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食物是动物生存的基本条件之一,而消化系统是动物对食物进行消化吸收的重要场所,其结构与食性是相适应的。广西猫儿山国家级保护区有着十分复杂的水系格局、特殊的地理环境和气候特征,栖息在猫儿山的两栖动物可能会展现出独特的适应性策略。为了解猫儿山小鲵(Hynobius maoershanensis)和瑶山肥螈(Pachytriton intexpectatus)的消化系统对猫儿山环境的适应性特征以及消化道内分泌细胞的分布与食性、生活环境之间的关系,本文采用HE染色、Grimelius染色、免疫组织化学染色等技术对其消化系统的结构及消化道内分泌细胞等进行组织学比较研究,旨在为有尾类两栖动物消化系统形态学、组织学和内分泌组学提供基础生物学资料。
实验结果如下:
1.消化系统形态学结果显示:猫儿山小鲵和瑶山肥螈的消化道均由食道、胃、十二指肠、回肠和直肠组成。二者食道短且粗,胃均呈纺锤形。瑶山肥螈消化道的长度为(109.86±5.49)mm,比肠长(肠道长/头体长)的比值为0.84±0.03,显著大于猫儿山小鲵。二者的肝均呈暗褐色,分左右两叶。
2.消化系统组织学结果显示:二者的消化道组织结构一致,由内向外分为黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜4层结构。二者消化道各部位的黏膜层和肌层厚度均呈显著性差异。猫儿山小鲵消化道黏膜层最厚的部位在胃体部,达(712.82±37.67)μm,而瑶山肥螈则在胃贲门部最厚,为(403.24±55.81)μm,与猫儿山小鲵呈显著性差异。猫儿山小鲵和瑶山肥螈消化道肌层厚度均以胃幽门部最高,分别为(398.76±16.91)μm和(439.45±27.86)μm,并无显著性差异。二者的肝组织结构主要由被膜、中央静脉、门管区和肝细胞组成,肝细胞成团或索状围绕中央静脉呈放射状排列,肝实质中均含有大量的棕黑色色素细胞团。
3.Grimelius染色结果显示:两者的消化道各部位都存在嗜银细胞,主要分布在上皮细胞之间、腺泡内,形态各异,有圆形、椭圆形、梭形和锥形等。二者的主要区别在于嗜银细胞的数量及分布特点不同:猫儿山小鲵消化道嗜银细胞的分布密度高峰位于食道,为2.00±0.69,其次是胃体,最低峰位于回肠。瑶山肥螈嗜银细胞的密度最高峰的部位也位于食道,高达3.42±0.31,贲门次之,直肠部位最低。
4.免疫组织化学染色结果显示:二者的消化道全段均有5-羟色胺细胞(5-Hydroxytryptamine,5-HT)分布,主要分布在上皮细胞之间、腺泡内,以圆形、椭圆形和梭形细胞分布广泛。两者的主要区别在于5-HT细胞的数量及分布特点不同:猫儿山小鲵消化道5-HT细胞的分布密度在直肠部位出现最高峰,幽门和十二指肠次之,最低峰位于食道;瑶山肥螈则在十二指肠最高,其次为胃幽门,直肠最低。
5.AB-PAS(Alcian Blue-Periodic Acid Sthiff)染色结果显示:二者的消化道整段均分布黏液细胞,猫儿山小鲵消化道含有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型黏液细胞,瑶山肥螈则含有Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型黏液细胞。二者消化道不同部位的黏液细胞类型既有相似性也有差异性:在食道处,猫儿山小鲵和瑶山肥螈均以Ⅱ型细胞为主,但猫儿山小鲵含Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型四种类型的细胞,瑶山肥螈只含Ⅱ型细胞;在胃贲门部,猫儿山小鲵含Ⅱ型、Ⅲ型细胞,而瑶山肥螈含Ⅱ型、Ⅳ型细胞;胃体和胃幽门部,二者的黏液细胞均为Ⅲ型;在十二指肠至直肠部,二者均分布着Ⅱ型黏液细胞。
6.食性分析结果显示:在猫儿山小鲵消化道内容物中鉴定出的食物种类为8门10属,包括隐藻门、变形虫门、纤毛虫亚门、半鞭毛虫门、后滴虫门、环节动物、节肢动物和两栖动物。从瑶山肥螈样品中鉴定出16个生物种类,分属7个类群,分别是金藻门、纤毛虫亚门、囊泡虫类、扁形动物、环节动物、节肢动物和两栖动物。
结论:猫儿山小鲵和瑶山肥螈消化系统结构相似,具有肉食性动物的结构特征。例如,二者的比肠长数值均不超过1,符合肉食性动物消化道短的特点。食性分析中也检测出动物的存在,进一步为二者捕食动物性食物提供了证据。消化道组织结构均表现出许多与食物消化、营养吸收的适应性特征,肝实质内存在黑色素团都与其各自的生活环境相适应。二者消化道嗜银细胞、5-HT细胞、黏液细胞的分布密度均具有自身的特点,其形态与消化道生理功能相适应,分布特征的差异与其生活环境、食性、食物组成等因素有关。
实验结果如下:
1.消化系统形态学结果显示:猫儿山小鲵和瑶山肥螈的消化道均由食道、胃、十二指肠、回肠和直肠组成。二者食道短且粗,胃均呈纺锤形。瑶山肥螈消化道的长度为(109.86±5.49)mm,比肠长(肠道长/头体长)的比值为0.84±0.03,显著大于猫儿山小鲵。二者的肝均呈暗褐色,分左右两叶。
2.消化系统组织学结果显示:二者的消化道组织结构一致,由内向外分为黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜4层结构。二者消化道各部位的黏膜层和肌层厚度均呈显著性差异。猫儿山小鲵消化道黏膜层最厚的部位在胃体部,达(712.82±37.67)μm,而瑶山肥螈则在胃贲门部最厚,为(403.24±55.81)μm,与猫儿山小鲵呈显著性差异。猫儿山小鲵和瑶山肥螈消化道肌层厚度均以胃幽门部最高,分别为(398.76±16.91)μm和(439.45±27.86)μm,并无显著性差异。二者的肝组织结构主要由被膜、中央静脉、门管区和肝细胞组成,肝细胞成团或索状围绕中央静脉呈放射状排列,肝实质中均含有大量的棕黑色色素细胞团。
3.Grimelius染色结果显示:两者的消化道各部位都存在嗜银细胞,主要分布在上皮细胞之间、腺泡内,形态各异,有圆形、椭圆形、梭形和锥形等。二者的主要区别在于嗜银细胞的数量及分布特点不同:猫儿山小鲵消化道嗜银细胞的分布密度高峰位于食道,为2.00±0.69,其次是胃体,最低峰位于回肠。瑶山肥螈嗜银细胞的密度最高峰的部位也位于食道,高达3.42±0.31,贲门次之,直肠部位最低。
4.免疫组织化学染色结果显示:二者的消化道全段均有5-羟色胺细胞(5-Hydroxytryptamine,5-HT)分布,主要分布在上皮细胞之间、腺泡内,以圆形、椭圆形和梭形细胞分布广泛。两者的主要区别在于5-HT细胞的数量及分布特点不同:猫儿山小鲵消化道5-HT细胞的分布密度在直肠部位出现最高峰,幽门和十二指肠次之,最低峰位于食道;瑶山肥螈则在十二指肠最高,其次为胃幽门,直肠最低。
5.AB-PAS(Alcian Blue-Periodic Acid Sthiff)染色结果显示:二者的消化道整段均分布黏液细胞,猫儿山小鲵消化道含有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型黏液细胞,瑶山肥螈则含有Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型黏液细胞。二者消化道不同部位的黏液细胞类型既有相似性也有差异性:在食道处,猫儿山小鲵和瑶山肥螈均以Ⅱ型细胞为主,但猫儿山小鲵含Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型四种类型的细胞,瑶山肥螈只含Ⅱ型细胞;在胃贲门部,猫儿山小鲵含Ⅱ型、Ⅲ型细胞,而瑶山肥螈含Ⅱ型、Ⅳ型细胞;胃体和胃幽门部,二者的黏液细胞均为Ⅲ型;在十二指肠至直肠部,二者均分布着Ⅱ型黏液细胞。
6.食性分析结果显示:在猫儿山小鲵消化道内容物中鉴定出的食物种类为8门10属,包括隐藻门、变形虫门、纤毛虫亚门、半鞭毛虫门、后滴虫门、环节动物、节肢动物和两栖动物。从瑶山肥螈样品中鉴定出16个生物种类,分属7个类群,分别是金藻门、纤毛虫亚门、囊泡虫类、扁形动物、环节动物、节肢动物和两栖动物。
结论:猫儿山小鲵和瑶山肥螈消化系统结构相似,具有肉食性动物的结构特征。例如,二者的比肠长数值均不超过1,符合肉食性动物消化道短的特点。食性分析中也检测出动物的存在,进一步为二者捕食动物性食物提供了证据。消化道组织结构均表现出许多与食物消化、营养吸收的适应性特征,肝实质内存在黑色素团都与其各自的生活环境相适应。二者消化道嗜银细胞、5-HT细胞、黏液细胞的分布密度均具有自身的特点,其形态与消化道生理功能相适应,分布特征的差异与其生活环境、食性、食物组成等因素有关。