野生和人工养殖鲤鱼口咽腔腭部结构与功能的初步研究

苏 健，温安祥

(四川农业大学生命科学与理学院，雅安625014)

鲤鱼(Cyprinus carpio)属杂食性鱼类。在天然环境中，除摄取大量动物性食物外，也取食部分植物性食物。人工养殖的杂交鲤鱼，通常投喂颗粒状饲料。与野生鲤鱼相比，人工养殖的鲤鱼口咽腔腭部的形态结构产生了适应性变化。本试验拟比较野生鲤鱼与人工养殖的鲤鱼口咽腔腭部的形态学差异，观察在机械刺激下人工养殖的鲤鱼咽腔腭部的变化。并采用KYKY-1000B扫描电镜和OLYMPUS DP70生物显微镜观察人工养殖的鲤鱼咽腔腭部的结构。

1 材料和方法

1.1 试验动物

人工养殖鲤鱼3尾，从四川省雅安市农贸市场购回;四川农业大学鱼类标本室保存完好的1979年采自四川省雅安市青衣江的野生鲤鱼浸制标本3尾，雌雄兼有，最大个体335 g，最小个体307 g。

1.2 主要仪器设备

SONY DSC-F717数码相机，KYKY-1000B扫描电镜，Leica RM 2135自动切片机，OLYMPUS DP70生物显微镜。

1.3 试验方法

1.3.1 解剖鲤鱼，暴露口咽腔，用数码照相机拍摄其口咽腔腭部。然后用解剖针刺激口咽腔的腭部，观察其变化并用数码照相机记录结果。

1.3.2 解剖活体鲤鱼和鲤鱼标本，暴露口咽腔，用数码照相机拍摄其口咽腔腭部。比较鲤鱼标本与人工饲养的活体鲤鱼口咽腔腭部的形态学差异。

1.3.3 取活体鲤鱼的口咽腔腭部组织，4℃下固定于2.5%戊二醛磷酸缓冲液(pH值7.2)中2 h，然后在1%锇酸中固定1 h。乙醇梯度脱水，醋酸异戊酯置换，临界点干燥，离子镀膜，置KYKY-1000B扫描电镜下观察并照相。

1.3.4 取活体鲤鱼标本和活体鲤鱼的口咽腔腭部组织，制作石蜡切片，在OLYMPUS DP70生物显微镜下观察并照相，比较野生和人工养殖鲤鱼口咽腔腭部的组织学差异。

2 结果

2.1 人工养殖鲤鱼口咽腔腭部对刺激的反应

用解剖针刺激鲤鱼口咽腔的腭部时，会迅速发生如(图版Ⅰ-1，2)所示的现象。鲤鱼口咽腔的腭部肌肉收缩，产生一个个圆锥状突起。当停止刺激后，这些圆锥状突起会逐步消失。再刺激又会出现相同的生理现象。

2.2 野生和人工养殖鲤鱼口咽腔腭部的形态和组织学差异

野生鲤鱼的口咽腔腭部密布栉状突起，排列规则整齐(图版Ⅰ-3);人工养殖鲤鱼的口咽腔腭部光滑平坦，无栉状突起，肌肉发达(图版Ⅰ-4)。

人工养殖鲤鱼的黏膜层覆盖着复层鳞状上皮，上皮中分布着大量III型味蕾(图版Ⅰ-5、6)，味蕾在上皮表面紧密排列，密度达1500余个/mm2。野生鲤鱼口咽腔腭部的味蕾密度比人工养殖的鲤鱼更大(图版Ⅰ-7、8)。野生鲤鱼口咽腔腭部的粘液细胞数量明显比人工养殖的鲤鱼多，且粘液细胞更集中，形成功能更加强大的粘液腔(图版Ⅰ-7、8)。人工养殖鲤鱼的口咽腔腭部虽然也偶见粘液腔，但其中粘液细胞的密度显著小于野生鲤鱼(图版Ⅰ-9、10)，有些部位几乎没有粘液细胞的分布(图版Ⅰ-5、6)。

图版Ⅰ:1—人工养殖鲤鱼的口咽腔腭部;2—解剖针刺激后人工养殖鲤鱼的口咽腔腭部(示圆锥状突起);3—野生鲤鱼的口咽腔腭部(示栉状突起);4—人工养殖鲤鱼的口咽腔腭部;5—扫描电镜下人工养殖鲤鱼口咽腔腭部的结构(750×，“a”示味蕾，“b”示粘液孔);6—扫描电镜下人工养殖鲤鱼口咽腔腭部的结构(3000×，“b”示粘液孔);7—野生鲤鱼的口咽腔腭部组织切片(200×，“a”示味蕾，“c”示粘液细胞，“d”示粘液腔;8.—人工养殖鲤鱼的口咽腔腭部组织切片(200×，“a”示味蕾，“c”示粘液细胞);9—野生鲤鱼的口咽腔腭部组织切片(1000×，“c”示粘液细胞);10—人工养殖鲤鱼的口咽腔腭部组织切片(1000×，“c”示粘液细胞)。1—Farmed carp oropharyngeal cavity palate;2—The oropharyngeal cavity of farmed carp palate by stimulation of dissecting needle(show cone-shaped processes);3—Wild carp oropharyngeal cavity of the palate(show comb-like processes);4—Oropharyngeal cavity of farmed carp palate;5—By scanning electron microscope，the surface of artificial breeding carp palate oropharyngeal cavity structure(750，“a”show taste buds，“b”show mucus hole);6—By scanning electron microscope，the surface of farmed carp palate oropharyngeal cavity structure(3000，“b”show mucus hole);7—Wild carp oropharyngeal cavity palate tissue section(200，“a”show taste buds，“c”show mucous cells，“d”show mucus cavity);8—Tissue section of farmed carp palate oropharyngeal cavity structure(200，“a”show taste buds，“c”show mucous cells);9—Oropharyngeal cavity of wild carp palate tissue section(1000，“c”show mucous cells);10—Tissue slice of farmed carp palate oropharyngeal cavity structure(1000，“c”show mucous cells).

3 讨论

鱼类的口腔和咽腔无明显的分界，故合称为口咽腔，口咽腔是食物运输的主要通道。鱼类觅食时通常都不同程度地利用嗅觉和听觉对食物进行远距离定向，而当它们摄取食物后，一般均利用口咽腔的味觉、触觉对食物进行最后识别。味蕾是鱼类重要的化学感受器，在其摄食活动中起很大作用。一般认为，鱼类味蕾可根据其味孔与周围上皮高度的差异分为3种类型:Ⅰ型，味蕾顶部显著高于表皮;Ⅱ型，味蕾顶部仅略高于表皮;Ⅲ型，味蕾顶部与表皮处于同一水平面上。Ⅰ型、Ⅱ型味蕾具有一定的机械感觉作用，但对化学感觉较机械感觉更为敏感且先于机械感觉识别，能够对非适口性味道迅速识别，当饵料无味道时再利用机械感觉进行识别。III型味蕾仅具化学感觉功能。鱼类口咽腔的粘液细胞所分泌的粘液具有润滑食物助于吞咽及缓解或免于粘膜层受到机械损伤［1，3］。

已经有研究表明，鲤鱼的取食方式主要依靠味觉。鲤鱼的味蕾主要分布在触须、唇、腭、舌、鳍等处，而在腭部最多，味蕾所形成的触发级吞咽反射对确定饵料的取舍有十分重要的作用［4-5］。味蕾在头部体内外表皮中的分布特征可以揭示鲤鱼摄食及吞咽食物的基本过程。须、唇、舌及口腔腭部表皮的味蕾起初级辨别作用以寻找食物，而鳃耙和鳃弓前缘的味蕾起二级辨别作用，因食物借口咽腔呼吸水流而进入咽部。咽部的味蕾起三级辨别作用，决定是否吞咽食物。所以咽部味蕾的高密度是与其功能相联系的［6］。

在天然环境中，鲤鱼(野生)一般生活于水体中下层，属于底栖杂食性鱼类;除摄取大量动物性食物外，也可取食部分植物性食物。野生鲤鱼的口咽腔腭部密布栉状突起［7］(图版Ⅰ-3)，咽部的植物性食物可能通过与这些突起上的味蕾接触而被感知。动物性食物可由III型味蕾通过化学感受功能而感知。人工养殖的鲤鱼，无论是幼体还是成体，其口咽腔腭部平坦(图版Ⅰ-1、2)，肌肉非常发达，其黏膜层覆盖着复层鳞状上皮，上皮中分布着大量III型味蕾，味蕾在上皮表面紧密排列，密度达1500余个/mm2(图版Ⅰ-5、6)。野生鲤鱼口咽腔腭部的味蕾密度比人工养殖的鲤鱼更大(图版Ⅰ-7、8)，与野生鲤鱼的食物多样化而人工养殖的鲤鱼只投喂单一颗粒饲料有关。

鲤鱼上下颌没有牙齿，不能咀嚼食物，植物性草料可以由口咽腔腭部栉状突起上的味蕾感知，进而被咽部的咽喉齿与胼胝垫磨细而被吞咽。多年来，在人工养殖条件下，均以不同粒径的颗粒状配合饲料来喂养鲤鱼幼鱼或成鱼。每次喂食时，投喂颗粒饲料的时间很短，鲤鱼群往往以“抢食”的方式短时间获取大量食物。颗粒状配合饲料有一定的硬度，鲤鱼不太可能以咽部的咽喉齿与胼胝垫短时间内磨细大量颗粒饲料。因此，鲤鱼对颗粒饲料是经吞食方式获取的。口咽腔腭部的栉状构造对吞食颗粒饲料可能有阻碍作用。所以，人工养殖的鲤鱼，无论是幼体还是成体，其口咽腔腭部均是平坦的，口咽腔的“通道”功能会更加强大。如何来感知食物是否适宜吞咽?适合的“味”可直接由密布于鲤鱼口咽腔腭部的III型味蕾感知，但食物(颗粒饲料)的硬度和大小，以及一些混杂于食物中的不能吞咽的物质，鲤鱼又怎么感知呢?野生鲤鱼口咽腔腭部的栉状构造(或协同其上的III型味蕾)可能具有机械感知功能，但目前广泛养殖的人工口咽腔腭部的栉状构造已经退化，在硬颗粒饲料或不宜吞咽的块状物质等的机械刺激下，口咽腔腭部的肌肉强烈收缩，迅速产生圆锥状突起(图版Ⅰ-1、2)，替代野生鲤鱼栉状构造(或协同其上的III型味蕾)行使感知机械刺激的功能。

鱼类口咽腔的组织结构主要由粘膜层、粘膜下层和肌层组成。粘膜层缺乏黏膜肌，黏膜上皮由复层扁平上皮或鳞状上皮构成，核呈椭圆形、圆形，富含有单细胞粘液腺，其中大多是粘液细胞，可分为表层、中间层和基底层。基底层细胞呈矮柱状;中间层位于基底层上方，由数层多边形细胞组成;表皮细胞覆盖上皮表面，呈扁平状。粘膜下层由结缔组织组成，含有胶原纤维和一些弹性纤维。肌层由横纹肌纤维构成。口咽腔黏膜上皮分为上皮细胞、粘液细胞和味蕾等几种，上皮细胞及粘液细胞分布在口咽腔各部分。粘液细胞能引起大量粘液的分泌，起到润滑食物和保护黏膜上皮免受机械损伤［8，12］。赵惠玲等［13］研究发现，鲤鱼(野生)的口咽部分布了大量的粘液细胞，并且其粘液细胞的数量在口腔中从前向后逐渐增多。本次实验也观察到野生鲤鱼的口咽腔腭部分布了大量的粘液细胞，且有部分粘液细胞还非常集中，形成功能更加强大的粘液腔(图版Ⅰ-7)，而人工养殖的鲤鱼口咽腔腭部上皮也分布了一些粘液细胞(图版Ⅰ-8)，但其密度显著小于野生鲤鱼(图版1-9、10)。

粘膜是鱼类消化道内表面的一层有重要生理意义的保护层，在摄取食物和消化吸收过程中具有参与食物的鉴别、抗机械损伤、细菌的侵入、并直接参与食物的消化吸收的功能［14］。粘液细胞是普遍存在于鱼类上皮中的一种腺体细胞，它的分泌物含有多种有机物质，如粘多糖、水解酶和免疫球蛋白等，在抵御病原体的侵害和食物消化中有着重要作用［15］。Sibbing［16］则根据粘液细胞的形态将鲤咽部的粘液细胞分为梨形、囊状和杯状三种类型。鱼类消化道粘液细胞的分布密度与鱼类的食物颗粒大小和摄食方式、食性、生活环境和生理功能都有密切关系［17］。粘液细胞分泌的粘液具有润滑功能，使管腔保持润滑有利于吞咽并向食道转运食物。野生鲤鱼属杂食性鱼类，可取食部分植物性食物。其口咽腔腭部粘液细胞丰富，与其摄取草料，需要润滑食物、保护口咽腔壁粘膜层免受机械损伤是相适应的，也可能与鲤鱼在天然水体中能摄取部分小型饵料相关。鲤鱼没有滤食性鱼类那样致密细长的鳃耙，不能直接从水中滤取小型饵料，但野生鲤鱼口咽腔腭部大量的粘液细胞分泌的粘液，可以将小型饵料粘合成“大型”饵料被吞食。这种作用与滤食性鱼类鳃耙和口咽腔上粘液细胞的“沉食”功能相当。人工饲养的鲤鱼，长期投喂颗粒饲料，能与水流一道被快速吞食，口咽腔已经逐步丧失了上述野生鲤鱼口咽腔粘液细胞的功能。因此，人工饲养的鲤鱼口咽腔腭部粘液细胞的分布密度已经远远低于野生鲤鱼。

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