楊曉鴿，連玉喜，萬(wàn)安，鄭愛(ài)芳，于道平

（安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，水生生物保護(hù)與水生態(tài)修復(fù)安徽省高等學(xué)校工程技術(shù)研究中心，安徽 安慶 246133）

長(zhǎng)麥穗魚(yú)Pseudorasbora elongata 俗名墨筆魚(yú)、扁擔(dān)魚(yú)、絲絲魚(yú)，是我國(guó)特有的小型魚(yú)類，分布范圍極為狹窄，僅分布于西江水系的陽(yáng)朔、桂林，以及長(zhǎng)江中下游的建德、石臺(tái)和祁門(mén)的山間溪流[1-5]。生活環(huán)境的改變和捕撈的影響，長(zhǎng)麥穗魚(yú)種群數(shù)量持續(xù)下降，分布區(qū)域也在不斷萎縮，其歷史分布區(qū)建德，目前已難覓其蹤，漓江分布區(qū)則在上個(gè)世紀(jì)就已瀕臨絕跡[6,7]?！吨袊?guó)瀕危動(dòng)物紅皮書(shū)：魚(yú)類》和《中國(guó)物種紅色名錄（第一卷）》將其列為“易?！狈N[7,8]。目前，圍繞長(zhǎng)麥穗魚(yú)的研究非常有限，僅有其生物學(xué)特征的簡(jiǎn)單描述[6]。反觀與其同屬的廣布種麥穗魚(yú)，由于極強(qiáng)的入侵能力而得到廣泛研究，為制定控制其入侵策略提供了科學(xué)依據(jù)[9-11]。因此，為切實(shí)有效地加強(qiáng)長(zhǎng)麥穗魚(yú)的保護(hù)工作，相關(guān)基礎(chǔ)研究亟需完善。

魚(yú)類消化系統(tǒng)對(duì)食物的消化和吸收將直接影響著魚(yú)類的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等重要生命活動(dòng)。消化系統(tǒng)的組織學(xué)和形態(tài)學(xué)是認(rèn)識(shí)和探討魚(yú)類攝食、消化和吸收的基礎(chǔ)和途徑之一[12,13]。研究消化系統(tǒng)的形態(tài)學(xué)及組織學(xué)可促進(jìn)多種魚(yú)類資源的保護(hù)和利用[14-17]。長(zhǎng)麥穗魚(yú)通常棲居于河流的中上層，要求水質(zhì)清澈、河道彎曲，且兩岸有樹(shù)木蔭蔽[6,7]。長(zhǎng)麥穗魚(yú)對(duì)生境的嚴(yán)苛要求，可能源自其對(duì)食物的選擇性。本文采用解剖學(xué)和組織學(xué)技術(shù)研究長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化系統(tǒng)各器官的形態(tài)學(xué)及組織學(xué)特征，可為進(jìn)一步分析其食物選擇與營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位，以及結(jié)合生境特征分析其消化系統(tǒng)構(gòu)造與食性、環(huán)境的適應(yīng)性提供理論參考。

1 材料與方法

2018 年4—5 月，在閶江上游采集8 尾外觀正常無(wú)病變、體長(zhǎng)（7.66±0.65）cm 的長(zhǎng)麥穗魚(yú)，分別測(cè)量每尾魚(yú)的體長(zhǎng)、體質(zhì)量等生物學(xué)指標(biāo)，解剖后觀察消化道各部分形態(tài)并拍照。依腸的形態(tài)結(jié)構(gòu)，將長(zhǎng)麥穗魚(yú)腸道分為前腸（foregut）、中腸（midgut）和后腸（hindgut）3 段。取出消化管與消化腺，測(cè)量比腸長(zhǎng)=腸道長(zhǎng)/體長(zhǎng)，比肝臟重=肝臟重/體質(zhì)量×100%。分別取消化道及消化腺各部分，包括口咽腔上皮、食管、前腸、中腸、后腸，肝臟和胰臟置于4%多聚甲醛中固定24 h。脫水、透明后石蠟包埋，橫切，切片厚度5 μm，蘇木精-伊紅（HE）染色，中性樹(shù)膠封片，在Leica 顯微鏡下觀察拍照。每個(gè)組織塊切3 片，對(duì)于可測(cè)量（黏膜褶皺高度、黏膜下層厚度、肌層厚度）或計(jì)數(shù)（黏膜褶皺數(shù)量）樣品，每片隨機(jī)選取3 個(gè)視野進(jìn)行測(cè)量。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（x±SD）表示，用Excel 2016 和R（R 3.6.2）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，描述性統(tǒng)計(jì)值采用非參數(shù)檢驗(yàn)，對(duì)不同組別獨(dú)立樣本作秩和檢驗(yàn)和多重比較，P＜0.05 表示差異顯著；P＜0.01表示差異極顯著。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)采用R 程序包“pgirmess”的“Kruskalmc”函數(shù)，同時(shí)安裝和調(diào)入程序包“spdep”[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化系統(tǒng)的形態(tài)特征

長(zhǎng)麥穗魚(yú)的消化系統(tǒng)由消化管和消化腺組成（圖1-A）。消化管由口開(kāi)始，向后延伸，折疊于腹腔，最后開(kāi)口于肛門(mén)，包括口咽腔（buccopharyngeal cavity）、食道（esophagus）和腸（intestine）3 部分。消化腺主要包括肝臟（liver）和胰臟（pancreas）。

口咽腔：長(zhǎng)麥穗魚(yú)的口腔和咽腔之間沒(méi)有明顯的分界，故稱口咽腔。吻部上下扁平，較尖細(xì)。口極小，上位，下頜較上頜稍長(zhǎng)，口裂較淺，幾近垂直，口張開(kāi)程度小，口裂長(zhǎng)/吻長(zhǎng)之比為（0.25±0.03）?？谇簧项€有縱行的黏膜褶皺。咽部左右兩側(cè)有5 對(duì)鰓弓，鰓耙不發(fā)達(dá)，排列稀疏。

食管：長(zhǎng)麥穗魚(yú)食道短而直（圖1），上端與口咽腔相連，末端與前腸相延續(xù)。食管較狹小，易與膨大的前腸前端相區(qū)分，食管腔內(nèi)壁有縱行的黏膜褶皺。

圖1 長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化系統(tǒng)解剖圖（A）和消化道整體形態(tài)圖（B）Fig.1 The dissection of digestive system（A）and the whole shape of digestive tract（B）in slender topmouth gudgeon Pseudorasbora elongata

腸：長(zhǎng)麥穗魚(yú)無(wú)胃，腸道較短，整體呈“Z”字形（圖1-B）。依照其外觀形態(tài)，長(zhǎng)麥穗魚(yú)的腸道可劃分為前腸（a-b），中腸（b-c）、后腸（c-d）。前腸較膨大，其直徑明顯大于中腸和后腸；中腸較短，位于Z形彎折處；后腸較長(zhǎng)，顏色略淺，近透明。腸道長(zhǎng)比體長(zhǎng)短，比腸長(zhǎng)為（0.82±0.07）。

肝臟和胰臟：長(zhǎng)麥穗魚(yú)的消化腺包括肝臟和胰臟兩個(gè)獨(dú)立的腺體（圖1-A）。肝臟位于消化道前端，呈淡粉色，分為兩葉，右葉較大，左葉小，包繞在前腸中后部，并將膽囊包埋其中。比肝臟重為（0.65±0.19）%。膽囊呈水滴狀，膽汁透明，淡黃綠色，膽管開(kāi)口于前腸前部（圖1-B）。胰臟呈白色，分布于前腸中后部及中腸周圍的系膜內(nèi)。

2.2 長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化系統(tǒng)的組織學(xué)特征

2.2.1 消化道

口咽腔壁的組織結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外分為黏膜、黏膜下層和肌層，口咽腔前部無(wú)漿膜層。黏膜上皮為復(fù)層扁平上皮，其中含有球狀的黏液分泌細(xì)胞，?？梢?jiàn)到味蕾（圖版Ⅰ-1）。固有層形成大量的乳頭狀突起，在突起中常含有味蕾，味蕾呈卵圓形狀。黏膜下層與固有層沒(méi)有明顯的界限，由大量的結(jié)締組織構(gòu)成，內(nèi)含豐富的血管，結(jié)締組織纖維間有少量的橫紋肌纖維。肌層較厚，由骨骼肌纖維組成。

食管壁和腸壁均由黏膜、黏膜下層、肌層和漿膜4 層組成。食管腔內(nèi)有10～14 條縱行無(wú)分枝的皺襞，展平時(shí)可使食管腔顯著擴(kuò)大。黏膜上皮為復(fù)層鱗狀上皮細(xì)胞，其上分布有2～4 層杯狀細(xì)胞，體積大而明顯，杯狀細(xì)胞間有少量的黏液細(xì)胞（圖版Ⅰ-2）。黏膜下層由結(jié)締組織構(gòu)成，與固有層之間沒(méi)有明顯的界限。食管壁的肌層發(fā)達(dá)，內(nèi)層為少量的平滑肌，外層為橫紋肌，厚度為（346.59±22.92）μm。Kruskal-wallis 檢驗(yàn)表明：其極顯著高于腸管各段（P＜0.01，表1）。食管的最外層為漿膜層。

腸腔內(nèi)有大量排列緊密的黏膜褶皺，前腸和中腸黏膜褶皺多呈指狀，后腸呈葉狀（圖版Ⅰ-4、Ⅰ-7、Ⅰ-9）。由前腸往后，褶皺排列逐漸變稀疏，數(shù)量減少。由表1 可知，前腸黏膜褶皺數(shù)量最多（34±4），極顯著多于食管（P＜0.01），顯著多于中腸和后腸（P＜0.05）。中腸與后腸中的黏膜褶皺數(shù)量沒(méi)有明顯差異（P＞0.05）。前腸的黏膜褶皺高度最高（1 155.41 μm），顯著高于中腸（P＜0.05），極顯著高于后腸（P＜0.01）。黏膜上皮由單層柱狀上皮細(xì)胞組成，排列整齊，細(xì)胞核橢圓形，位于細(xì)胞中下部，在前腸黏膜上皮細(xì)胞的游離面可見(jiàn)明顯的紋狀緣（圖版Ⅰ-5）。

黏膜上皮細(xì)胞間分布有大量的黏液分泌細(xì)胞，在黏膜褶皺的頂部、中部、基部均有分布，多為圓形，不易染色，呈空泡狀，內(nèi)含大量的分泌顆粒。在前腸處可觀察到黏膜上皮向固有膜中凹陷，形成類似胃小凹的結(jié)構(gòu)（圖版Ⅰ-5）。除柱狀上皮細(xì)胞和黏液分泌細(xì)胞外，在腸壁中未發(fā)現(xiàn)其他腺體。黏膜下層由疏松結(jié)締組織構(gòu)成，內(nèi)分布有較大的血管、神經(jīng)。腸管各處黏膜下層厚度差異顯著，后腸處最?。ū?）。

肌層由內(nèi)環(huán)肌和外縱肌組成，可觀察到血管、神經(jīng)及少量結(jié)締組織。前腸與中腸的肌層較發(fā)達(dá)，肌層厚度顯著高于后腸（P＜0.05，表1）。漿膜層位于腸壁的最外層，僅由一層間皮細(xì)胞組成。

2.2.2 消化腺

肝臟是長(zhǎng)麥穗魚(yú)體內(nèi)最大的消化腺。肝臟外有一層漿膜，肝實(shí)質(zhì)中結(jié)締組織欠發(fā)達(dá)，肝小葉的分界很不明顯（圖版Ⅰ-11）。肝細(xì)胞以中央靜脈為中心向四周呈放射狀排列，形成肝細(xì)胞索。肝細(xì)胞索有分枝，吻合成網(wǎng)，內(nèi)有肝血竇。肝細(xì)胞為不規(guī)則的多邊形，細(xì)胞核大，呈圓球形，位于中央。肝臟的組織切片圖中未見(jiàn)內(nèi)嵌的胰腺結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)麥穗魚(yú)的胰臟為獨(dú)立腺體，主要由腺泡組成，腺泡細(xì)胞內(nèi)充滿嗜酸性酶原顆粒（圖版Ⅰ-12），胰腺外周有一層很薄的結(jié)締組織。

表1 長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化道各段形態(tài)指數(shù)比較（±SD）Tab.1 Morphological indices of various sections of digestive tract of slender top-mouth gudgeon Pseudorasbora elongate

3 討論

3.1 長(zhǎng)麥穗魚(yú)的腸道分段

解剖結(jié)果顯示，長(zhǎng)麥穗魚(yú)無(wú)胃，這與大多數(shù)鯉科魚(yú)類相似。對(duì)無(wú)胃魚(yú)類腸道的劃分，一是認(rèn)為食管之后就是腸，沒(méi)有必要再進(jìn)行分段[14]。也有主張將腸道劃分為前腸、中腸和后腸三段[16.17,19]。長(zhǎng)麥穗魚(yú)的腸道整體呈“Z”字形，不同的部位形態(tài)不同。本實(shí)驗(yàn)中，腸道各部分的黏膜褶皺數(shù)量、黏膜褶皺高度、黏膜下層厚度和肌層厚度均存在顯著性差異。魚(yú)類腸道對(duì)食物的消化和吸收主要與黏膜表面結(jié)構(gòu)和腸道的分泌能力有關(guān)[20,21]，故將其劃分為前腸、中腸和后腸。前腸膨大利于貯存食物，黏膜褶皺數(shù)量顯著高于中后腸，黏膜上皮細(xì)胞為單層柱狀上皮，具有紋狀緣，可有效增加消化和吸收的表面積；肌層厚，為內(nèi)環(huán)行和外縱行兩層平滑肌，加強(qiáng)了前腸的蠕動(dòng)，有助于食物與消化液充分接觸、混合。這些組織學(xué)結(jié)構(gòu)表明，前腸是長(zhǎng)麥穗魚(yú)主要的消化吸收?qǐng)鏊Ｖ心c位于“Z”字轉(zhuǎn)折處，肌層厚度有所下降，可減緩食靡向后腸移動(dòng)的速度，增加消化吸收時(shí)間。后腸的肌層中環(huán)行肌層較縱行肌層發(fā)達(dá)，環(huán)行肌呈波紋狀收縮，可形成腸蠕動(dòng)，有利于將食物殘?jiān)蚋亻T(mén)處推送。中腸和后腸中依然存在黏膜褶皺，但數(shù)量有所降低，表明中腸和后腸也有一定的消化和吸收能力。其后腸黏膜上皮存在大量的黏液細(xì)胞，可促使食物殘?jiān)呐懦龊蛯?duì)水分及鹽分的吸收。上述分段方法與其他鯉科魚(yú)類消化道的劃分方法基本相同[17,21,22]。

3.2 長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化系統(tǒng)特征與食性關(guān)系

長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化道各部的形態(tài)學(xué)及組織學(xué)結(jié)構(gòu)與其食性相適應(yīng)。其口上位，口裂小，口咽腔上皮中可見(jiàn)球形味蕾分布。盡管有研究認(rèn)為味蕾的存在是魚(yú)類選擇性攝食的特征之一[23]，但更多研究表明，魚(yú)類口咽腔中味蕾主要起感覺(jué)食物和觸發(fā)吞咽反射的作用[24]。長(zhǎng)麥穗魚(yú)口咽腔黏膜上皮為復(fù)層扁平上皮，有少量的黏液細(xì)胞，能分泌黏液，起到潤(rùn)濕食物和使黏膜上皮免受機(jī)械損傷的作用。長(zhǎng)麥穗魚(yú)的食道短，黏膜上皮分布有大量的杯狀細(xì)胞及黏液細(xì)胞，能分泌大量的黏液及消化酶，以利于充分潤(rùn)濕、吞咽食物及初步消化，有利于消化體積小且難以消化的浮游植物等餌料[25-27]。食道肌層發(fā)達(dá)，且多為橫紋肌，這與湘華鯪Sinilabeo decorus tungting 等鯉科魚(yú)類相似[11,13,17]，這種食道結(jié)構(gòu)收縮力強(qiáng)，有助于將食物向前腸推送。

長(zhǎng)麥穗魚(yú)沒(méi)有胃，對(duì)食物的消化和吸收都在腸中進(jìn)行。其腸長(zhǎng)較體長(zhǎng)短，平均腸長(zhǎng)為體長(zhǎng)的0.82倍。魚(yú)類的食性類型與腸道的相對(duì)長(zhǎng)度（比腸長(zhǎng)）密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，典型肉食性魚(yú)類的比腸長(zhǎng)小于1，雜食性或偏重植物的雜食性魚(yú)類的腸道相對(duì)長(zhǎng)度在1～3 之間變動(dòng)，而碎屑食性或純植物性魚(yú)類的比腸長(zhǎng)在3 以上[29,30]。如鳡Elopichthys bambusa的比腸長(zhǎng)為0.54～0.63，鯉Cyprinus carpio1.64～2.45，鳙 Aristichthys nobilis 4.63～4.97，鰱 Hypophthalmichthys molitrix 6.29～7.77[11]。本文測(cè)得長(zhǎng)麥穗魚(yú)的比腸長(zhǎng)為0.82，由此推斷其似乎屬于兇猛肉食性魚(yú)類或偏重動(dòng)物的雜食性魚(yú)類。其口裂較小，口裂/吻長(zhǎng)比約為0.25，不符合兇猛性魚(yú)類的口裂特征，由此推斷其應(yīng)該屬于溫和魚(yú)類[29]。因此，結(jié)合比腸長(zhǎng)和口裂特征判斷長(zhǎng)麥穗魚(yú)應(yīng)為雜食性魚(yú)類。結(jié)合對(duì)其食物組成的初步分析結(jié)果，其食物組成有藻類、浮游動(dòng)物及水生昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)等（尚未發(fā)表），長(zhǎng)麥穗魚(yú)應(yīng)屬于雜食性魚(yú)類。這和與其同屬的麥穗魚(yú)為雜食性極為相似，其比腸長(zhǎng)僅為0.66[22]。

3.3 長(zhǎng)麥穗魚(yú)的消化腺

長(zhǎng)麥穗魚(yú)的消化腺分為肝臟和胰臟，二者在食物消化中起重要的作用。肝臟為長(zhǎng)麥穗魚(yú)主要的消化腺，其分泌的膽汁儲(chǔ)存于膽囊中，膽管開(kāi)口于前腸前部，膽汁經(jīng)濃縮后分泌于前腸中。膽汁可降低脂肪的表面張力，使之成為乳糜顆粒，有利于增大其與脂肪分解酶的接觸面積，加速消化。胰臟為獨(dú)立的腺體，這與其他鯉科魚(yú)類有所不同，大多數(shù)鯉科魚(yú)類的胰臟內(nèi)嵌于肝臟中，二者一起散存于腸的彎曲之間[26]。獨(dú)立胰臟多見(jiàn)于軟骨魚(yú)類，但鯉形目中此種組織結(jié)構(gòu)也并不鮮見(jiàn)，如刺鰍Mastccembelus aculeatus 和中華刺鰍Sinobdella sinensis 等[30,31]。這種胰臟分泌的胰液中脂肪酶含量更高，可充分分解動(dòng)物性餌料[32]。長(zhǎng)麥穗魚(yú)的胰臟分布于前腸和中腸附近的腸系膜內(nèi)，其分泌的胰液通過(guò)胰管進(jìn)入腸道內(nèi)，胰液對(duì)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類均有消化分解作用，可進(jìn)一步消化分解食糜。

綜上所述，長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)特征與其各段的消化功能相適應(yīng)，與其食性密切相關(guān)。

圖版Ⅰ 長(zhǎng)麥穗魚(yú)消化系統(tǒng)組織學(xué)觀察（圖中標(biāo)尺為100 μm）Plate Ⅰ Histological observation of digestive system in slender top-mouth gudgeon Pseudorasbora elongate（Scale bar,100 μm）