三種蛙皮膚的顯微結(jié)構(gòu)觀察

三種蛙皮膚的顯微結(jié)構(gòu)觀察

由于長期發(fā)展，兩種復(fù)雜生態(tài)物種具有廣泛的生態(tài)適應(yīng)性、形態(tài)、生理、生化和行為多樣性。在適應(yīng)和進(jìn)化的過程中,兩棲類的皮膚在維持它們的生存,開拓和適應(yīng)廣闊的棲息地及多樣的生態(tài)條件的過程中起著重要的作用。兩棲類的皮膚擔(dān)任了呼吸、調(diào)節(jié)水平衡、抵抗獵食者、抗細(xì)菌、抗真菌、外分泌、調(diào)節(jié)溫度、繁殖、逃避和掩飾等多方面的功能(劉炯宇等,2004)。兩棲類的皮膚結(jié)構(gòu)主要分為表皮層和真皮層。皮膚腺體主要有兩種:粘液腺和顆粒腺。顆粒腺又叫毒腺。個(gè)別種類可以觀察到脂腺。粘液腺外形比顆粒腺小,數(shù)量多,周身體表都有分布,背部比較密集(Lacombe,2000)。顆粒腺較粘液腺大,在體表分布不均勻,尤其在背部分布較多(劉炯宇等,2004)。多疣狹口蛙Kaloulaverrucosa隸屬于無尾目Aura姬蛙科Microhylidae,其模式標(biāo)本產(chǎn)地在云南昆明(楊大同,1991)。昭覺林蛙Ranachaochiaoensis、黑斑蛙Rananigromaculata隸屬于無尾目Aura蛙科Ranidae(楊大同,1991)。三者同域分布于云南昆明。在對(duì)多疣狹口蛙進(jìn)行生態(tài)觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)其皮膚在繁殖期分泌大量粘液,或在受到外界刺激后也會(huì)分泌大量粘液,而與其同域分布的昭覺林蛙和黑斑蛙的分泌情況則沒有如此明顯。據(jù)此本研究試圖探究它們的皮膚結(jié)構(gòu),以及皮膚當(dāng)中分布腺體的種類數(shù)量和分布位置等是否存在差異。而關(guān)于多疣狹口蛙、昭覺林蛙皮膚及黑斑蛙的顯微結(jié)構(gòu),以及分布的腺體種類的相關(guān)報(bào)道未曾見到。本文對(duì)昆明地區(qū)的多疣狹口蛙、昭覺林蛙及黑斑蛙的背腹皮膚切片的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和比較,為進(jìn)一步探討二者適應(yīng)生態(tài)的機(jī)理方面的研究提供基礎(chǔ)資料。1材料和方法1.1昭覺林蛙及測定條件實(shí)驗(yàn)所用的多疣狹口蛙采自云南昆明東北郊山丘,雌雄各兩只。體長40mm左右。所用的昭覺林蛙采自與多疣狹口蛙同域分布的山丘,雌雄各兩只。體長60mm左右。黑斑蛙采自昆明周邊。雌雄各兩只,體長60mm左右。1.2樣品的制備分別取多疣狹口蛙、昭覺林蛙及黑斑蛙雌雄背、腹部皮膚。切片制作和染色的方法參照霍軍和程會(huì)昌(2003)。Bouin氏溶液固定12h,70%酒精洗滌脫色12h,逐級(jí)濃度酒精脫水,二甲苯透明,石蠟包埋,常規(guī)石蠟切片,厚度為6~8μm,貼片、展片后常規(guī)蘇木精、伊紅染色法,在酒精中脫水和復(fù)水的時(shí)間均為5min。用OlympusCX21顯微鏡,NikonDXM1200F顯微鏡觀察并拍照。2觀察結(jié)果見圖32.1皮膚結(jié)構(gòu)2.1.1組織病理學(xué)結(jié)果根據(jù)石蠟切片的結(jié)果可以看出:多疣狹口蛙背腹皮膚均由表皮層和真皮層組成。表皮層中還分為角質(zhì)層、色素層,真皮層中分為疏松真皮層、致密真皮層(圖版,1)。圖中可見表皮層的角質(zhì)層由3~5層角質(zhì)化的扁平細(xì)胞組成。細(xì)胞角質(zhì)化均勻。相鄰細(xì)胞間未見間橋(圖版,8)。色素層主要由黑色素細(xì)胞組成,形狀不規(guī)則,有些粗的分支向真皮層延伸。對(duì)比切片結(jié)果發(fā)現(xiàn):無論雌雄,背側(cè)色素層更為發(fā)達(dá),更密集,彼此交織形成塊狀(圖版,1)。真皮層外側(cè)的疏松真皮層,其基質(zhì)呈勻質(zhì)膠狀。而致密真皮層主要由膠原纖維組成,排列緊密,膠原纖維粗細(xì)不均,呈波浪形(圖版,1)。在HE染色的條件下,整體顏色較疏松真皮層要深。2.1.2皮膚厚度的對(duì)切片結(jié)果顯示出:昭覺林蛙雌雄個(gè)體在皮膚的層次結(jié)構(gòu)上和多疣狹口蛙類似,同樣分為表皮層和真皮層。在表皮層中也存在色素細(xì)胞,而且背部色素層比腹部發(fā)達(dá)(圖版,2)。皮膚厚度比多疣狹口蛙略薄。昭覺林蛙的皮膚層次比較緊密,各層次細(xì)胞特征同多疣狹口蛙相似。其雌性腹部皮膚的表皮較厚,沒有色素層(圖版,3)。2.1.3黑板青蛙黑斑蛙同昭覺林蛙皮膚切片顯微結(jié)果較為相似,背部皮膚比腹部皮膚厚,且和腹部皮膚比較背部皮膚色素層更為發(fā)達(dá)(圖版,4、圖版,5)。2.2皮膚身體2.2.1細(xì)胞形態(tài)、染色體如結(jié)果所示:在多疣狹口蛙雄性背腹皮膚中,含有大量的腺體。其中包括顆粒腺和粘液腺。顆粒腺較大,由扁平細(xì)胞呈輻射狀排列而成,分泌部中空,細(xì)胞核清晰可見(圖版,6)。粘液腺分布比顆粒腺廣,腺體結(jié)構(gòu)較小,細(xì)胞散亂排列,有些分泌部中空,可見細(xì)胞核。腺體數(shù)量多。兩種腺體交錯(cuò)成團(tuán)分布,細(xì)胞形狀相對(duì)規(guī)則,成橢圓形,背側(cè)腺體要比腹側(cè)發(fā)達(dá)。周圍分布有許多導(dǎo)管。導(dǎo)管為一團(tuán)細(xì)胞圍成的中空結(jié)構(gòu),開口于體表。2.2.2睪丸第1周的肢體昭覺林蛙除雌性背部皮膚以外,雄性背、腹部皮膚,雌性腹部皮膚都含有大量的腺體,雌性腹部尤其多。腺體也是集中成團(tuán)。腺體的數(shù)量沒有多疣狹口蛙多,但分布比較集中,而且周邊散布有微孔導(dǎo)管。雄性背腹皮膚中腺體以顆粒腺為主,雌性腹部皮膚中顆粒腺較少,含有大量的粘液腺(圖版,7)。2.2.3肢體皮膚厚度黑斑蛙與昭覺林蛙皮膚結(jié)構(gòu)很相似,雄性背部表皮含有色素細(xì)胞,腹部則沒有觀察到。背部腺體多于腹部腺體,皮膚厚度較薄。背部腺體大都排列為腺體團(tuán),而腹部腺體排列呈線形,在表皮下形成一列(圖版,4、圖版,5)。3皮膚的正常結(jié)構(gòu)及其與第三、三多疣狹口蛙、昭覺林蛙和黑斑蛙背側(cè)與腹側(cè)的皮膚結(jié)構(gòu)存在差異,這與它們長期進(jìn)化而形成的生態(tài)適應(yīng)機(jī)制有密切的聯(lián)系。它們背側(cè)皮膚常暴露于外,細(xì)胞角質(zhì)化更深,既形成了保護(hù)層,又防止體內(nèi)水分的散失。一般認(rèn)為,兩棲類動(dòng)物皮膚分布的色素細(xì)胞,在光線和溫度影響下,可通過擴(kuò)展、聚攏的形態(tài)變化,引起體色的改變,形成保護(hù)色或警戒色(梁剛,王瓊霞,2004)。三種蛙背側(cè)色素層較發(fā)達(dá),因而在光線和溫度的影響下,色素層能夠通過其擴(kuò)展聚合引起體色變化,由此形成與生活環(huán)境相似的體色,以防御和逃避有害物的侵襲。毒腺分布在背側(cè)比腹側(cè)多,當(dāng)遇到驚擾和劇烈刺激時(shí),毒腺分泌大量毒液。多疣狹口蛙、昭覺林蛙和黑斑蛙皮膚內(nèi)的皮脂腺屬于皮膚的附屬器,是一個(gè)泡狀的分泌腺體。皮脂腺分泌物能阻止水分、細(xì)菌及其它微生物進(jìn)入體內(nèi)。皮脂內(nèi)所含的脂酸能保持皮膚為酸性,從而使細(xì)菌不易在皮膚表面生長。多疣狹口蛙體形較小,和大多數(shù)蛙類不同,其主要運(yùn)動(dòng)方式是爬行,運(yùn)動(dòng)速度較慢。在這種情況下,背部具有的較多顆粒腺可以分泌大量毒液,以防御有害物的侵襲,而昭覺林蛙和黑斑蛙的運(yùn)動(dòng)比多疣狹口蛙靈活很多。所以,同樣是背部腺體發(fā)達(dá),但多疣狹口蛙背部皮膚中顆粒腺結(jié)構(gòu)更發(fā)達(dá)。多疣狹口蛙腹部皮膚的顆粒腺含量較少,而粘液腺豐富,這有利于繁殖時(shí)期的抱對(duì)。多疣狹口蛙雌雄抱對(duì)在幾個(gè)小時(shí)到十幾個(gè)小時(shí),期間可能會(huì)有很多意外因素影響抱對(duì)。其腹部,尤其是雄性腹部分泌大量粘液可使兩蛙緊密粘合,而不易被分開,同時(shí)也有利于雌蛙背馱雄蛙移動(dòng)。昭覺林蛙和黑斑蛙無論背腹部,都含有大量的粘液腺,分泌一種粘滑的分泌物,可使自身易逃脫敵害的追捕。多疣狹口蛙