何潤端，曹伏君*，朱國萍

(1.廣東海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524088; 2.廣東海洋大學(xué) 食品科技學(xué)院，廣東 湛江 524088)

雙齒圍沙蠶Perinereisaibuhitensis隸屬于環(huán)節(jié)動物門Annelids多毛綱Polychaete游走目Erranlia沙蠶科Nereidae圍沙蠶屬Perinereis[1]，分布于中國、菲律賓、印度尼西亞、印度沿岸[2]，生活在潮間帶的泥灘、泥沙灘和沙灘中，自然資源量依次為泥灘(34 g/m2)>泥沙灘(15.4 g/m2)>沙灘(2.8 g/m2)[3]。

雙齒圍沙蠶具有較高的營養(yǎng)價值和藥用價值。粗蛋白質(zhì)含量占干質(zhì)量的60%以上[4]，富含人體必需氨基酸、呈味氨基酸(Asp、Glu、Ala)和多種不飽和脂肪酸(包括人體必需的多不飽和脂肪酸EPA、DHA)，還含有纖溶酶、纖維酶原激活物、膠原酶等物質(zhì)，能有效降低血脂、消除血栓，因此，沙蠶具有預(yù)防和治療腦血栓、心肌梗死等疾病的功效[5]。雙齒圍沙蠶中呈味氨基酸含量占氨基酸總量的48.34%[6]，鮮味強烈，是優(yōu)質(zhì)天然餌料，也常作為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)配合飼料的成分。

由于人類的過度利用和沿海的污染，雙齒圍沙蠶的自然資源量逐年下降[7]，而對雙齒圍沙蠶的需求量持續(xù)增長，因此，要加強對雙齒圍沙蠶研究，促進(jìn)其人工養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，提高其產(chǎn)量，為人類提供更多優(yōu)質(zhì)的食物、藥物，以及為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)提供餌料或配合飼料的原料。

目前，國內(nèi)沿海已經(jīng)發(fā)展起沙蠶人工養(yǎng)殖業(yè)[8-15]，且有關(guān)雙齒圍沙蠶的生活史、早期胚胎發(fā)育、胚后發(fā)育、配子發(fā)生、異沙蠶體形態(tài)的研究已有許多報道[16-18]，但很多研究不夠深入，而且彼此間有些數(shù)據(jù)相差較大，因此，加深對雙齒圍沙蠶生活史的研究十分必要。本研究中，通過人工培育雙齒圍沙蠶，觀察其胚胎、幼蟲發(fā)育全過程及成體變態(tài)特征，旨在為其養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用成體雙齒圍沙蠶取自湛江騰飛實業(yè)有限公司沙蠶養(yǎng)殖基地，用于成體變態(tài)過程觀察和人工授精培育。

1.2 方法

1.2.1 成體變態(tài)過程形態(tài)特征觀察 在養(yǎng)殖基地現(xiàn)場每日對雙齒圍沙蠶成體進(jìn)行觀察，比較變態(tài)過程中蟲體形態(tài)特征的變化，由于其眼部和疣足結(jié)構(gòu)太小，需要解剖分離出來，并在Nikon e100雙目顯微鏡下觀察，對蟲體的形態(tài)特征用數(shù)碼相機(jī)拍照記錄。

在觀察過程中，由于蟲體的運動會對觀察造成影響，需要對蟲體進(jìn)行麻醉。把蟲體浸泡于30%的酒精中5 min，使蟲體失去活動能力。麻醉前后形態(tài)不會發(fā)生變化，不影響觀察。在約10 min后蟲體會逐漸恢復(fù)活動能力，需要再次麻醉。

1.2.2 成體變態(tài)過程配子發(fā)生觀察 在蟲體變態(tài)過程中，每日取變態(tài)較快的蟲體剪開體壁，取體腔液于顯微鏡下觀察配子的形態(tài)，用數(shù)碼相機(jī)拍照記錄。

1.2.3 人工授精 將變態(tài)后的雌雄親本帶回廣東海洋大學(xué)甲殼類遺傳育種實驗室進(jìn)行繁殖。采用濕法人工授精，在直徑為40 cm的塑料圓盆中，盛一半消毒海水。選取10條活力較強的雌性異沙蠶體(含青色卵液)和6條活力較強的雄性異沙蠶體(含乳白色精液)，剪開雌蟲體壁，把卵擠到圓盆中，同樣的方法把精子擠到圓盆中，輕輕攪拌5 min，靜置20 min后收集受精卵，轉(zhuǎn)移到直徑為1 m的圓盆中加氧培養(yǎng)。

1.2.4 胚胎發(fā)育觀察 用吸管吸取沙蠶胚胎，滴在載玻片上，用吸水紙吸去多余的水分，固定于顯微鏡載物臺上，于顯微鏡下觀察，并用數(shù)碼相機(jī)拍照記錄胚胎發(fā)育過程。

1.2.5 擔(dān)輪幼蟲、疣足幼蟲、稚沙蠶觀察 取幼蟲于顯微鏡下觀察，用數(shù)碼相機(jī)拍照記錄幼蟲發(fā)育的過程和典型的形態(tài)特征，由于幼蟲活動能力較強，因此，需要用30%酒精對其進(jìn)行麻醉。

1.2.6 胚胎及幼體大小的測量 使用顯微鏡目微尺和臺微尺測量胚胎及幼體的形態(tài)結(jié)構(gòu)大小。

2 結(jié)果與分析

2.1 雙齒圍沙蠶成體的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其在變態(tài)過程中的變化

2.1.1 變態(tài)前成體沙蠶的形態(tài)特征 雙齒圍沙蠶成體在變態(tài)前體型細(xì)長，呈長圓柱狀，體壁柔軟，前端略粗，后端細(xì)，背腹略扁(圖1-A)。體長平均為17 cm，體寬平均為0.5 cm，體質(zhì)量平均為2.4 g。在其背部有一條明顯的血管，紅色的血液在血管內(nèi)流動。體色分淡紅和深綠色兩種，變態(tài)前的體色與性別無關(guān)，變態(tài)后體腔內(nèi)充滿灰綠色的卵或乳白色的精液，使得體色略有改變。身體分節(jié)明顯，呈同律分節(jié)，體節(jié)數(shù)目不恒定，生長發(fā)育良好的沙蠶約160個體節(jié)。頭部由口前葉和圍口節(jié)構(gòu)成，口前葉位于圍口節(jié)背部前端，在口前葉背部有兩對深紅色晶體狀的眼，呈前后排列，前端有一對較細(xì)的口前葉觸手，在觸手兩側(cè)有一對較粗的觸須。圍口節(jié)包圍著口，捕食時咽部能翻出形成吻，吻分兩節(jié)，其外表面有許多細(xì)小的幾丁質(zhì)小齒，吻的前端第一節(jié)內(nèi)有一對幾丁質(zhì)大顎，大顎內(nèi)側(cè)呈鋸齒狀。在圍口節(jié)背部、口前葉兩側(cè)各有4條細(xì)長的圍口節(jié)觸手。

除頭部圍口節(jié)和尾節(jié)外，其余體節(jié)形態(tài)相似，每一體節(jié)兩側(cè)長有一對疣足。疣足是體壁向外延伸形成的葉狀結(jié)構(gòu)，疣足從背腹方向分開呈刺狀，共6瓣，背腹各3瓣，靠近背腹兩側(cè)的一瓣較小，分別稱為背須、腹須，背部和腹部其余2瓣稱為背葉、腹葉，背葉、腹葉上各有一束剛毛(圖1-F)。前段體節(jié)較寬大，后段體節(jié)略小。尾節(jié)無疣足，有一對較長的肛須。此時雙齒圍沙蠶營底棲生活。

2.1.2 變態(tài)過程中沙蠶形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變 沙蠶開始變態(tài)的明顯特征是腹部由半透明轉(zhuǎn)為灰白色(圖1-D)。疣足開始變薄且透光性更好，并且有更加豐富的毛細(xì)血管，在顯微鏡下疣足呈現(xiàn)淡紅色(圖1-G)。此時的沙蠶常見有前半段身軀離開底面，在水中自發(fā)擺動的現(xiàn)象。沙蠶變態(tài)完全后，形態(tài)特征發(fā)生明顯的變化，整體縮短為原來的1/2～1/3(圖1-A)，但體節(jié)數(shù)目保持不變，軀體變得更加扁平。前26體節(jié)變化不大，仍然具有較強的爬行能力，稱為匍匐部，本試驗中的50條異沙蠶體中未觀察到匍匐部體節(jié)數(shù)目在個體間的差異。之后的體節(jié)與前26體節(jié)大不相同，體節(jié)縮短，疣足形態(tài)發(fā)生明顯變化(圖1-I)，由原本刺狀變薄變寬，背葉末端擴(kuò)展為扇形，新生剛毛長在扇面內(nèi)起支持作用，形態(tài)與魚鰭相似，稱為游泳部。疣足上的剛毛在變態(tài)過程中經(jīng)歷了斷裂重塑的過程。變態(tài)前的剛毛末端節(jié)主要為鐮刀形，刀刃側(cè)為鋸齒狀，而變態(tài)過程中剛毛的末端節(jié)斷開，重新形成槳狀薄片。

剛毛在變態(tài)前后數(shù)目沒有發(fā)生變化，變態(tài)前后平均數(shù)目均為32根。體腔內(nèi)消化道消失，充滿生殖細(xì)胞，疣足內(nèi)和口前葉內(nèi)也包含有生殖細(xì)胞?？谇叭~觸手、觸須退化，4個眼變大，50條雙齒圍沙蠶變態(tài)前其眼直徑最小為185 μm，最大為380 μm，平均為287 μm(圖1-J)，50條沙蠶變態(tài)后眼的直徑最小為456 μm，最大為635 μm，平均為505 μm(圖1-L)，眼睛增大非常明顯。采用SPSS 22.0獨立樣本t檢驗,雌雄眼睛直徑無統(tǒng)計學(xué)上的差異(P=0.838>0.05)。雙齒圍沙蠶的變態(tài)周期從腹部變?yōu)榛野?、疣足充血開始，到體長明顯縮短、能夠游泳結(jié)束，最短7日，整個群體從開始出現(xiàn)變態(tài)到全部變態(tài)需要3周左右。

2.2 卵的生長成熟

雙齒圍沙蠶通過變態(tài)達(dá)到性成熟，卵的發(fā)生早于變態(tài)，卵的成熟貫穿于變態(tài)的過程，變態(tài)完成后，卵也發(fā)育為可受精的成熟期初級卵母細(xì)胞。卵母細(xì)胞和卵巢的分期參考范廣鉆等[19]、楊威等[20]和楊大佐等[21]的分期方法。

2.2.1 第Ⅰ時相：卵原細(xì)胞期 第Ⅰ時相的卵主要存在于雙齒圍沙蠶變態(tài)前，此時卵處于卵原細(xì)胞時期，卵原細(xì)胞在體腔內(nèi)成團(tuán)存在，其內(nèi)的卵原細(xì)胞形狀為不規(guī)則多邊形或近似圓形，單個卵原細(xì)胞直徑為8～15 μm，此時的卵原細(xì)胞較透明，幾乎不含油球和卵黃物質(zhì)(圖2-A)。3個到37個卵原細(xì)胞同許多不定形、體積較小的間質(zhì)細(xì)胞共同構(gòu)成沙蠶球狀分散型卵巢，間質(zhì)細(xì)胞較不透明，內(nèi)含營養(yǎng)物質(zhì)豐富。幾乎每一體節(jié)的體腔中都分布有這種球狀卵巢。球狀卵巢中卵原細(xì)胞通過有絲分裂擴(kuò)大卵原細(xì)胞數(shù)目，同時卵巢也相應(yīng)變大。增殖期卵巢增大到125～150 μm后便不再增長，縊裂出一個直徑約35 μm內(nèi)含3～4個卵原細(xì)胞的小卵巢。體腔內(nèi)的卵以卵原細(xì)胞為主的卵巢為Ⅰ期卵巢。

2.2.2 第Ⅱ時相：小生長期 第Ⅱ時相的卵主要存在于變態(tài)前和雙齒圍沙蠶開始變態(tài)時(腹部由半透明變?yōu)榛野咨?，原有的卵原細(xì)胞停止增殖，體積增大，轉(zhuǎn)變?yōu)槌跫壜涯讣?xì)胞。生長期的初級卵母細(xì)胞直徑為25～38 μm，形狀為多邊形或近似球形，較為透明，細(xì)胞內(nèi)不含卵黃顆粒和油球(圖2-B)。體腔內(nèi)的卵以小生長期初級卵母細(xì)胞為主的卵巢為Ⅱ期卵巢。

2.2.3 第Ⅲ時相：大生長期 雙齒圍沙蠶體長逐步縮短，體內(nèi)的消化道等結(jié)構(gòu)開始溶解，此時的卵主要處于第Ⅲ時相，為大生長期的初級卵母細(xì)胞，由原有的小生長期初級卵母細(xì)胞開始積累卵黃而使體積顯著變大而來。此時期又可細(xì)分為卵黃形成前期(Ⅲ1)、卵黃形成中期(Ⅲ2)和卵黃形成后期(Ⅲ3)。Ⅲ1的卵母細(xì)胞直徑為40～70 μm，卵黃含量較低，透光性相對較好(圖2-C-1)；Ⅲ2的卵母細(xì)胞直徑為70～120 μm，卵黃含量中等，透光性中等(圖2-C-2)；Ⅲ3的卵母細(xì)胞直徑為120～230 μm，透光性較差，卵黃含量高(圖2-D)。卵黃形成前期和中期仍然處于間質(zhì)細(xì)胞的緊密包圍中，卵黃形成后期的卵母細(xì)胞周圍的間質(zhì)細(xì)胞相對較少。體腔內(nèi)的卵以大生長期初級卵母細(xì)胞為主的卵巢為Ⅲ期卵巢。

2.2.4 第Ⅳ時相：成熟期初級卵母細(xì)胞 雙齒圍沙蠶完成變態(tài)，體腔內(nèi)已經(jīng)沒有球狀卵巢的存在，此時存在的是第Ⅳ時相的成熟初級卵母細(xì)胞。第Ⅳ時相的成熟初級卵母細(xì)胞又可細(xì)分為膠膜形成前期(Ⅳ1)和膠膜形成后期(Ⅳ2)，Ⅳ1初級卵母細(xì)胞已經(jīng)完成卵黃等營養(yǎng)物質(zhì)的積累，細(xì)胞體積不再明顯增大，直徑保持在180～230 μm之間(圖2-E)；Ⅳ2初級卵母細(xì)胞質(zhì)膜外表面開始形成一層膠膜，在細(xì)胞核與細(xì)胞膜之間的皮層區(qū)域，存在許多黃綠色的油球(圖2-F)。體腔內(nèi)的卵以成熟期初級卵母細(xì)胞為主的卵巢為Ⅳ期卵巢。

2.2.5 卵的排出和受精后卵的發(fā)育 初級卵母細(xì)胞在沙蠶體腔內(nèi)成熟后，伴隨著沙蠶群浮和婚舞的行為排出體外。卵液為灰綠色，單個卵肉眼可見，為半透明或淡藍(lán)色球形小顆粒，在顯微鏡下，卵為球形，直徑為180～230 μm，內(nèi)部充滿淡黃色的卵黃，看不見細(xì)胞核，在卵中心到卵質(zhì)膜之間的皮層區(qū)域，富含綠色的油球，高倍鏡下還可以觀察到卵外有一層薄的膠膜。卵在海水中自然下沉，為沉性卵，具有黏性，可黏附在底質(zhì)中。卵受精刺激后才開始減數(shù)分裂，減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生次級卵母細(xì)胞和一個約10 μm的第一極體，次級卵母細(xì)胞減數(shù)第二次分裂為卵細(xì)胞和第二極體，第一極體分裂產(chǎn)生第三極體。排空的卵巢為Ⅴ期卵巢。

上述卵的發(fā)育階段與沙蠶的變態(tài)時期并非嚴(yán)格一致，會受環(huán)境和營養(yǎng)條件的影響。部分個體卵的成熟較早，在變態(tài)開始時已經(jīng)完全成熟，可在一周左右完成變態(tài)周期。

2.3 胚胎發(fā)育

發(fā)育條件：溫度為27.8～32.5 ℃，鹽度為29.0，pH為7.57。

受精卵：雙齒圍沙蠶成熟的卵在人工授精后，發(fā)生一系列的反應(yīng)。卵膜外表面的膠膜逐步向外擴(kuò)張，形成類似細(xì)菌的莢膜狀結(jié)構(gòu)，此為受精膜，顏色接近透明，直徑接近1.5 mm，其上可以觀察到很多被黏著的精子，精子被黏著后只能在原位置顫動，無法再接近卵(圖3-B)。受精后，卵細(xì)胞膜下的皮層細(xì)胞質(zhì)發(fā)生運動，其運動方向不明顯，順著一定方向運動一定幅度后，又會換一個方向或沿著原來的反方向運動，運動時間持續(xù)到第一極體出現(xiàn)之前，運動使卵呈現(xiàn)富含油球的植物極和不含油球的動物極。人工授精43 min后，初級卵母細(xì)胞完成第一次減數(shù)分裂，產(chǎn)生一個很小的第一極體和次級卵母細(xì)胞(圖3-C)，第一極體直徑約10 μm。人工授精1 h 8 min后，完成第二次減數(shù)分裂，次級卵母細(xì)胞產(chǎn)生一個第二級體和卵細(xì)胞，第一極體分裂產(chǎn)生第三極體(圖3-D)。

卵裂期：雙齒圍沙蠶卵裂方式為螺旋式卵裂，緯裂(分裂線與動物極、植物極分界線平行)、經(jīng)裂和左旋(從動物極方向觀察為逆時針)、右旋相互交替，平均50 min卵裂一次。第一次卵裂為緯裂，形成大小不等的2個卵裂球(圖3-E)；第二次卵裂為經(jīng)裂，呈約45°傾斜左旋分裂形成4個細(xì)胞(圖3-F)；第三次卵裂右旋形成8個細(xì)胞(圖3-G)，植物極細(xì)胞出現(xiàn)較大的油球；16細(xì)胞期大油球更加明顯(圖3-H)；32細(xì)胞期動物極細(xì)胞更加小，細(xì)胞之間的界限也不易辨別(圖3-I)。

囊胚期：人工授精5 h 6 min后，胚胎在完成第六次卵裂，進(jìn)入囊胚期。囊胚為實心，含64個細(xì)胞，囊胚體積大小與受精卵相當(dāng)。動物極細(xì)胞很小，顏色相對較淺，植物極細(xì)胞很大，顏色相對較深，富含卵黃，細(xì)胞內(nèi)有一個大油球(圖3-J)。

原腸期：人工授精5 h 24 min后，動物極小細(xì)胞開始向下外包植物極大細(xì)胞(圖3-K)，外包為原腸運動開始的標(biāo)志，隨著動物極的外包，最終動物極小細(xì)胞把植物極大細(xì)胞和中胚層細(xì)胞包含在內(nèi)(圖3-L)，形成內(nèi)胚層在內(nèi)、外胚層在外、中胚層位于內(nèi)胚層和外胚層之間的三胚層原腸胚，為胚胎的進(jìn)一步發(fā)育做好準(zhǔn)備。

2.4 擔(dān)輪幼蟲期

前擔(dān)輪幼蟲期：授精23 h后，胚胎進(jìn)入前擔(dān)輪幼蟲期，形狀也由球形拉長為梨形，前端大、后端小，長為205～253 μm，寬為162～186 μm。此時胚胎前端形成纖毛環(huán)，中部和后端也局部形成纖毛，纖毛擺動可以使胚胎在膜內(nèi)轉(zhuǎn)動(圖4-A)。

后擔(dān)輪幼蟲期：胚胎進(jìn)一步發(fā)育，使胚胎進(jìn)一步長大并拉長，授精30 h后胚胎進(jìn)入后擔(dān)輪幼蟲期，頭部色素環(huán)變淡，在頭部形成一對眼點。前端形成明顯可見的口，口后端形成原始的消化道，消化道是原腸期內(nèi)胚層發(fā)育而來，呈漏斗狀，靠近口部分較大，接近胚胎后端較小，肛門尚未形成，內(nèi)含豐富的卵黃和2～4個大油球，顏色較綠，而胚胎四周則呈淡黃色。在胚胎左右兩側(cè)長出三對疣足原基，在原基內(nèi)部形成數(shù)根剛毛，此時幼蟲開始掙扎出膜(圖4-B)。

2.5 疣足幼蟲

3剛節(jié)疣足幼蟲：授精45 h后幼蟲軀體開始分為3個剛節(jié)，剛節(jié)之間有節(jié)間溝。每個剛節(jié)有一對疣足，疣足分背腹兩葉，背肢和腹肢各有一束剛毛。頭部一對眼分裂成兩對，前端長出口前觸手原基，其上有數(shù)根較短的感覺纖毛。幼蟲后端長出一對肛須，肛門位于兩肛須之間(圖4-C)。3剛節(jié)幼蟲常趴在底部不動，或疣足擺動爬行，伴隨著頭部左右搖擺。幼蟲頭部和疣足基部仍有纖毛，使幼蟲有時可以依靠纖毛的擺動在水中游動。隨著3剛節(jié)幼蟲的生長，開始長出觸須和第一對圍口觸手原基。3剛節(jié)疣足幼蟲后期咽部開始長出一對較小的大顎(圖4-D)，消化道油球快消耗完時，幼蟲攝食海水中的單細(xì)胞藻類，可以觀察到其消化道內(nèi)顆粒樣的藻類。3剛節(jié)疣足幼蟲的疣足基部和頭部出現(xiàn)紅色斑塊。此時幼蟲的體長為343～375 μm， 在3剛節(jié)疣足幼蟲中觀察到位于幼蟲頭部、眼的前方有一對比眼稍大、比眼的顏色略淺的紅斑(圖5-D)。

4剛節(jié)疣足幼蟲：隨著3剛節(jié)疣足幼蟲的生長，授精5 d后第三剛節(jié)之后開始出現(xiàn)乳突狀的第四對疣足原基，授精6 d后進(jìn)一步發(fā)育為第四剛節(jié)。咽部大顎變大，長出3個側(cè)齒。此時幼蟲體長為380～460 μm(圖4-E)。

5剛節(jié)疣足幼蟲：授精9 d后，幼蟲長出第5對疣足，體長達(dá)630～750 μm。幼蟲長出第二對圍口觸手原基，第一對圍口觸手和肛須變長。疣足在背部和腹部也長出兩根纖細(xì)棒狀結(jié)構(gòu)，即背須和腹須，此時幼蟲疣足與成蟲疣足形態(tài)相接近。第一對疣足退化，剛毛數(shù)量變少，與其他疣足相比變短，隨后變細(xì)，背肢變長(圖4-F)。此時幼蟲常鉆進(jìn)有機(jī)碎屑中或細(xì)沙下。

6剛節(jié)疣足幼蟲：授精11 d后，幼蟲長出第6對疣足，體長約1 mm。第一對疣足只剩一根較短的剛毛或無剛毛，背肢變得更加細(xì)長，末端開始長出感覺纖毛，位置向前移動，接近第一、第二圍口觸手，開始變?yōu)橛紫x的第三對圍口觸手(圖4-G)。

7剛節(jié)疣足幼蟲：授精12 d后，幼蟲長出第7對疣足，體長為1.1 mm，第三圍口觸手完全靠近第一、第二圍口觸手，剛毛消失，體型變得更為細(xì)長(圖4-H)。

2.6 稚沙蠶的發(fā)育

授精14 d后，幼蟲出現(xiàn)第14對疣足原基(圖4-I)，此時，幼蟲開始長出第四對圍口觸手，同時形成背血管和疣足毛細(xì)血管。口前葉與圍口節(jié)分界明顯，咽部大顎形成6個側(cè)齒，消化道可分口、咽、食道、胃、前中腸、直腸和肛門(圖5-J、K、L)。從第7剛節(jié)起，每一剛節(jié)形成一對腎管(圖5-H)，排泄系統(tǒng)開始形成。此時幼蟲形態(tài)結(jié)構(gòu)與成體相似，開始進(jìn)入稚沙蠶階段，往后的發(fā)育主要是體節(jié)的增加和個體的長大(圖4-J、K、L)。在接近一年的生長后，稚沙蠶長大變態(tài)為異沙蠶體，群浮產(chǎn)卵受精后死亡，完成一個生活史周期。

3 討論

3.1 異沙蠶體的結(jié)構(gòu)與功能

雙齒圍沙蠶成體變態(tài)為異沙蠶體，標(biāo)志著個體達(dá)到性成熟，雙齒圍沙蠶采取體外受精的方式進(jìn)行生殖，在泥沙中是不利于精子和卵的結(jié)合的，在海水表面進(jìn)行產(chǎn)卵排精，能使卵充分分散并有利于和精子的結(jié)合，達(dá)到生殖的最好效果。因此，異沙蠶體的大部分結(jié)構(gòu)都是充分適應(yīng)游泳生活的，扁平的體型使身體不易下沉，扁平寬大的疣足更有利于劃動水流，疣足中更加豐富的毛細(xì)血管，能從海水中獲得更多的氧氣，為劇烈的游泳運動提供充足的氧氣。變態(tài)前沙蠶營底棲生活，眼睛不發(fā)達(dá)。異沙蠶體營游泳生活，環(huán)境中的光學(xué)信息更加復(fù)雜多變，因此，需要更發(fā)達(dá)的視覺器官，異沙蠶體的大眼睛使其能夠?qū)Ｋ袕?fù)雜多變的光學(xué)信息適應(yīng)。孫瑞平[22]認(rèn)為，異沙蠶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理都是為群浮和婚舞做充足的準(zhǔn)備。

3.2 雙齒圍沙蠶成熟卵及成熟的同步性

雙齒圍沙蠶的成熟卵究竟是初級卵母細(xì)胞還是次級卵母細(xì)胞，這一問題不同研究者的觀點也有所不同。一部分研究者認(rèn)為，在體內(nèi)成熟的卵為初級卵母細(xì)胞，排出體外再進(jìn)行成熟分裂[19-20]；另一部分研究者則認(rèn)為，體腔內(nèi)成熟的卵為次級卵母細(xì)胞[21]。本試驗中在人工授精后觀察到第一極體和第二極體的出現(xiàn)，說明體腔內(nèi)成熟的卵排出體外后，需要進(jìn)行減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂，因此，本文作者認(rèn)為體腔生殖期的卵為初級卵母細(xì)胞。

雙齒圍沙蠶卵的成熟同步性是較低的，Ⅱ期卵巢中小生長期初級卵母細(xì)胞的大小有明顯差異，Ⅲ期卵巢中大生長期初級卵母細(xì)胞的體積大小、透明程度、卵黃含量也是存在明顯區(qū)別。關(guān)于雙齒圍沙蠶卵子成熟的同步性，周一兵等[23]就卵徑的差異做過論述，認(rèn)為卵在發(fā)育過程中不同步，本研究中也觀察到雙齒圍沙蠶卵在成熟過程中存在不同步發(fā)育的現(xiàn)象，但其他有關(guān)雙齒圍沙蠶卵巢的研究中對卵成熟的同步性鮮有提及。

3.3 雙齒圍沙蠶生態(tài)對策

雙齒圍沙蠶棲息于水位、溫度、鹽度等生態(tài)因子多變的潮間帶，難以有效保護(hù)后代，因此，雙齒圍沙蠶在種群的生態(tài)對策上選擇了r-對策，充分發(fā)揮內(nèi)稟增長率(在理想條件下，種群的最大增長率)。雙齒圍沙蠶充分發(fā)揮內(nèi)稟增長率的方式是變態(tài)成異沙蠶體和螺旋型卵裂。雙齒圍沙蠶在變態(tài)過程中，體長縮短，體內(nèi)的消化道等結(jié)構(gòu)分解營養(yǎng)物質(zhì)，從而能為生殖細(xì)胞的形成提供更多的營養(yǎng)物質(zhì)，孫瑞平[22]也認(rèn)為，變態(tài)溶解體節(jié)隔膜和消化道等結(jié)構(gòu)有利于為生殖細(xì)胞提供更寬闊的空間和更多的營養(yǎng)物質(zhì)。而螺旋型卵裂能以較少數(shù)量的卵裂球進(jìn)入原腸運動，選擇這種卵裂能以較少的營養(yǎng)物質(zhì)形成較多的卵，從而形成更多的后代。

3.4 幼蟲的發(fā)育過程中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和功能

在5剛節(jié)疣足幼蟲期之前，幼蟲尚未具備適應(yīng)底棲生活的結(jié)構(gòu)，主要營浮游生活，擔(dān)輪幼蟲期還未形成疣足，是完全營浮游生活的，依靠全身纖毛擺動獲得微弱的運動能力，此外，纖毛還具有抵御敵害的作用，纖毛的擺動可以把湊近的纖毛蟲趕走，防止纖毛蟲的侵害。在頭部有一對紅斑，能夠感受光線變化，幼蟲具有趨光性，在幼蟲的眼睛發(fā)育完善后，這對紅斑消失不見。此時幼蟲消化道中的油球和卵黃顆粒為幼蟲提供營養(yǎng)，油球一般在4剛節(jié)幼蟲期消耗完消失，有研究指出，油球內(nèi)存儲著豐富的嘌呤核苷酸，為胚胎發(fā)育和尚未開口的幼蟲提供嘌呤核苷酸，確保發(fā)育順利進(jìn)行[24-26]。當(dāng)幼蟲形成疣足后，幼蟲開始匍匐在底質(zhì)面上，但仍具有游動的能力，游動時一般不擺動疣足，這說明幼蟲的疣足并沒有游動能力，主要作用是匍匐爬行和鉆沙。口前觸手、口前觸須和圍口觸手的出現(xiàn)，增強了幼蟲的化感能力，加強了幼蟲對底棲生活的適應(yīng)。到5剛節(jié)幼蟲期后，幼蟲的消化道進(jìn)一步發(fā)育，形成咽部和幾丁質(zhì)大顎，開始捕食小型的底棲動物，此時幼蟲不再進(jìn)行游動，纖毛開始退化，幼蟲開始鉆進(jìn)底質(zhì)中生活。隨著幼蟲體積的增長，對體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)運輸和廢物排泄的要求進(jìn)一步增加，在14剛節(jié)期時，幼蟲開始形成背、腹主血管和疣足中的毛細(xì)血管，同時在第7剛節(jié)之后的每個體節(jié)中形成一對腎管。

3.5 沙蠶第三極體的發(fā)現(xiàn)

本試驗中，在第二次減數(shù)分裂后觀察到了沙蠶第三極體的存在。目前，在沙蠶早期胚胎發(fā)育的相關(guān)研究中少有關(guān)于第三極體的描述，梁伍氣等[27]對雙齒圍沙蠶的第二極體有所描述，曾忠漢等[28]對腺帶沙蠶的第二極體有描述，黃鳳鵬等[29]對日本刺沙蠶的第一極體有描述。第三極體僅在部分物種的胚胎發(fā)育中存在，部分物種在雌性生殖細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中不形成第三極體，如人類，第一次減數(shù)分裂結(jié)束后第一極體會被排出，緊接著開啟程序性凋亡[30]，因此，不存在第三極體。