借助其連接到精莢囊中,當(dāng)從精莢囊中移除精莢時(shí),該細(xì)線(xiàn)被拉動(dòng),精莢即立即發(fā)生彈射;連接線(xiàn)后緣緊連精莢的帽子結(jié)構(gòu)(Cap),當(dāng)精莢上的細(xì)線(xiàn)被拉動(dòng)時(shí),帽子結(jié)構(gòu)即打開(kāi),精莢中的內(nèi)含物即釋放;帽子結(jié)構(gòu)內(nèi)部即為一盤(pán)曲的管狀結(jié)構(gòu)形成的彈射裝置(EA),顏色略呈
38、淺黃色,精莢彈射釋放時(shí),彈射裝置首先從帽子結(jié)構(gòu)中彈出,其管狀結(jié)構(gòu)外翻;彈射裝置后端緊連一葫蘆狀的膠合體結(jié)構(gòu)(CB),顏色略呈棕褐色;內(nèi)含大量膠狀物質(zhì),在精莢完成彈射之后,膠合體中的膠狀物質(zhì)即釋放出來(lái),作為精囊團(tuán)粘附的膠質(zhì)。在彈射裝置和膠合體相連處還有一個(gè)箭頭結(jié)構(gòu)(AH);該結(jié)構(gòu)在精莢彈射后即位于精囊團(tuán)的最前端,在精囊團(tuán)粘附中起著重要作用。緊接著膠合體結(jié)構(gòu)即一纖細(xì)的連接絲,依靠它膠合體與精團(tuán)(SM)連接。精團(tuán)呈褐色,是精子存儲(chǔ)的地方,將此
39、結(jié)構(gòu)剖開(kāi),即可見(jiàn)有大量精子從該處游出。精團(tuán)的后緣并未抵達(dá)精莢鞘的末端,而是留有一個(gè)空隙,其長(zhǎng)度約占精莢總長(zhǎng)度的1/8,依據(jù)精莢的成熟度稍有差異。</p><p> 圖1曼氏無(wú)針烏賊精莢的結(jié)構(gòu) 圖2曼氏無(wú)針烏賊精莢頭部的結(jié)構(gòu)</p><p> Fig1. The structure of spermatophore in Sepiella maindron
40、 Fig2. The structure of spermatophore head in Sepiella maindron</p><p> 2.2精莢器的結(jié)構(gòu)及精莢的形成過(guò)程</p><p> 2.2.1精莢器的形態(tài)學(xué)特征</p><p> 參照Drew等的方法[1]對(duì)生殖導(dǎo)管的形態(tài)結(jié)構(gòu)描述,將曼氏無(wú)針烏賊雄性生殖系統(tǒng)的生殖導(dǎo)管(Genital
41、duct)分為輸精管(VD)、粘液腺(MG)、放射導(dǎo)管腺(EAG)、中被膜腺(MTG)、外被膜腺(OTG)、硬腺(HG)、終腺(FG)等腺體(如圖3所示)。生殖導(dǎo)管起源于精巢的一側(cè),輸精管、粘液腺、放射導(dǎo)管腺、中被膜腺、外被膜腺、硬腺、終腺等所有腺體相互纏繞被外膜包裹在一起附著在精莢囊上。輸精管連著精巢,呈細(xì)長(zhǎng)、盤(pán)曲、相互復(fù)雜纏繞在一起的管狀結(jié)構(gòu);管壁很薄,不透明;刺破后,流出的乳白色精液在顯微鏡下呈團(tuán)狀。粘液腺,輸精管和放射導(dǎo)管腺之間
42、的一個(gè)膨大的乳白色囊狀結(jié)構(gòu);將其壓碎,能夠見(jiàn)到少量的精子和游離細(xì)胞。放射導(dǎo)管腺,白色管狀結(jié)構(gòu),平均長(zhǎng)度約20mm。放射導(dǎo)管腺后端連接著很短的管狀結(jié)構(gòu)分別是中被膜腺、外被膜腺;其后端連接著兩端封閉的分支結(jié)構(gòu),即硬腺和終腺,一端呈透明的管狀,內(nèi)有形成的精莢分布,一端呈不透明的囊狀結(jié)構(gòu);輕按終腺管狀結(jié)構(gòu),能看見(jiàn)精莢順著導(dǎo)管流入精莢囊。精莢囊(SPS),呈微螺旋狀管狀結(jié)構(gòu);囊徑粗細(xì)不均勻,平均直徑為6.8mm,射精口端較細(xì);剪開(kāi)囊體后,發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)存
43、著大量的精莢,</p><p> 圖3.曼氏無(wú)針烏賊雄性生殖系統(tǒng)人工展開(kāi)狀態(tài)下形態(tài) 圖4.曼氏無(wú)針烏賊雄性生殖系統(tǒng)自然狀態(tài)下形態(tài)</p><p> Fig3. Male reproduction system of Sepiella maindroni Fig4, Male reproduction system of Sepiella maindroni in the nat
44、ural state</p><p> 2.2.2精莢器的組織學(xué)結(jié)構(gòu)</p><p> 2.2.2.1 輸精管</p><p> 輸精管的管壁由內(nèi)到外主要由4部分構(gòu)成,依次為假?gòu)?fù)層柱狀上皮細(xì)胞層、環(huán)肌層、結(jié)締組織層和外膜層。內(nèi)壁的假?gòu)?fù)層柱狀上皮細(xì)胞層具長(zhǎng)而密的微絨毛,形成緣膜,分泌細(xì)胞內(nèi)含大量的嗜堿性顆粒物;環(huán)肌層、結(jié)締組織層、血管組成較厚的中間層;外膜層較
45、薄,經(jīng)H.E.染色呈橙紅色。管腔內(nèi)充滿(mǎn)了大量的精子囊團(tuán)(圖5)。比較前部、中部、后部輸精管,可見(jiàn)管壁向內(nèi)蜿蜒延伸,突出形成嵴,將管腔分個(gè)成大小不規(guī)則的腔隙,且嵴的數(shù)量增多,形態(tài)增大。(圖6、7、8)。</p><p> 圖5.輸精管組織學(xué)結(jié)構(gòu) 圖6.輸精管前部組織學(xué)結(jié)構(gòu)</p><p> 示精細(xì)胞、微絨毛、分泌細(xì)胞、環(huán)肌、結(jié)締組織
46、,×400; 示精細(xì)胞、內(nèi)壁褶皺,×100;</p><p> Fig5, Vas deferensⅠ, showing spermatid, microvillus, epithelial Fig6, Anterior vas deferensⅠ, showing </p><p> cell, circular muscle, reticular
47、tissue, ×400; spermatid, cristae, ×100;</p><p> 圖7.輸精管中部組織學(xué)結(jié)構(gòu) 圖8. 輸精管后部組織學(xué)結(jié)構(gòu)</p><p> 示精細(xì)胞、內(nèi)壁褶皺,×100; 示精細(xì)胞、內(nèi)壁褶皺,×
48、200。</p><p> Fig 7.Middle vas deferensⅠ, showing spermatid Fig 8.Posterior vas deferensⅠ, showing spermatid, </p><p> , cristae, ×100; crista
49、e, ×100.</p><p> 2.2.2.2 粘液腺</p><p> 粘液腺的管腔比輸精管大,且管壁向內(nèi)延伸了更多的褶皺和嵴,呈樹(shù)枝狀分布,形成大小不等、縱橫交錯(cuò)的不規(guī)則腔隙,腔隙內(nèi)精細(xì)胞的數(shù)量大大減少,褶皺和嵴上出現(xiàn)由分泌細(xì)胞圍成一個(gè)個(gè)管腔狀結(jié)構(gòu),分泌物經(jīng)H.E.染色呈粉紅色。粘液腺的結(jié)構(gòu)前后部分變化不大,前部貯精囊的腔隙內(nèi)存在少許的精細(xì)胞,在后部貯精囊的腔隙內(nèi)只見(jiàn)
50、呈粉紅色的分泌物(圖版9、10)。</p><p> 圖9. 粘液腺前部組織結(jié)構(gòu) 圖10. 粘液腺后部組織結(jié)構(gòu)</p><p> 示精細(xì)胞、微絨毛、分泌細(xì)胞,×400; 示嗜酸性分泌物、內(nèi)壁褶皺,×40;</p><p> Fig9.Anterior seminal v
51、esicle, showing spermatid, Fig10. Posterior seminal vesicle, showing</p><p> microvillus, epithelial cell, ×400; acidophilia secretion, cristae, ×40;</p><p&
52、gt; 2.2.2.3 放射導(dǎo)管腺</p><p> 放射導(dǎo)管腺管腔結(jié)構(gòu)較之前有較大的變化。放射導(dǎo)管腺前部的結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分。一個(gè)部分為特殊的管腔結(jié)構(gòu),管壁向內(nèi)延伸形成一個(gè)巨大的褶皺或者嵴,嵴由很厚的結(jié)締組織和分泌細(xì)胞構(gòu)成;分泌細(xì)胞主要是假?gòu)?fù)層柱狀纖毛上皮細(xì)胞,內(nèi)含大量的嗜堿性顆粒物質(zhì),排列整齊緊密,內(nèi)側(cè)具長(zhǎng)而密的纖毛,形成緣膜(圖11、12)。另一個(gè)部分為囊狀結(jié)構(gòu),和貯精囊結(jié)構(gòu)類(lèi)似(圖13)。放射導(dǎo)管腺后
53、部的結(jié)構(gòu)與前部不同,囊狀結(jié)構(gòu)消失,只剩下管腔結(jié)構(gòu)。在放射導(dǎo)管腺前部的基礎(chǔ)上,嵴向管腔中心螺旋延伸,形成一個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)(圖14)。管腔中心包圍的腔隙中出現(xiàn)了少許的分泌物,經(jīng)H.E.染色呈藍(lán)紫色,屬于嗜堿性物質(zhì)顆粒。</p><p> 圖11. 放射導(dǎo)管腺管腔結(jié)構(gòu),示內(nèi)壁褶皺,×40; 圖12. 放射導(dǎo)管腺管腔結(jié)構(gòu),示微絨毛、分泌細(xì)胞</p><p> 、結(jié)締組織,×
54、200;</p><p> Fig11.The channel structure of anterior Vas deferens Fig12.The channel structure of anterior Vas deferens</p><p> , showing cristae, ×40; showing microvill
55、us, epithelial cell, reticular tissue, ×200;</p><p> 圖13. 放射導(dǎo)管腺囊狀結(jié)構(gòu),示內(nèi)壁褶皺,×100; 圖14. 放射導(dǎo)管腺,示螺旋結(jié)構(gòu),×40</p><p> Fig13.The vesicular structure of anterior Vas deferens
56、 Fig14. Middle Vas deferens,</p><p> , showing cristae, ×100; showing helix structure, ×40;</p><p> 2.2.2.4中被膜腺</p><p> 中被膜腺的管腔中心包圍
57、的腔隙中出現(xiàn)了初始包裝的精莢。被染成藍(lán)紫色的分泌物為嗜堿性的,被染成淡紅色的分泌物為嗜酸性的,嗜堿性分泌物形成精莢中層膜,并包裹著嗜酸性顆粒物質(zhì)及精子,外膜由薄薄的一層嗜酸性分泌物構(gòu)成(圖16)。</p><p> 2.2.2.5外被膜腺</p><p> 外被膜腺的管腔中心包圍的腔隙中出現(xiàn)了包裝成熟的精莢。管腔內(nèi)的精莢位置或者順著管腔方向或者與管腔呈一定角度。精子簇在精莢內(nèi)呈螺旋狀排
58、列(圖17)。</p><p> 圖15. 中被膜腺結(jié)構(gòu),示嗜酸性分泌顆粒、精子、 圖16. 外被膜腺,示精莢、嗜堿性分泌物,×200;</p><p> 嗜堿性分泌物,×400。 </p><p> Fig15.Middle Vas deferens, showing acidophilia secretory
59、 Fig16. outer Vas deferens, showing showing granules, spermium, basophilia secretion, ×400. spermatophore, basophilia secretion, ×200</p><p> 2.2.2.6 硬腺和終腺</p><p> 硬腺和終腺管
60、腔部分的切片顯示,在精莢前體周?chē)蛢?nèi)部都存在含有紅色嗜酸性分泌物質(zhì)的囊泡,且大小不一。同時(shí),嵴上的分泌細(xì)胞同時(shí)分泌嗜酸性物質(zhì)(圖17)。</p><p> 硬腺和終腺腺囊狀結(jié)構(gòu)的切片顯示,存在一個(gè)個(gè)大小不一的由單層分泌細(xì)胞組成的橢圓形囊腔結(jié)構(gòu),腔隙中有嗜酸性和嗜堿性分泌物(圖18)。</p><p> 圖17. 硬腺和終腺管腔結(jié)構(gòu),示嗜酸性分泌物、 圖18. 硬腺和終腺囊狀
61、結(jié)構(gòu),示分泌細(xì)胞、</p><p> 分泌細(xì)胞,×1000; 嗜酸性分泌物、嗜堿性分泌物,×40</p><p> Fig17. The channel structure of prostate gland , showing Fig18. The vesicular structure of prostate glan
62、d, showing</p><p> acidophilia secretion, epithelial cell, ×1000; epithelial, cell, acidophilia secretion, basophilia secretion, ×40</p><p> 2.2.2.7 精莢囊</p><p> 精莢囊又
63、稱(chēng)尼德汗氏腺(Needham’s sac),為較透明的囊狀結(jié)構(gòu),外具被膜,在交配前起著暫時(shí)貯存精莢的作用。肉眼觀(guān)察,精莢囊略呈螺旋狀,兩端較尖,中間較寬,最長(zhǎng)處達(dá)21.17 mm,最寬8.03 mm,平均質(zhì)量為0.731 g。橫切面上,被囊壁包裹成為一封閉的中空區(qū)域,這里是精莢(Spermatophore) 的貯存之處。囊壁外層是結(jié)締組織被膜,中間為上皮組織和結(jié)締組織,內(nèi)層為囊腔褶皺突起。囊腔內(nèi)褶皺突起發(fā)達(dá),不規(guī)則排列,呈樹(shù)枝狀分布;囊
64、腔上皮為假?gòu)?fù)層柱狀上皮,由漿液性細(xì)胞組成,上皮下層為結(jié)締組織層。精莢未成熟裝配時(shí),精莢囊為中空的腔,結(jié)締組織層較厚;當(dāng)精莢裝配完畢并輸送到精莢囊后,囊壁上的結(jié)締組織層迅速減少,囊腔內(nèi)突起相應(yīng)地增加,伸入到腔內(nèi)的大突起分支也增多,呈分散的樹(shù)枝狀,突起內(nèi)的血管明顯可見(jiàn)。精莢囊內(nèi)含有大量大小相近、直的或彎的小管狀精莢,長(zhǎng)5.87-6.38 mm,寬0.27-0.30 mm,質(zhì)量為0.12-0.15 mg。精莢形似頭發(fā)型細(xì)管狀,分為精莢鞘(Sp
65、ermatophore layer) 和精莢實(shí)質(zhì)兩個(gè)部分。</p><p> 精莢鞘呈橢圓管狀,包被于精莢實(shí)質(zhì)之外,分為內(nèi)外兩層。精莢實(shí)質(zhì)由頭部head( 彈出裝置)、頸部neck( 射精管)、中部middle piece( 精子棒)、尾部(tail) 等幾部分組成。精子為典型的鞭毛型,呈蝌蚪狀,全長(zhǎng)72-75 μm,精子頭部明顯,柱形偏橢圓,核質(zhì)清晰,鞭毛細(xì)長(zhǎng),管狀,精子頭部與尾部的比值為1∶10。精莢囊的末
66、端系雄性個(gè)體的生殖口,中空型,為成熟精莢的排出通道,其壁由上皮組織和致密的結(jié)締組織構(gòu)成。精莢囊的囊壁結(jié)構(gòu)和輸精管的結(jié)構(gòu)類(lèi)似,囊腔內(nèi)壁褶皺突起發(fā)達(dá),不規(guī)則排列,形成嵴狀結(jié)構(gòu)。囊腔上皮為假?gòu)?fù)層柱狀上皮,布滿(mǎn)了大量的長(zhǎng)而密的微絨毛,形成緣膜。囊腔中有大量的成熟的精莢分布在嵴周?chē)械木驮谄渲?,此時(shí)的精莢結(jié)構(gòu)與從射精管取的精莢結(jié)構(gòu)幾乎無(wú)異(圖19)。</p><p> 此外,在精莢囊的末端是射精口,根據(jù)蔣霞敏[2]研究
67、,為成熟精莢的排出通道,其壁由上皮組織和致密的結(jié)締組織構(gòu)成。</p><p> 圖19.精莢囊,示精莢、分泌細(xì)胞,×40</p><p> Fig6.spermatophore sac, showing spermatophore, epithelial cell, ×40</p><p> 2.2.3 精莢的形成過(guò)程</p>
68、<p> 輸精管內(nèi)充滿(mǎn)精細(xì)胞,分布于腔隙中,因此,輸精管是對(duì)精細(xì)胞儲(chǔ)存和運(yùn)送作用。在粘液腺的囊腔中并沒(méi)有見(jiàn)到大量的精細(xì)胞,而且根據(jù)形態(tài)學(xué)特征,粘液腺的大部分囊體是獨(dú)立封閉的,一小部分分別和輸精管、放射導(dǎo)管腺相連,因此,推測(cè)粘液腺起著對(duì)精子營(yíng)養(yǎng)的作用,分泌大量嗜酸性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),為精子提供足夠能量。</p><p> 精莢的形成起始于放射導(dǎo)管腺中,并在放射導(dǎo)管腺、中被膜腺、外被膜腺、硬腺、終腺中完成包
69、裝。中被膜腺、外被膜腺、硬腺、終腺的結(jié)構(gòu)較輸精管較變化較大。在放射導(dǎo)管腺的前端,管腔部分的內(nèi)壁褶皺膨大,并向管腔中心螺旋延伸,褶皺上面分布著大量的分泌細(xì)胞,排列緊密,整齊有序。囊腔結(jié)構(gòu)開(kāi)始萎縮減小直至消失于放射導(dǎo)管腺后部。精子進(jìn)入放射導(dǎo)管腺后,管腔中心處分泌細(xì)胞分泌大量的嗜堿性顆粒性物質(zhì),同時(shí)也存在少量的嗜酸性物質(zhì),二者共同形成裸露的一團(tuán)物質(zhì)。隨著精子被往后運(yùn)輸,這團(tuán)物質(zhì)體積會(huì)增大,進(jìn)入中被膜腺、外被膜腺部分,有稀松的嗜堿性絲狀物形成精
70、莢壁的內(nèi)層,包裹著精子團(tuán)囊,并在最外面形成一層嗜酸性的外壁。此時(shí)這兩層分泌物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散,需要進(jìn)一步的包裝。圖16是外被膜腺橫截面,表明精子簇在精莢中是螺旋排列的,精莢在管腔中的位置并不固定,或者順著管腔方向或者與管腔呈傾斜角;這是精莢基本包裝完畢。</p><p> 進(jìn)入硬腺、終腺后,精莢又得到硬腺、終腺提供的養(yǎng)分,最后成熟于精莢囊中,并存儲(chǔ)于精莢囊中,等待交配受精的時(shí)機(jī)。精莢囊中精莢與從射精管取的精莢結(jié)構(gòu)幾乎
71、無(wú)異。</p><p><b> 3 討論</b></p><p> 3.1 精莢的形態(tài)</p><p> 精莢形態(tài)、結(jié)構(gòu)與形成機(jī)制等研究[5-8],在十足類(lèi)動(dòng)物中已比較成熟,而頭足類(lèi)中研究不多。十足類(lèi)精莢形態(tài)主要有3種:柄狀、管狀、球形或橢圓形。曼氏無(wú)針烏賊的精莢為管狀,和Todarodes pacificus的精莢的形態(tài)特征類(lèi)似。
72、</p><p> 3.2 精莢的結(jié)構(gòu)</p><p> 一般十足類(lèi)精莢壁有1~3層[5]。曼氏無(wú)針烏賊精莢壁有2層,中層為嗜堿性絲狀物,外層為嗜酸性分泌物。關(guān)于此類(lèi)精莢壁的功能,很可能與精莢的附著或精莢壁的破裂有關(guān)[9]。另,精莢壁的生化組分分析,仍需要進(jìn)一步研究。</p><p> 3.3 粘液腺的功能</p><p> 在曼
73、氏無(wú)針烏賊粘液腺的囊腔中并沒(méi)有見(jiàn)到大量的精細(xì)胞,且根據(jù)形態(tài)學(xué)特征,粘液腺的大部分囊體是獨(dú)立封閉的,一小部分分別和輸精管、放射導(dǎo)管腺相連,推測(cè)粘液腺很可能起著對(duì)精子營(yíng)養(yǎng)的作用,分泌大量嗜酸性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),為精子提供足夠能量,并無(wú)貯存精子的作用。</p><p> 張其永等[10]對(duì)雄性中華烏塘鱧粘液腺的結(jié)構(gòu)與功能研究顯示:中華烏塘鱧粘液腺液有助于增強(qiáng)精子活率和延長(zhǎng)精子壽命, 并能促進(jìn)受精率的提高。這一結(jié)果,也證實(shí)了上
74、述觀(guān)點(diǎn)。</p><p> 3.4 精莢的形成</p><p> 一般十足類(lèi)的精莢形成方式有由輸精管上皮細(xì)胞分泌物逐漸沉積[11]和精莢基質(zhì)濃縮[7-8]2種方式。曼氏無(wú)針烏賊精莢的形成起始于放射導(dǎo)管腺中,并在放射導(dǎo)管腺中完成包裝。放射導(dǎo)管腺的結(jié)構(gòu)較輸精管較變化較大,形成獨(dú)特的褶皺結(jié)構(gòu),對(duì)精莢的形成有著積極的意義。精子進(jìn)入放射導(dǎo)管腺后部后,管腔中心處分泌細(xì)胞分泌大量的嗜堿性顆粒性物質(zhì)
75、,其中同時(shí)也存在少量的嗜酸性物質(zhì),二者共同形成裸露的一團(tuán)物質(zhì)。隨著精子被往后運(yùn)輸,這團(tuán)物質(zhì)體積會(huì)增大,進(jìn)入中被膜腺、外被膜腺部分,由稀松的嗜堿性絲狀物形成精莢壁的內(nèi)層,包裹著精子團(tuán)囊,并在最外面形成一層嗜酸性的外壁。而這兩層精莢壁還需要運(yùn)入中被膜腺、外被膜腺進(jìn)一步包裝。這一結(jié)果證實(shí),曼氏無(wú)針烏賊精莢的形成方式很可能同時(shí)包括十足類(lèi)精莢的2種形成方式,首先,經(jīng)過(guò)分泌物的沉積形成精莢壁,后經(jīng)過(guò)基質(zhì)濃縮完成精莢的包裝。</p>&
76、lt;p> 3.5 硬腺、終腺的功能</p><p> 硬腺、終腺的主要功能還沒(méi)有得到具體明確的答案。目前認(rèn)為人類(lèi)的攝護(hù)腺,或者稱(chēng)為前列腺,富含檸檬酸、酸性磷酸酶、膽固醇、鋅等金屬元素的腺體,是精液的重要組成部分。曼氏無(wú)針烏賊的硬腺、終腺類(lèi)似于哺乳動(dòng)物的攝護(hù)腺,其結(jié)構(gòu)中的分泌細(xì)胞分泌的大量嗜酸性分泌物和嗜堿性分泌物,對(duì)精莢可能起著供給營(yíng)養(yǎng)的作用。</p><p><b>
77、; 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 葉素蘭, 王健鑫, 吳常文.曼氏無(wú)針烏賊雄性生殖系統(tǒng)的組織學(xué)研究[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,26(4):371-377.</p><p> 蔣霞敏, 符方堯, 李正,等.人工養(yǎng)殖曼氏無(wú)針烏賊生殖系統(tǒng)的解剖學(xué)與組織學(xué)研究[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2008,15(1):63-72.</p><p&g
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86、al Marine Biology and Ecology. 2009,372 :75–81.</p><p><b> 附譯文:</b></p><p> 莫氏僧頭烏賊Rossia moelleri,1856 (耳烏賊科;頭足綱) 精莢的附著機(jī)制研究</p><p> H.J.T. Hoving , S. Nauwelaerts , B
87、. Van Genne , E.J. Stamhuis , K. Zumholz</p><p> a.University of Groningen, CEES, Ocean Ecosystems, P.O. Box 14, 9750 AA Haren, The Netherlands; b.McPhail Performance Center, Department of Large Animal Clin
88、ical Sciences D202 Veterinary Medical Center, Michigan State University, United States; c.Leibniz-Institut fur Meereswissenschaften, IFM-GEOMAR, Düsternbrooker Weg 20, 24105 Kiel, Germany</p><p><b&g
89、t; 摘要:</b></p><p> 小型頭足類(lèi)莫氏僧頭烏賊(Rossia moelleri Steenstrup, 1856)精子的傳遞是依靠雄體將精囊團(tuán)植入到雌體組織來(lái)實(shí)現(xiàn)的。雖然這是一種常見(jiàn)的頭足類(lèi)精子傳遞和存儲(chǔ)策略,但有關(guān)其確切的附著機(jī)制目前還知之甚少。本研究在實(shí)驗(yàn)室條件人工誘導(dǎo)了莫氏僧頭烏賊的精莢反應(yīng),并使精囊團(tuán)植入到雌體的組織中。然后采用與針頭相連的傳感器來(lái)測(cè)定精囊團(tuán)穿透外套膜并植入
90、到雌體組織時(shí)所產(chǎn)生的力。研究結(jié)果表明:綜合考慮直徑和鈍度等因素,莫氏僧頭烏賊精囊團(tuán)穿透外套膜并植入到雌體組織時(shí)所產(chǎn)生的力約為0.3N。對(duì)精莢彈射反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行分析表明,僅靠精莢彈射產(chǎn)生的精團(tuán)向前的加速度(1.57-3.59 mm/s2)帶來(lái)的力量(1.12μN(yùn)-9.36μN(yùn))不足以讓精莢穿透雌體組織,掃描電子顯微鏡觀(guān)察也未發(fā)現(xiàn)有任何結(jié)構(gòu)可以幫助精莢附著和植入到雌體組織;對(duì)植入精團(tuán)的組織切片觀(guān)察表明:精囊團(tuán)的膠合體從精囊團(tuán)尾部伸出,有可能是
91、膠合體的裂解作用或在植入過(guò)程中作為潤(rùn)滑劑,促進(jìn)了精莢的附著和植入。該研究表明,精囊團(tuán)的自發(fā)植入過(guò)程,可能并不是簡(jiǎn)單基于純粹的機(jī)械力量,還可能依賴(lài)化學(xué)機(jī)制或是依賴(lài)于機(jī)械和化學(xué)的共同機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p><b> 1.前言</b></p><p> 頭足綱軟體動(dòng)物是一類(lèi)生活于海底和大洋環(huán)境中的豐富多樣的海洋生物,從沿海到深海都有它的分布(boyle和Rodho
92、use, 2005)。頭足類(lèi)一生只繁殖一次,并且是雌雄異體的(Nesis, 1987)。雄性能產(chǎn)生其他軟體動(dòng)物不能產(chǎn)生的精莢結(jié)構(gòu)(mann, 1984)。在有些種類(lèi)中,雄性使用莖化腕(特化的一個(gè)或一對(duì)腕)轉(zhuǎn)移精莢中的精子。有時(shí),在缺乏莖化腕的種類(lèi)中,一個(gè)長(zhǎng)的端器(有時(shí)也稱(chēng)為陰莖)被用作傳遞精莢(Nesis, 1995)。在精莢釋放或反轉(zhuǎn)(即精莢彈射反應(yīng))過(guò)程中,精團(tuán)被包裹在一個(gè)不同的外殼中,從而形成精團(tuán)(Fort, 1937年)。雌體將
93、精團(tuán)要么存儲(chǔ)在一個(gè)特化的精子接收器中(納精囊),要么將精團(tuán)深深直接植入未特化的組織中(外套膜,頭部腕等)(Nesis, 1995)。</p><p> 將精團(tuán)植入組織是海洋和深水頭足類(lèi)廣泛采用的精子轉(zhuǎn)移策略(Nesis, 1995年)。目前對(duì)這種精團(tuán)植入組織的可能機(jī)制還知之甚少。由于采用這種精子轉(zhuǎn)移策略的頭足類(lèi)動(dòng)物往往有很長(zhǎng)的陰莖,因此陰莖常常被認(rèn)為在精團(tuán)植入到組織起著關(guān)鍵的作用(Norman 和 Lu, 19
94、97; Jackson 和Jackson, 2004)。最近,深海魷魚(yú)Moroteuthis ingens的精莢被證實(shí)能自發(fā)地植入道肌肉組織中(Hoving和Laptikhovsky, 2007)。因此精莢的這種植入可能本身就是精莢外翻即精莢反應(yīng)過(guò)程中的一部分。</p><p> 精莢反應(yīng)的力量源泉來(lái)自于精莢鞘的收縮和精莢通過(guò)滲透作用吸水產(chǎn)生的滲透壓(Drew, 1919; Austin et al., 196
95、4; Mann, 1984)。雖然大王章魚(yú)精莢反應(yīng)過(guò)程長(zhǎng)達(dá)2小時(shí),但大多頭足類(lèi)的精莢反應(yīng)都是較快的,僅僅幾秒鐘時(shí)間(Drew, 1919; Austin et al, 1964; Mann, 1984; Takahama et al., 1991)。</p><p> 槍烏賊科種類(lèi)的精莢都有一個(gè)含有膠質(zhì)物質(zhì)的膠合體。精團(tuán)就是依靠這種膠質(zhì)物質(zhì)附加到雌體上的(Drew, 1919)。太平洋褶柔魚(yú)Todarodes
96、 pacificus Steenstrup 1880 和科氏滑柔魚(yú)Illex coindetii Verany 1839的精莢除了有膠合體之外,還在精莢外表明具有棘狀突起,這也有助于精莢較淺地植入到雌體的外套膜中(Marchand, 1913; Takahama et al., 1991)。在這些物種中,精莢反應(yīng)發(fā)生得很快,這使精團(tuán)表面的棘狀突起能迅速地刺入雌體的外套膜組織。而對(duì)于精莢植入很深的種類(lèi)寒海魷Galiteuthis glac
97、ialis,據(jù)認(rèn)為它的膠合體含有堿性的物質(zhì),有助于精團(tuán)的植入(McSweeny, 1978; Nesis等,1998)。</p><p> 本文研究了莫氏僧頭烏賊精莢的植入過(guò)程;莫氏僧頭烏賊屬于sepiolid亞科Rossiinae屬;在北大西洋和北冰洋均有分布(Jereb and Roper, 2005)。該物種的雄性有一莖化腕,可將精團(tuán)植入雌體的頭部和外套膜中(Zumholz and Frandsen,
98、2006)。這里,我們將介紹該物種在實(shí)驗(yàn)室條件下精莢如何自發(fā)地植入到雌體組織。此外,我們將評(píng)估由精莢反應(yīng)所生成機(jī)械力是否足以讓精子穿透組織。已交配的雌將用于檢查精團(tuán)植入的位置和數(shù)量。精團(tuán)的微細(xì)形態(tài)結(jié)構(gòu)研究,將有助于弄清到底何種結(jié)構(gòu)有利于精團(tuán)的植入。精莢反應(yīng)將被(不植入)人工誘導(dǎo),精莢反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)(總時(shí)間,最大速度和最大加速度)將被完整量化記錄。</p><p><b> 2. 材料和方法</b&
99、gt;</p><p> 莫氏僧頭烏賊Rossia moelleri樣本采自北緯61°38' - 66 °40'西經(jīng)30 °34' - 58 °31'的格陵蘭島水域,由底拖網(wǎng)在91到400米的水域捕獲。捕獲后,樣本即冷凍保存。選取10只雌體(胴長(zhǎng)32-44毫米)10只雄體(胴長(zhǎng)32-41毫米)用于本實(shí)驗(yàn)的研究。當(dāng)雌體輸卵管中有卵子或雄體精莢
100、囊中有精莢存在時(shí)均記為性成熟。</p><p> 4頭雄性被用于精莢長(zhǎng)度的測(cè)定,每個(gè)精莢囊所含的精莢數(shù)目被記錄。另外六個(gè)雄性的只記精莢數(shù)量。雌性也同樣被檢查,記錄下雌體被植入的精囊團(tuán)數(shù)量和位置。</p><p> 為了研究精莢的彈射反應(yīng),精莢從新解凍的雄體精莢囊中取得。精莢從納精囊移除即會(huì)誘導(dǎo)精莢的彈射反應(yīng)。精莢的頭部依靠一根連接線(xiàn)固定于精莢囊的內(nèi)側(cè)。在精莢從精莢囊移除過(guò)程中,連接線(xiàn)被
101、拉動(dòng),精莢最前端的帽子結(jié)構(gòu)上的壓力將急劇增加,并導(dǎo)致精莢彈射反應(yīng)開(kāi)始,精莢外翻。我們正是用這種從精莢囊中移除后正在外翻的精莢做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn),在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中,我們均用高分辨率的數(shù)碼視頻攝像機(jī)(JVC GZ-MC500E)記錄了整個(gè)彈射反應(yīng)過(guò)程。</p><p> 第一個(gè)實(shí)驗(yàn)被用于證實(shí)莫氏僧頭烏賊Rossia moelleri的精莢在冷藏4年后仍具備穿透組織的能力。我們用鑷子將一個(gè)正在彈射的精莢靠近一塊外套膜組織。在
102、該試驗(yàn)中,精莢和外套膜組織都浸泡于人工海水中(35‰, 8°C);采用這種方法,我們成功地將14個(gè)精囊團(tuán)植入到外套膜中。</p><p> 第二個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及精莢彈射的運(yùn)動(dòng)學(xué)。正在進(jìn)行彈射的精莢被放置于裝滿(mǎn)人工海水的(35‰, 8‰)培養(yǎng)皿中。用一臺(tái)定置的攝像機(jī)記錄了6個(gè)精莢的整個(gè)彈射反應(yīng),用于分析精莢彈射的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。</p><p> 分析了六個(gè)正在彈射的精莢的頭部位置及精莢
103、內(nèi)含物涌出的時(shí)間。為了濾除圖像中的背景糙聲信號(hào),我們用一個(gè)零相移四階巴特沃斯濾波器處理圖像數(shù)據(jù)(截掉1赫茲頻率的信號(hào))。我們計(jì)算了精莢彈射反應(yīng)的速度,精囊團(tuán)的加速度同樣被分析和測(cè)定。</p><p> 用精囊團(tuán)的質(zhì)量乘以精囊團(tuán)前移的加速度計(jì)算精囊團(tuán)向前移動(dòng)產(chǎn)生的力。精囊團(tuán)的質(zhì)量采用微型天平測(cè)量。</p><p> 莫氏僧頭烏賊Rossia moelleri的精莢鉆入組織所需要的力采用不
104、同鈍度的針頭刺入莫氏僧頭烏賊組織塊來(lái)模擬。針頭上安裝了傳感器用于測(cè)量針頭刺入組織瞬間所需要的力。針頭被安裝于一個(gè)單軸穿刺系統(tǒng)上,使針頭能以恒定的速度向前移動(dòng)(大約是精莢反應(yīng)的最大速度)。一個(gè)壓力傳感器連接到針頭上用于及時(shí)測(cè)量力的積攢過(guò)程及針頭刺入組織時(shí)的最大力。每個(gè)針頭重復(fù)五次實(shí)驗(yàn)。</p><p> 用砂布將五個(gè)針尖打磨鈍化,并拍攝記錄。每個(gè)針尖鈍度由圖片上針頭的周長(zhǎng)來(lái)度量。形狀參數(shù)(表面積比周長(zhǎng))保持恒定在
105、0.88。由周長(zhǎng)=2πr來(lái)計(jì)算出針尖半徑,其中r是針尖的半徑。半徑被用來(lái)衡量針尖的鈍度。用SPSS軟件的ANOVA來(lái)分析針尖鈍度和針尖刺入組織最大力的相關(guān)性。</p><p> 用掃描電子顯微鏡檢測(cè)已彈射精莢頭部是否有硬的或尖的組織能幫助精囊團(tuán)植入組織。附著有精囊團(tuán)的組織樣本保存于10%福爾馬林中。樣品采用梯度乙醇脫水,甲苯透明,石蠟包埋??v切片3微米厚度,蘇木精、伊紅染色。精囊團(tuán)切片采用帶有目微尺的顯微鏡來(lái)觀(guān)
106、察。</p><p> 圖1. 莫氏僧頭烏賊(A) 的精莢,顯示彈射裝置(ea),膠合體(cb)和精團(tuán)(sm);(B)已交配的雌體的頭部和外套膜前部背面觀(guān),示眼上的精囊團(tuán);(C)交配后的雌體背面觀(guān),示頸部植入的精囊團(tuán)。</p><p> 圖2. (A)針尖的半徑和刺入莫氏僧頭烏賊組織所需要的力的關(guān)系,灰色顯示彈射后精莢鉆入組織所需要的力;(B)精莢反應(yīng)中其頭部直徑最小的精莢狀態(tài);(C)
107、示(B)中精囊團(tuán)頭部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。</p><p> 圖3. 3個(gè)不同精莢在精莢彈射反應(yīng)過(guò)程中精團(tuán)前移的動(dòng)力學(xué)過(guò)程</p><p><b> 3.結(jié)果</b></p><p> 3.1精囊傳遞和存儲(chǔ)</p><p> 雄性莫氏僧頭烏賊Rossia moelleri第一對(duì)腕上較小的吸盤(pán)表明該腕為莖化腕。精莢(圖1A)
108、約有9-12 mm 長(zhǎng)(Hoving等, 2008a)內(nèi)含精囊團(tuán)、膠合體(精莢的核心組分)和彈射裝置,彈射裝置的末端折疊形成所謂的帽子結(jié)構(gòu)。從帽子結(jié)構(gòu)上延伸出連接絲(未在圖1標(biāo)明)。精莢囊中精莢以其后端對(duì)著精莢囊的開(kāi)口,精莢囊中往往有19至56個(gè)精莢不等(平均34 ± 11精莢, n=10)(Hoving等, 2008a)。</p><p> 雌體不具備交配囊。精囊團(tuán)直接植入到雌體頭部、頸部和外套膜前
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