昆林蛙ranaunyul胚后發(fā)育觀察

昆林蛙ranaunyul胚后發(fā)育觀察

2.棲胚胎發(fā)育是動物胚胎育種和發(fā)育生物學的重要組成部分。胚后發(fā)育是胚胎發(fā)育的重要組成部分。墨西哥蟾(Bufovalliceps)整個胚胎發(fā)育過程可劃分為46期,歷時667h(Duellman&Trueb,1986);花背蟾蜍(B.raddei)的胚胎發(fā)育過程歷經(jīng)39期,其中早期胚胎發(fā)育歷時253.5h,胚后發(fā)育歷時71.23d(Zhao,1991);中華大蟾蜍(B.gargarizans)的胚胎發(fā)育劃分為39期,胚胎發(fā)育早期歷時177.84h,胚后發(fā)育歷時37.93d(Wangetal,1984)。昆崳林蛙(Ranakunyuensis,LuetLi2002)是新近在山東昆崳山發(fā)現(xiàn)的蛙科(Ranidae)蛙屬(Rana)林蛙群(Wood-frogs)的一個新種(Lu&Zhang,2000;Lu&Li,2002)。這個種的發(fā)現(xiàn)對研究我國蛙屬林蛙群的地理分布和系統(tǒng)演化等具有重要的意義(Zhou,1999)。為了進一步研究其生物學特征,我們將采集的昆崳林蛙卵置室內(nèi)孵化,蝌蚪置室內(nèi)飼養(yǎng),觀察其胚后發(fā)育的形態(tài)變化,繪制各期典型特征圖,并描述了蝌蚪的口型和唇齒式,以期為兩棲類胚后發(fā)育階段的劃分補充基礎(chǔ)資料。1材料和方法1.1實驗動物及飼養(yǎng)用水觀察用昆崳林蛙蝌蚪于2000年4月8日采自山東省昆崳山的山澗溪流中。根據(jù)發(fā)育階段的不同,分別飼養(yǎng)于玻璃水族箱中,水族箱置可調(diào)式生化培養(yǎng)箱內(nèi),溫度控制在23.7～26.0℃。設(shè)置室溫17.0～20.0℃對照組。飼養(yǎng)用水取自煙臺師范學院校園的人工湖并在培養(yǎng)箱中預(yù)熱,1～2d徹底換水1次。飼喂熟雞蛋、青菜葉和自然水體中的浮游生物,變態(tài)后飼喂果蠅。1.2發(fā)育的定量劃分從4月11日至5月29日,每2～3h觀察蝌蚪1次,連續(xù)觀察,若發(fā)現(xiàn)有過渡階段個體,則相應(yīng)縮短觀察的時間間隔,以保證計數(shù)及計算發(fā)育時限的準確性。參考Wangetal(1984)、Zhao(1991)和Duellman&Trueb(1986)的劃分標準,結(jié)合昆崳林蛙的生長發(fā)育,主要依據(jù)后肢芽發(fā)育的形態(tài)變化,還兼顧口器與鼻孔、眼的相對位置,肛管萎縮程度,以及鼓膜和前肢的變化等,進行各發(fā)育階段分期的劃分。發(fā)育期的定量劃分以60%的蝌蚪呈現(xiàn)某一時期的主要特征界定,此時前一發(fā)育期結(jié)束,后一期開始。選擇每個發(fā)育期的5只標準個體,分批用4%的甲醛液固定,置雙筒解剖鏡下觀察,記述胚后發(fā)育各期的形態(tài)特征并繪制典型特征圖。2持續(xù)采血時的形式語言2.1胚后發(fā)育過程根據(jù)Pollister(1937)和Shumway(1940)擬定的無尾兩棲類蛙屬的胚胎發(fā)育分期標準,早期胚胎發(fā)育分為25期,故胚后發(fā)育從26期開始。依據(jù)后肢芽及肛管和尾的萎縮過程和口的變化過程,將胚后發(fā)育劃分為19個時期,歷時49d(表1)。2.2胚后發(fā)育各期特征2.2.1半圓形肢芽期(圖1a,b)自后肢芽隆起呈半圓形起至后肢芽開始呈圓盾形止。側(cè)面觀,后肢芽已隆起呈界限清楚的半圓形游離緣,長度(L)接近基部寬度(D)的一半(L≤1/2D);出水孔變成了出水管,位于頭部左側(cè)的中部;典型齒式完成,唇齒式多為Ⅰ∶1-1/Ⅲ,少數(shù)為Ⅰ∶1-1/Ⅱ∶1-1。背面觀,眼位于頭的背面,外鼻孔介于吻端與眼的中間;腦位于兩眼間,自眼后膨大向前延伸至鼻孔后端,呈倒梨形。腹面觀,口位于前端,腹面開口;口外周除上唇緣外都圍有無色透明的乳突,兩口角處排列較為密集;腸袢清晰可見,盤繞成1圈;肛孔開口于尾右側(cè)。2.2.2圓盾形肢芽期(圖2a,b)自后肢芽隆起呈圓盾形起至后肢芽開始呈圓錘狀止。側(cè)面觀,后肢芽呈圓盾狀,長度大于基部寬度的一半(L>1/2D);鼻孔已與外界相通;腮管中有水流流出。腹面觀,頭腹間有一透明帶,肉眼即可清晰看見心臟有規(guī)律的搏動。腸盤曲成114114圈,腸袢可見。2.2.3圓錘形肢芽期(圖3a,b)自后肢芽隆起呈圓錘狀起至后肢芽伸長呈側(cè)指狀止。側(cè)面觀,后肢芽呈圓錘狀,其游離端變寬,長度約等于或略大于基部寬度(L≥D);尾部中央血管開始出現(xiàn),其下方的淋巴心亦相伴出現(xiàn);腦的輪廓更加明顯;腸盤繞成112112圈,腸袢可見。2.2.4側(cè)指狀肢芽期(圖4)自后肢芽呈側(cè)指狀起至后肢芽的長度大于或等于基部寬度的1.5倍(L≥1.5D)止。后肢芽僅中部略微彎曲出現(xiàn)類似膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)。側(cè)面觀,后肢芽呈側(cè)指狀,游離端邊緣可見紅色血管出現(xiàn),據(jù)此可見后肢芽末端的大致輪廓;尾部中央血管逐漸清晰。2.2.5膝關(guān)節(jié)肢芽期(圖5)自膝關(guān)節(jié)出現(xiàn)起至后肢芽開始變成匙狀止。后肢芽略微伸長,長度約為基部寬度2倍(L=2D);膝關(guān)節(jié)部位出現(xiàn)細微彎曲。2.2.6匙狀肢芽期(圖6a,b)自后肢芽呈匙狀起至第四趾開始出現(xiàn)止。后肢芽向后延伸,基部變得較粗壯;其游離端扁平略帶楔狀,邊緣血管明顯,可依此看出分趾情況。尾部中央血管清晰,長度約為尾長1/3;以中央血管為中心,向兩側(cè)分出許多分支細血管。淋巴心數(shù)目增加,可清楚觀察到淋巴心有規(guī)律地、幾乎同步地跳動,間或搏動不足而觀察不到跳動。腸管開始移至腹面左側(cè)。2.2.7第四趾出現(xiàn)期(圖7)自第四趾出現(xiàn)起至第五趾開始出現(xiàn)止。板端部繼續(xù)伸長,在板邊緣的第三、四趾的交界處,發(fā)生微微凹陷,膝關(guān)節(jié)更加明顯。2.2.8第五趾出現(xiàn)期(圖8)自第五趾出現(xiàn)起至第三趾開始出現(xiàn)止。在蹠板邊緣的第四、五趾交界處,發(fā)生輕微凹陷,第五趾隆起。2.2.9第三趾出現(xiàn)期(圖9)自第三趾出現(xiàn)起至第一、二趾開始出現(xiàn)止。在蹠板的邊緣,第二、三趾的交界處發(fā)生細微凹陷,其間有紅色血管將之分離。眼球開始活動,側(cè)面觀,可沿眼橫徑上下轉(zhuǎn)動,眼眶上緣皮膚逐漸隆起,眼由背位開始移向側(cè)位。在眼后緣的下方,兩側(cè)內(nèi)腮鮮紅,可從體表觀察到呼吸時的伸縮運動。后肢芽基部變粗,脛腓部逐漸伸長。2.2.10第一、二趾出現(xiàn)期(圖10)自第一、二趾出現(xiàn)起至第三趾分離止。在蹠板邊緣,第一、二趾交界處發(fā)生細微凹陷,第四趾最長,第四、五趾分離。脛部、腓部和跗部能被區(qū)分。2.2.11第三趾分離期(圖11)自第三趾分離起至第一、二趾開始分離止。第三趾與第一、二趾分離,第三、四、五趾都明顯伸長,僅剩第一、二趾仍聯(lián)合在一起。腹面觀,腹部開始向兩側(cè)分開?；铙w背面觀,從尾基部的兩側(cè)剛能觀察到外展的膝關(guān)節(jié)部位。2.2.12內(nèi)蹠突出現(xiàn)期(圖12)自內(nèi)蹠突出現(xiàn)起至跗部出現(xiàn)止?？拷谝恢旱恼撇績?nèi)側(cè)緣,內(nèi)蹠突開始微微隆起。后肢五趾已全部分離。股部變得粗壯。背面觀,彎曲的膝關(guān)節(jié)展露于尾的兩側(cè),跗蹠部緊貼尾部兩側(cè)與尾平行?？梢娚洗降幕顒?口已向體前端移動。淺黃色呈虛線狀的背側(cè)褶開始出現(xiàn)。側(cè)面觀,眼已微微隆起。2.2.13跗蹠部伸長期(圖13)自跗部出現(xiàn)起至后肢趾出現(xiàn)彎曲止。后肢顯著伸長,連接腓、蹠部的跗部尤其明顯。趾間開始出現(xiàn)蹼膜。顳側(cè)褶、背側(cè)褶和側(cè)線明顯,顳側(cè)褶在眼后與向前延伸的背側(cè)褶相交會;背側(cè)褶向尾部延伸至背側(cè)中間部位;側(cè)線則向后沿尾兩側(cè)中線延伸至尾末端。眼大而明亮,眼眶上緣皮膚進一步外突,口前移至鼻孔與吻端中間,眼球下緣內(nèi)陷入眼眶中。淋巴心數(shù)目穩(wěn)定,多為3對,少數(shù)2對,或右4、左3,或右3、左2。背面觀,跗蹠部已向兩側(cè)叉開,與尾呈45°角;后肢五趾端由堅挺變得柔軟。2.2.14趾端彎曲期(圖14)自趾端出現(xiàn)彎曲起至肛管消失止。后肢五趾趾端彎曲,趾尖與支撐物接觸時,可起支撐作用?？谝鸦疽浦帘强字?食量增加,排出糞便增多,鰓管處水流劇烈,代謝能力顯著提高。個別個體體背部與腮管基部平齊處可見1對淋巴心。靜止時背面觀,可見跗蹠部叉開與尾呈90°角;受驚動后,股、脛、跗蹠能以“之”字形曲貼一起。2.2.15肛管消失期(圖15)自肛管消失起至前肢伸出止。肛管已萎縮消失,腹面觀僅肛門處尚存殘跡。角質(zhì)齒開始脫落。大部分個體透過皮膚可看到前肢雛形,其肘部在皮膚內(nèi)已支撐在出水孔或出肢孔的既定位置。背面觀,該處皮膚略微隆起,右側(cè)更加明顯。靜止時,背面可見跗蹠部叉開與尾呈約135°夾角。受驚動后,股、脛、跗足以“之”字形緊緊曲貼在一起。2.2.16前肢伸出期(尾退化前期)(圖16)自前肢伸出起至肩關(guān)節(jié)開始露出止。前肢(僅前臂)陸續(xù)伸出,多為右先左后,少數(shù)左先右后(前后間隔時間0～22h不等),亦有兩側(cè)前肢同時伸出者?？诓拷琴|(zhì)齒已全部脫落,但黑色腭鞘仍存在,蝌蚪型口器逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥苄涂谄?。腹壁增?腹中線明顯。腹肛溝愈合呈一窄線。蝌蚪軀體由橢圓形漸變?yōu)橛淄苄?尾的末端變成鈍圓形并出現(xiàn)一深色小黑點,尾開始萎縮變短,尾鰭變窄。下唇中央部分乳突首先消失,嘴角隨后消失。2.2.17肩關(guān)節(jié)露出期(尾退化中期)(圖17)自肩關(guān)節(jié)露出起至肩基部愈合止。前肢全部伸出體外,肩關(guān)節(jié)露出。出肢孔開始愈合。口器漸變成蛙型,口裂達到眼的前緣。鼻孔由背面轉(zhuǎn)向前端。舌尖中部凹陷處開始分叉。鼓膜開始出現(xiàn),眼球突出明顯,眼眶下緣皮膚開始皺褶,向上延伸覆蓋眼下緣。上頜腺明顯,延伸至眼后緣與前肢基部中間。淋巴心向前集中,尾部中央血管僅及尾長的一半。尾的長度一般短于后肢,為原尾長1/2～1/3,尾末端發(fā)黑,尾鰭沿周緣進一步變窄,尾顯得粗短。后肢跗蹠部首先出現(xiàn)橫紋花斑。背側(cè)褶清晰,側(cè)線消失,背部拱起,頭微微抬起,腿部肌肉漸發(fā)達,活動開始頻繁。2.2.18肩基部愈合期(尾退化后期)(圖18)自蝌蚪肩部與周圍皮膚愈合封閉起至蝌蚪變?yōu)橛淄苤?。尾萎縮成黑色小突起狀;淋巴心、血管隨之消失?？诹堰M一步增大,達到眼的中央或2/3處;眼側(cè)位;軀體近似蛙型。下頜與胸交界處出現(xiàn)凹陷,成為頭、胸界限。頭抬起;背部出現(xiàn)疣狀突起,拱起明顯;前肢可有力支撐軀干,尾與后肢負重。上頜腺粗,呈淡黃色,延伸至前肢基部與顳側(cè)褶構(gòu)成一長三角斑;鼓膜逐漸明顯。2.2.19變態(tài)完成期(圖19)幼蛙形成。尾消失,口裂已達眼后,鼓膜明顯可辨。后肢粗壯有力,活躍跳躍,開始有攀援能力。2.3唇齒式昆崳林蛙蝌蚪的唇齒式多為Ⅰ∶1-1/Ⅲ,少數(shù)Ⅰ∶1-1/Ⅱ∶1-1(圖20)。2.4溫度對胚后發(fā)育的影響23.7～26.0℃實驗組的胚后發(fā)育時間較室溫17.0～20.0℃對照組快10余天,但前者的幼蛙個體較后者小。3昆林蛙蝌蚪發(fā)育及唇齒式特點昆崳林蛙的胚后發(fā)育進程中的形態(tài)學變化與一般的無尾兩棲類大致相似,可參照Wangetal(1984)、Zhao(1991)和Duellman&Trueb(1986)的分期標準進行劃分,但具體的發(fā)育分期和時程具有特異性。在23.7～26.0℃條件下,昆崳林蛙的胚后發(fā)育過程約需49d左右,比花背蟾蜍(18℃)快22d(Wangetal,1984),比中華大蟾蜍(20℃)和墨西哥蟾(25℃)分別慢11d(Zhao,1991)和22d(Duellman&Trueb,1986)。本實驗顯示,昆崳林蛙蝌蚪在較低溫度(17.0～20.0℃)時發(fā)育時間要長一些,看來增加溫度可加快其發(fā)育進程,但不能加快生長速度。昆崳林蛙的淋巴心數(shù)目及左右前肢的出肢時間間隔和出肢順序存在個體間差異。淋巴心多為左右各3個成對排列,少數(shù)為左右各2個,或右4、左3,或右3、左2。多數(shù)個體首先伸出右前肢,隨后伸出左前肢,左、右前肢伸出的時間差為0～22h;少數(shù)個體由左側(cè)出水孔先伸出左前肢,或者左、右前肢幾乎同時伸出。昆崳林蛙皮膚顏色的變化始于膝關(guān)節(jié)肢芽期前后,皮膚逐漸由黑褐色變?yōu)橥咙S色,并略微透明。昆崳林蛙蝌蚪的唇齒式與中國林蛙(唇齒式為Ⅰ∶3-3/Ⅲ∶1-1或Ⅰ∶2-2/Ⅲ∶1-1)(Liuetal,1959)、日本林蛙(唇齒式為Ⅰ∶3-3/Ⅱ∶1-1或Ⅰ∶2-2/Ⅱ∶1-1)(Yeetal,1993;Tian&Jiang,1986)、昭覺林蛙(唇齒式為Ⅰ∶2-2/Ⅲ∶1-1)(Tian&Jiang,1986)以及桓仁林蛙(唇齒式為Ⅰ∶