柴 毅,王道飞 (长江大学动物科学学院,湖北荆州434025)

鱼类的脑分为5个部分,即端脑、间脑、中脑、小脑和延脑。其中端脑包括嗅球、嗅束和大脑半球3部分。目前国内关于鱼脑的研究主要见于宏观形态学和组织学方面[1-6],国外研究中主要集中在整个脑部或者端脑形态结构和发育过程[7-10]。中华鲟 (Acipenser sinensis)属于硬骨鱼纲、软骨硬鳞总目、鲟形目、鲟科、鲟属,是我国国家一级重点保护动物,国际自然保护联盟 (IUCN)濒危级别 (Endangered,EN)物种,国际濒危动植物种贸易公约 (CT TES)附录Ⅱ保护物种,是具有典型江海洄游习性、洄游距离最长、生长最快、体型最大、卵径最大的鲟种之一[11-13]。本研究通过对中华鲟脑的形态学观察,以补充中华鲟生理学的形态基础知识,为下一步进而探索其各种行为活动提供理论依据,为保护中华鲟积累基础理论知识。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验鱼来源于长江水产研究所中华鲟繁育基地,为中华鲟幼鱼,共3尾,体长80～100cm,体重8～10kg,脑部结构完整。

1.2 试验方法

将中华鲟的头部用常规方法解剖,打开颅腔,吸去脑周围的脂肪,向颅内滴入20%甲醛对脑组织作初步固定之后,取出完整的脑,先浸泡于20%的甲醛中,24h后在移入10%甲醛中保存,随后观察其脑的组成并绘图。

2 结果与分析

图1为中华鲟脑在头部位置的示意图。由图1可见,中华鲟脑位于鼻孔后方和鳃部前方之间。

图1 中华鲟脑在头部位置的示意图

图2为中华鲟脑的形态结构图。由图2可见,中华鲟的脑分为端脑、间脑、中脑、小脑和延脑等5部分。端脑由嗅叶、嗅束和左右端脑半球组成。嗅叶不分化,紧贴在大脑的前方,而嗅叶前方有一对较长的神经与嗅囊相连。间脑位于大脑后方,常被中脑的一对视叶所遮盖。中脑位于间脑的后背方。小脑前连中脑后接延脑,比中脑大。延脑是中华鲟脑的末端,前连小脑,后连脊髓,呈长三角形。

图2 中华鲟脑的形态结构图

图3为中华鲟脑的侧面观。由图3可见,从侧面可以清晰地观察到嗅神经、端脑、小脑、间脑、延脑、视神经和脑垂体等部分。

图3 中华鲟脑的侧面观图

3 讨论与小结

本研究表明,中华鲟的脑分为端脑、间脑、中脑、小脑、延脑5部分,保持了硬骨鱼脑的基本特征。中华鲟的端脑具嗅觉中枢,比较发达,由嗅脑和大脑组成,位于脑的最前部。中华鲟脑的嗅叶没有分化,紧贴在大脑的前方,而嗅叶前方有一对较长的嗅神经与嗅囊相连,属于典型的 “鲑型”嗅叶,是鲈形目鱼类所共有的特征。这一结构形态特点与齐口裂腹鱼[5]和鳜鱼[8]端脑各部的排列方式相一致,而与王典群[9]所描述的端脑由嗅球、嗅束和端脑半球组成,嗅叶分化成嗅球和嗅束,嗅球紧靠嗅囊,借细长的嗅束连在大脑上,属典型的鲤科鱼嗅叶有所不同。中华鲟具有江海洄游习性,嗅觉在洄游过程中具有探索洄游路线的作用,因此具有发达的端脑和 “鲑型”嗅叶是适应其洄游习性的结果。

与白鲢[9]相比,中华鲟的中脑较小,小脑和延脑却较大。造成这种差异的原因可能是:首先在生活习性方面,中华鲟是属于典型的底栖和夜间觅食的鱼类,在摄食时候,中华鲟的嗅觉可以对远、近距离的食物发生反应,从而对黑暗条件下视觉摄食进行补充,而白鲢属滤食性鱼类,嗅觉在觅食过程中的作用不大。其次,中华鲟属典型的溯河洄游性鱼类,上溯数千千米抵达长江上游进行产卵繁殖,这种高强度、长时间的远途洄游需要发达的小脑协调鱼鳍和鱼尾及机体各部分肌肉的运动,并维持鱼体的平衡,而白鲢的生活史中并无如此高强度和长距离的洄游现象。另外曾有研究表明,洄游的定向性除与遗传性有关外,高灵敏度和选择性的嗅觉,在引导生殖洄游性鱼类数年之后历程数千里回归原出生地起了很大作用。

由于试验用的中华鲟只有9月龄大小,脑部各器官还没有发育完善,故本研究对脑的形态研究尚显不足。因为随着中华鲟的成长和活动能力的增强,脑的形态也会发生一定变化。若结合其生活习性,进一步研究中华鲟成体脑的组织学和超微结构,了解其结构与行为之间的关系,可为保护和拯救中华鲟这一珍稀濒危的 “活化石”提供科学依据。

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