2016年5月7日
鳃部骨骼,包括鳃耙、咽齿和鳃弓骨,在大多数鱼类中是食物处理的主要部位。本文介绍了一种用于解剖并平铺三刺棘背鱼内部骨骼的方法。该方法同样适用于多种其他鱼类物种。
本实验的总体目标是解剖并平铺固定刺鱼的鳃弓骨骼。该方法有助于回答发育、遗传和进化领域的关键科学问题,例如动物如何适应新环境,以及在发育过程中成体形态差异是如何产生的。
该技术的主要优势在于,通过解剖并平铺鳃部骨骼,可以观察到多种无法在整体骨骼标本中研究的摄食相关性状。在准备阶段,需先复习三刺棘背鱼头部骨骼的相关形态学知识。在完成鱼类解剖前的准备工作后,首先将尖头5号镊子以45度角从眼睛侧面插入,刺穿覆盖眼睛的膜结构。
然后,像打开酸奶盖一样剥离眼球的膜。接着,将张开的镊子插入眼球后方,夹住视神经并摘除眼球。注意避免刺破眼球,否则会导致黑色素泄漏。
用另一侧眼睛重复此操作。然后,将小型剪刀的刀片置于鳃盖瓣后侧下方,沿鳃盖背侧上方的软组织向眼眶方向剪开。接下来,剪开位于眼眶背侧的额骨。
然后,沿眼眶中心位置的中线副蝶骨进行切割。在对侧重复进行鳃盖骨的切割。在接下来的步骤中,可用骨盆棘作为操作手柄。
轻轻将它们从身体直接向外拉开,使其展开。然后将镊子插入鳃盖下方,缓慢将面部从身体上剥离,并在过程中修剪掉任何仍附着的软组织。
操作时请注意鳃耙,避免对其造成扰动。在移除面部骨骼时,容易意外夹住 Percoll 以及第一角鳃骨。剥离 Percoll 向前翻起时,应检查其下方,确保未夹住其他多余组织。
现在,用镊子将两侧中线处的角鳃骨与基鳃骨分离,同时剥离并移除前颅面骨骼。对另一侧重复此操作。前颅面骨骼包括整个下颌、整个舌骨骨骼、其下方的背侧和软骨内元素以及颅骨的前部。
接着,将闭合的镊子插入食管下方,并向前方拖动,同时分离附着在鳃骨上残留的肌肉和韧带。然后,用闭合镊子的尖端刮除将背侧鳃骨与腹侧脑颅相连的肌肉。
以从后向前的方向进行刮取。在刺鱼的另一侧重复肌肉去除操作。接下来,抓住肠管基部,向前牵拉,以去除鳃部骨骼。
在第五角鳃骨后方,以垂直方向切断,分离肠管。常见的错误是夹取肠管位置过于靠前,导致腹侧额管被远远留下。务必在胸腔后部深处夹取,之后如有需要,可随时去除多余的肠管部分。
在从鳃部骨骼背侧的脑颅中去除所有残留的骨碎片后,将剪刀插入鳃篮内,在左右两侧的背侧齿板之间进行背侧剪切。保持切口居中,以避免损伤背侧齿板。
接下来,在鳃骨后端的软质肠腔上做两个浅的侧向切口。在肠管的前端,以协助打开鳃骨结构。
现在,将骨骼转移到已装有50%甘油和0.25%氢氧化钾的微量离心管中,以进行温和透明处理。如果无需进一步透明,则可直接将其转移至纯甘油中。如需重新染色,具体步骤详见文本方案。
为准备封片,将溶液更换为纯甘油,并将试管振荡至少五分钟。随后,取出鳃弓骨骼,将其背侧朝上放置于一块 22 × 60 毫米的玻璃盖玻片底部附近。接着,向骨骼上转移数滴甘油。
接下来,揉出两小团塑性粘土,分别置于盖玻片的两端,作为间隔物。然后将另一块盖玻片轻轻覆盖在标本上,施加适当压力以压平鳃弓前部骨骼。接着,剥开左侧背侧瓣膜(包括背侧齿板),并将该瓣膜滑入两块盖玻片之间。
然后对右侧背瓣进行相同操作,并将整个鳃部骨骼推离盖玻片边缘。为完成该步骤,轻轻按压上方的盖玻片,使黏土小球压平。
加入的量只需足以使鳃弓骨骼保持平展固定即可,但不能过多,以免压碎样本。如果在操作过程中某排鳃耙被遮挡,可用镊子插入盖玻片之间,调整角鳃骨或整个样本的方向。
当在纯甘油中压片时,该标本可在室温下平放保存至少十年。本方案可获得解剖并压片的鳃弓骨骼,其中多种重要的摄食相关性状均可被长期保存。
从背侧视角观察,所有鳃耙列、咽齿板以及几乎所有的鳃弓骨均可被清晰地观察和记录。茜素红S在罗丹明或类似的红色滤光片下也会产生荧光,因此可实现与其他标记物的双重标记及多种可视化方法。在本图像中,鳃耙以尖号标记。
牙齿用箭头标示,骨骼用星号标示。掌握该技术后,解剖可在数分钟内完成,可相对快速地对数百只动物进行操作。尽管我们以刺鱼的鳃部骨骼解剖为例进行了演示,但我们希望本操作流程可作为多种鱼类物种解剖的参考指南。
通过分离鳃部骨骼,我们可以快速、直观地观察到多种重要的摄食特征,而这些特征在整体封片标本中是无法看到的,从而有助于更好地理解颅面骨骼的发育与演化。
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本文介绍了一种用于解剖和整体封片三刺棘背鱼鳃部骨骼的实验方案,该结构在鱼类食物处理过程中起着关键作用。该方法适用于多种鱼类物种,有助于研究发育生物学和进化生物学。
该方案可实现对鳃部骨骼的精确形态学分析,而鳃部骨骼是影响鱼类摄食效率和食性适应的关键因素。通过量化鳃耙数量和咽齿密度等营养性状,本方法可支持进化发育生物学研究中的靶点验证。该技术为脊椎动物颅面模式形成中基因型与表型的关联研究提供了可扩展且可重复的系统。
该方法适用于早期发现工作流程,其中对基因突变体或自然变异体的表型筛选需要详细的解剖学读数。