王亦我，仉佳文，劉 玉，魏 敏，張明月，吳雨晨，仇 攀，宋 杰，鄭 偉，董志國

(江蘇海洋大學(xué) a.江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.江蘇省海洋生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 連云港 222005)

0 引言

青蛤(Cyclinasinensis)，屬軟體動(dòng)物門、雙殼綱(Bivalvia)、簾蛤目(Veneroida)、簾蛤科(Veneridae)、青蛤?qū)?Cyclina)[1]，俗稱黑蛤、圓蛤、牛眼蛤等，廣泛分布于日本及我國南北沿海砂質(zhì)的潮間帶，是常見的埋棲型暖水性雙殼貝類[2]。隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)貝類的研究也越發(fā)深入。青蛤因具有完整的基因組圖譜[3]、清晰的遺傳背景、直觀的表型性狀等特點(diǎn)，再加上繁殖快、易培養(yǎng)、后代數(shù)目多等優(yōu)點(diǎn),展現(xiàn)了其成為雙殼貝類代表種的潛力[4-5]。現(xiàn)在有關(guān)青蛤的研究大多集中在生長營養(yǎng)、生物學(xué)特性、生理生化和苗種培育等方面[6-11]，而對(duì)形態(tài)學(xué)的研究深度不足，且有的因年代過于久遠(yuǎn)，造成圖片失真難以辨認(rèn)[12]。為了方便后續(xù)深入研究，深挖青蛤作為雙殼貝類代表種的參考價(jià)值，本研究通過對(duì)青蛤外部形態(tài)和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的觀察，獲得大量高清圖片，系統(tǒng)性地梳理青蛤組織間關(guān)系，并重點(diǎn)觀察青蛤組織與貝殼的具體連接方式，以期為雙殼貝類形態(tài)及解剖學(xué)研究提供和補(bǔ)充可靠資料。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為2齡左右青蛤，采集自山東濰坊地區(qū)。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)恒溫循環(huán)水暫養(yǎng)3周，取其中40只體型完整、規(guī)格相近、活力良好的個(gè)體進(jìn)行外部形態(tài)學(xué)觀察和內(nèi)部解剖學(xué)分析。

1.2 外部形態(tài)觀察

將挑選出的個(gè)體置于裝滿澄清海水的水生動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用養(yǎng)殖單元中，觀察其在適宜環(huán)境中的生存狀態(tài)，包括外套膜、斧足、鰓和水管在呼吸攝食過程中充分延展?fàn)顟B(tài)下的形態(tài)特征。之后對(duì)其進(jìn)行活體解剖。把青蛤水平放置于在解剖盤中，用解剖刀從青蛤鉸合處后部的韌帶切入，沿殼縫方向依次切斷后閉殼肌和前閉殼肌，打開貝殼清除內(nèi)部殘留的泥沙，便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)觀察。

1.3 內(nèi)部組織連接觀察

觀察從活體樣品分離出的完整軟體部，用貝類生理鹽水[13]處理后固定在體積分?jǐn)?shù)10%的甲醛溶液中，使用放大鏡、Nikon SME 1500體視顯微鏡對(duì)其不同組織的連接處進(jìn)行觀察。軟體部整體觀察完成后，對(duì)外套膜、鰓、斧足及內(nèi)臟團(tuán)等主要組織進(jìn)行組織間連接觀察。

2 結(jié)果

2.1 外部形態(tài)觀察

青蛤貝殼左右兩殼對(duì)稱相等且近似圓形，外表呈白色、黑色，部分青蛤帶有面積較大的紫色條紋，被認(rèn)為是紫殼青蛤(見圖1)。殼內(nèi)面大體呈白色，外表面帶有紫色條紋的部位殼內(nèi)面呈現(xiàn)紫色(見圖 2)。殼面突出，表面附有生長線，近于頂端部分細(xì)密，至腹緣漸次變粗且突出殼面。殼頂位于貝殼背部接近中間的位置，殼頂有尖端且尖端向前向內(nèi)彎曲，較其他雙殼貝類而言青蛤外殼沒有小月面，楯面狹長。左右兩貝殼通過鉸合部中的韌帶及鉸合齒相互作用相連(見圖3)。

圖1 白/紫殼青蛤的外殼顏色(左：白殼；右：紫殼)

圖2 白/紫殼青蛤的殼內(nèi)面顏色(左：白殼；右：紫殼)

a—鉸合齒；b—韌帶。

據(jù)觀察,青蛤鉸合齒與文蛤相近，屬于異齒型鉸合齒，由位于殼頂之下的主齒和遠(yuǎn)離殼頂位于殼的前后背緣的側(cè)齒所組成，其中左右殼各有3道主齒及齒槽，呈“爪”狀排列(見圖4)，相對(duì)兩齒之間交錯(cuò)互補(bǔ)。韌帶位于鉸合部的后方，由碳酸鈣和蛋白質(zhì)構(gòu)成[14]，分為外韌帶和內(nèi)韌帶。外韌帶位于殼頂后面兩殼的背緣；內(nèi)韌帶位于殼頂下方鉸合部中央的韌帶槽中(見圖5)。由于韌帶具有一定的彈性，當(dāng)閉殼肌收縮時(shí)韌帶被拉伸，閉殼肌放松時(shí)貝殼受到韌帶的回彈作用被打開。

圖4 “爪”型鉸合齒(由一道豎齒及兩道側(cè)齒組成)

圖5 韌帶(呈現(xiàn)出均勻的層狀結(jié)構(gòu))

2.2 內(nèi)部組織連接觀察

2.2.1 軟體部觀察 切開前后閉殼肌后打開青蛤，觀察到外套膜及閉殼肌粘附在貝殼上，內(nèi)臟團(tuán)位于青蛤基部韌帶部上方，由青蛤從閉殼肌伸出兩組肌肉與內(nèi)臟團(tuán)相連。這兩組肌肉被稱為足收縮肌(見圖6和圖7)，專司控制青蛤的運(yùn)動(dòng)，例如青蛤斧足挖泥掘沙等。

圖6 足收縮肌(可見3條,2條前足收縮肌和1條后足收縮肌)

圖7 前后足收縮肌(共有2組4條收縮肌)

從貝殼取出完整的軟體部觀察(見圖8)。軟體部是將貝殼去除后，含閉殼肌在內(nèi)的全部有機(jī)組織。軟體部最外層的兩葉薄膜狀組織是外套膜，從軟體部背側(cè)向腹側(cè)伸展，緊貼兩貝殼內(nèi)表面與內(nèi)臟團(tuán)、鰓和足等組織形成發(fā)達(dá)的外套腔，其背緣與內(nèi)臟團(tuán)背面的上皮組織相連。外套膜邊緣為環(huán)走肌，即沿著外套膜的邊緣而環(huán)走的肌肉纖維并用以收縮外套膜邊緣[15]。腹緣則是放射肌及結(jié)締組織，顏色透明微黃，因此邊緣部分的外套膜較厚，其余部位較薄，其中嵌入兩塊較大的肌肉組織即為前后閉殼肌(見圖9)。外套膜與內(nèi)臟團(tuán)背部連接(見圖10)，且左右兩側(cè)的外套膜與內(nèi)臟團(tuán)于同一位置連接在一起；內(nèi)臟團(tuán)與鰓在基部連接(見圖11)，內(nèi)臟團(tuán)兩側(cè)各有兩片鰓在基部與內(nèi)臟團(tuán)相連；鰓介于外套膜與內(nèi)臟團(tuán)之間(見圖12)。

圖8 軟體部

a—外緣；b—腹緣；c—前閉殼肌；d—后閉殼肌。

a—外套膜；b—內(nèi)臟團(tuán)。

a—內(nèi)臟團(tuán)；b—鰓。

a—外套膜；b—鰓。

青蛤外套膜是包括了肛門孔、鰓孔和足孔在內(nèi)的三孔型外套膜，肛門孔和鰓孔從外套膜上延長異化成水管。在水管基部有外套膜環(huán)走肌后部分化而成的水管肌，它的機(jī)能是牽引水管。青蛤的水管由進(jìn)水管(鰓水管)與出水管(肛門水管)構(gòu)成(見圖13)，進(jìn)水管較出水管長且粗。水管在基部與外套膜形成一個(gè)雙腔結(jié)構(gòu)(見圖14)，青蛤即通過進(jìn)水管和出水管與外界進(jìn)行物質(zhì)交換。

a—進(jìn)水管；b—出水管。

a—進(jìn)水管；b—出水管。

軟體部的核心是內(nèi)臟團(tuán)，包括青蛤的消化系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、性腺、神經(jīng)系統(tǒng)在內(nèi)，除消化系統(tǒng)呈棕色外，其他部分呈乳白色，斧足下部連接有足收縮肌。

青蛤的足位于內(nèi)臟團(tuán)腹面，為黃玉色肌肉質(zhì)突起，通常側(cè)扁呈斧狀，又稱為斧足，受足收縮肌控制，是青蛤的主要移動(dòng)器官(見圖15)。

a—斧足；b—足收縮肌根。

青蛤的鰓在內(nèi)臟團(tuán)兩側(cè)，一共4片鰓瓣，左右各2片，由外套膜的內(nèi)側(cè)壁延伸而成。兩側(cè)內(nèi)鰓瓣基部與內(nèi)臟團(tuán)側(cè)面愈合，起始于外套膜與內(nèi)臟團(tuán)后方部位，漸次擴(kuò)展至前方的唇瓣附近，是青蛤的主要呼吸部位(見圖16)。

圖16 鰓(可觀察到明顯紋理，紅色箭頭所示)

2.2.2 閉殼肌連接觀察 青蛤有兩塊閉殼肌，即后閉殼肌和前閉殼肌(見圖17)。前閉殼肌切面呈半月狀，位于殼頂偏右位置，細(xì)長而窄；后閉殼肌切面呈橢圓形，位于殼左面中間位置。閉殼肌與殼緊密相連，貝殼閉合時(shí)閉殼肌為收縮狀態(tài)，閉殼肌痕即其與殼連接形成的固著點(diǎn)，通過內(nèi)窺鏡觀察到閉殼肌存在明顯的紋路(見圖18)。

a—后閉殼肌；b—前閉殼肌。

圖18 收縮狀態(tài)下的閉殼肌紋路

2.2.3 肌肉—貝殼連接觀察 貝殼是一種由外套膜分泌的碳酸鈣最終沉積形成具有不同微觀結(jié)構(gòu)層次的非細(xì)胞組織，而閉殼肌和外套膜均屬肌肉組織，兩者之間的連接涉及有機(jī)物—無機(jī)物之間的結(jié)合。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),外套膜邊緣雖在殼內(nèi)面形成外套線(見圖19)，但與貝殼的連接并不緊密，使用鑷子輕微反復(fù)拉扯便可使其脫離，難以固定軟體部。經(jīng)多次嘗試后可感知到，外套膜內(nèi)膜與外套線某些位置存在明顯的緊密連接點(diǎn)，放大后在殼內(nèi)面可看到細(xì)微的小凸起(見圖20)。凸起圍成的區(qū)域被稱為外套灣(見圖21)，由外套線向內(nèi)凹陷形成，是當(dāng)水管受到外界刺激縮入殼內(nèi)時(shí)容納水管之處。

圖19 外套線(紅色箭頭所示)

圖20 外套灣(局部放大后可觀察到表面凹凸不平，存在突起,紅色箭頭所示)

圖21 外套灣(紅色箭頭所示)

從體視鏡下觀察閉殼肌與殼連接處的橫切面，發(fā)現(xiàn)閉殼肌與貝殼的內(nèi)面粘附緊密，沒有絲毫縫隙(見圖22)。

a—閉殼肌；b—?dú)ぁ?/p>

3 討論

青蛤是我國重要的經(jīng)濟(jì)型雙殼貝類，主要棲息于近高潮區(qū)和中潮區(qū)的灘涂中，且多集中于有淡水匯入的河口附近。在青蛤外部形態(tài)觀察中，發(fā)現(xiàn)其存在白、紫、黑3種殼色，其中白色和紫色屬于可遺傳性狀[4]；黑色屬于環(huán)境影響性狀，在泥沙底質(zhì)中生長的青蛤殼受到氧化作用變成黑色[3]，在無底質(zhì)新鮮海水中養(yǎng)殖一段時(shí)間后，黑色消退顯現(xiàn)出白殼或紫殼的底色。兩殼間鉸合齒的存在保證了青蛤不會(huì)由于平行于殼縫方向的剪切力作用導(dǎo)致非自然移動(dòng)。青蛤內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)中占比最大的是內(nèi)臟團(tuán)和外套膜。內(nèi)臟團(tuán)包含了心臟、性腺等眾多組織，支配著青蛤的生理活動(dòng)，也是青蛤最重要的核心組織，因此在青蛤中占比重最高。其次就是外套膜，外套膜包圍著所有的內(nèi)臟組織并緊貼在殼上，形成一個(gè)密不可分的整體。外套膜還起著保護(hù)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的作用，當(dāng)受到外界壓力時(shí)，外套膜會(huì)有一定的緩沖作用，以減少內(nèi)部組織的損傷。除此之外，外套膜與鰓、水管、閉殼肌等組織也存在著緊密聯(lián)系。

青蛤的鰓屬于真瓣鰓型，其特點(diǎn)是外鰓瓣上行板的游離緣與外套膜內(nèi)面相愈合，而內(nèi)鰓瓣上行板前部的游離緣則與背部隆起的側(cè)面相愈合，后部的游離緣通常為身體左右兩側(cè)的鰓瓣上行板之間互相愈合[16]。

水管位于青蛤閉殼肌的下方，由外套膜環(huán)肌分化形成。外套膜與水管連接處內(nèi)凹形成一處三角狀空腔，此處是為了水管的進(jìn)出留出空隙，當(dāng)水管收縮回時(shí)，外套膜外緣閉合形成一個(gè)封閉的空間，這樣的結(jié)構(gòu)有利于隔絕體內(nèi)外環(huán)境，保證青蛤與外界進(jìn)行相對(duì)安全的物質(zhì)交換。外套膜閉合后內(nèi)部形成外套腔，外界環(huán)境中的藻類、氧氣和水由伸出體外的進(jìn)水管吸入外套腔內(nèi)，食物通過唇瓣進(jìn)入口中，通過鰓瓣吸收氧氣后與肛門排出的糞便一起再經(jīng)由出水管排出體外。

閉殼肌從表面上看是獨(dú)立于外套膜并與膜內(nèi)結(jié)締組織直接相連，但有研究證實(shí)，閉殼肌是由浮游幼蟲階段的幼蟲殼收縮肌在發(fā)育過程中演化形成，而外套膜肌肉則在殼收縮肌萎縮之后逐漸生成[17]。剝離表面的肌肉組織后發(fā)現(xiàn)，其下方存在兩束足收縮肌與內(nèi)臟團(tuán)腹面連接在一起，并通過腦側(cè)神經(jīng)節(jié)控制前閉殼??；臟神經(jīng)節(jié)向水管肌、鰓、后閉殼肌、內(nèi)臟、外套膜等發(fā)出神經(jīng)，并控制它們活動(dòng)；足神經(jīng)節(jié)向足部發(fā)出多條神經(jīng)，控制并調(diào)節(jié)其活動(dòng)[12]。這些神經(jīng)關(guān)聯(lián)使得閉殼肌、足收縮肌與內(nèi)臟團(tuán)上的足組成了青蛤完整的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

前、后閉殼肌與殼之間聯(lián)系緊密，與其他組織的連接方式不同，解剖過程中很難將其分離。軟體動(dòng)物的貝殼基本結(jié)構(gòu)通常分為3層：最外側(cè)的角質(zhì)層、中間的棱柱層和殼內(nèi)表面的珍珠層[18]。在雙殼貝類中，閉殼肌與貝殼內(nèi)表面連接的部位被稱為閉殼肌痕。組織學(xué)分析顯示：在閉殼肌痕處的貝殼結(jié)構(gòu)為棱柱層，在貝殼中所占比例較低且往往包埋在貝殼內(nèi)部。但在肌肉—貝殼連接界面，即閉殼肌痕部位，該層暴露于貝殼內(nèi)側(cè)表面并直接與后閉殼肌連接[19-21]。這意味著棱柱層在貝殼與肌肉的連接中發(fā)揮著重要作用，也必然存在某種分子機(jī)制將棱柱層與閉殼肌兩種完全不同的物相體系緊密結(jié)合在一起。閉殼肌與鉸合齒同為控制殼開閉的主要組織，形成這樣的連接方式與貝類自身的生活習(xí)性息息相關(guān)。

閉殼肌的主要生理機(jī)能是閉合貝殼。閉殼肌分為橫紋肌和平滑肌兩部分，橫紋肌在閉殼肌中所占比重較大，肌肉呈交叉條紋狀態(tài)，在貝殼瞬間閉合時(shí)發(fā)揮主要作用，肌肉質(zhì)地柔軟；平滑肌肌肉呈波浪狀，在貝殼閉合后長期維持閉合狀態(tài)時(shí)發(fā)揮主要作用，相對(duì)于橫紋肌肌肉質(zhì)地較硬[22-23]。閉殼肌為了減少能量消耗，通常長時(shí)間保持收縮狀態(tài)。觀察發(fā)現(xiàn)，后閉殼肌比前閉殼肌生長空間更大，但組織結(jié)構(gòu)并不是很緊密，且位于韌帶下方，理論上來講可以承擔(dān)更多的生理活動(dòng)。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)青蛤進(jìn)行解剖，直接觀察到青蛤內(nèi)部各組織的連接情況，發(fā)現(xiàn)外套膜在青蛤組織生長過程中起到至關(guān)重要的作用。青蛤外套膜分泌形成貝殼，并通過環(huán)走肌和閉殼肌等肌肉附著在殼內(nèi)面形成了緊密連接；青蛤外套膜和鰓在內(nèi)臟團(tuán)背部生長分化；內(nèi)臟團(tuán)與閉殼肌和斧足間通過肌絲內(nèi)的神經(jīng)傳遞信息，進(jìn)行正常的生命活動(dòng)；殼與外套膜、閉殼肌和內(nèi)臟團(tuán)等組織的連接保證了青蛤整體活動(dòng)的協(xié)調(diào)性；青蛤外套膜和水管的特殊連接方式以及水管頻繁的伸縮，使其在交匯處形成了特殊的腔狀結(jié)構(gòu)。本文對(duì)青蛤結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的探究，重點(diǎn)觀察了青蛤組織與貝殼具體的連接方式，系統(tǒng)性分析了青蛤組織間關(guān)系，有助于為雙殼貝類形態(tài)及解剖學(xué)研究提供和補(bǔ)充可靠資料。