《Zoology》：Formation of the sclerites in Solenogastres and Caudofoveata (Mollusca, Aplacophora)
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无板类软体动物（Aplacophora）的骨片（sclerites）是在结晶室（crystallization chambers）中分泌形成的。在沟腹纲（Solenogastres）中的腔贝目（Cavibelonia），这些结晶室是单个上皮细胞的细胞膜内陷。在
无板类软体动物（Aplacophora）的骨片（sclerites）是在结晶室（crystallization chambers）中分泌形成的。在沟腹纲（Solenogastres）中的腔贝目（Cavibelonia），这些结晶室是单个上皮细胞的细胞膜内陷。在一个微小的沟腹纲物种（属于毛盾目Pholidoskepia）中，结晶室是细胞间隙的延伸。在尾腔纲（Caudofoveata）中，结晶室是在肌肉层内形成的。研究人员对五种沟腹纲物种和两种尾腔纲物种进行了超微结构分析，以探究骨片形成的两种假说：（1）每个骨片是由单个上皮细胞还是多个上皮细胞分泌产生；（2）生物矿化（biomineralization）发生在细胞内还是细胞外。结果表明，在大多数研究的沟腹纲物种中，骨片是在由单个上皮细胞微绒毛膜内陷形成的液泡样结晶室内细胞外形成的，而在一种微小沟腹纲物种中，结晶室则起源于上皮细胞下方的细胞间隙。在尾腔纲中，骨片的形成起始于肌肉层内的有机纤维基质中。这些发现支持了骨片在细胞外结晶室中形成的假说，并揭示了无板类不同类群间骨片形成机制的多样性。
一、研究背景与研究目的
软体动物门（Mollusca）是动物界中仅次于节肢动物的第二大类群，现存约20万种。然而，相较于腹足纲、双壳纲、多板纲和头足纲这四个主要类群，人们对沟腹纲（Solenogastres）、尾腔纲（Caudofoveata）、单板纲（Monoplacophora）和掘足纲（Scaphopoda）的了解甚少。其中，沟腹纲和尾腔纲（两者共同构成无板类Aplacophora）是一类缺乏贝壳、身体呈蠕虫状的软体动物，其外套膜被一层密集的钙质骨片覆盖，这些骨片嵌在外套膜上皮分泌的角质层中。骨片是无板类分类学的重要诊断特征，其形态多样，包括鳞片状、实心针形或空心针形等。尽管骨片的重要性不言而喻，但其形成机制长期以来存在争议。历史上主要有两大假说：其一，关于骨片是由单个上皮细胞还是多个上皮细胞分泌；其二，关于生物矿化过程是发生在细胞内还是细胞外。具体而言，早期学者如Thiele和Wirén认为每个骨片由单个上皮细胞分泌，而Hubrecht和Pruvot则认为由多个细胞参与。此外，Haas提出骨片在细胞膜内陷形成的“结晶室”中细胞外形成的观点，这与多板纲（Polyplacophora）的骨片形成方式相似。为了验证这两种假说，本研究对多种沟腹纲和尾腔纲物种进行了超微结构分析，旨在阐明骨片形成的细胞学机制及其在两类群间的演化极性。
二、主要技术方法
研究人员使用了透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）、场发射扫描电子显微镜（Field Emission Scanning Electron Microscopy, FESEM）、高分辨率显微计算机断层扫描（Micro-CT）以及光镜技术（基于甲基丙烯酸树脂包埋的半薄切片）。样本来自西班牙南部的多次海洋科考航次，包括马拉加湾、阿尔沃兰海和加的斯湾，共分析了28个标本，涵盖5种沟腹纲物种（Pruvotia sopita, Rhopalomenia aglaopheniae, Anamenia gorgonophila, Dorymenia sarsii 及一种未鉴定的微小沟腹纲物种）和2种尾腔纲物种（Falcidens gutturosus, Scutopus ventrolineatus）。
三、研究结果
3.1 沟腹纲 Solenogastres
3.1.1 Pruvotia sopita：外套膜上皮为假复层上皮。骨片在单个上皮细胞内部的液泡样结晶室中分泌，该结晶室由微绒毛膜的凹陷形成。结晶室的膜壁上仅有少量且细小的微绒毛。骨片为空心结构，内部充满有机物质。未见次级相邻细胞的参与。
3.1.2 Rhopalomenia aglaopheniae：外套膜上皮为假复层上皮，由不规则的棱柱状细胞和内层较小的球状细胞组成。骨片同样在上皮细胞的结晶室中形成，结晶室膜壁具有大量微绒毛，这些微绒毛几乎与正在形成的骨片接触。在骨片基部观察到早期凹陷，似乎被微绒毛穿透。部分情况下可见到两个侧向的次级细胞，但并非恒定特征。
3.1.3 Anamenia gorgonophila：外套膜上皮为单层延长的棱柱状细胞。骨片在具发达微绒毛的液泡样结晶室中形成，该结晶室由上皮细胞微绒毛膜内陷而成。部分骨片在乳突（papillae）内的细胞中形成。随着骨片生长并穿透角质层，乳突会伸长并向骨片基部伸出长微绒毛。
3.1.4 Dorymenia sarsii：外套膜上皮为单层立方至球形细胞。骨片在由上皮细胞微绒毛膜内陷形成的结晶室中分泌。在部分案例中，可观察到连接结晶室与细胞膜的闭合细胞膜内陷线。在一例中，观察到结晶室的初始形成似乎与细胞间隙相连。其膜壁具有高密度的微绒毛，并向正在形成的晶体分泌大量囊泡。
3.1.5 未鉴定微小沟腹纲物种：外套膜上皮为单层扁平细胞，角质层极薄（5-10 μm）。其解剖特征类似于毛盾目（Pholidoskepia）的一些小型底栖物种。骨片形成方式独特：结晶室起源于上皮细胞下方的细胞间隙的延伸，并通过细胞间隙与角质层相连。结晶室的膜壁上没有微绒毛。此外，在该物种上皮细胞附近发现了大量杆状和螺旋状细菌，部分细菌被吞噬细胞摄入胞质内。
3.2 尾腔纲 Caudofoveata
3.2.1 Falcidens gutturosus：外套膜上皮为单层大型扁平细胞。骨片起源于肌肉层内部，起始为一个充满有机丝状物质的液泡样结构（直径约1 μm），随后发育出空心中心，碳酸钙在此沉积。
3.2.2 Scutopus ventrolineatus：骨片形成方式与Falcidens gutturosus相似，同样在肌肉层内发生。初始阶段为一个充满有机纤维的空泡，随后逐渐矿化。
四、总结与讨论
本研究的超微结构证据强有力地支持了骨片在细胞外结晶室中形成的假说。对于所研究的多数腔贝目（Cavibelonia）沟腹纲物种，结晶室是由单个上皮细胞的微绒毛膜内陷形成的。这一发现与Haas提出的模型一致，即结晶室为生物矿化提供了一个受控的细胞外环境。然而，在微小沟腹纲物种中，结晶室源自细胞间隙，这代表了另一种形成模式，可能与其小型化或特殊的生态位有关。在尾腔纲中，骨片形成于肌肉层内，其初始阶段涉及有机基质的预先构建，这与沟腹纲的模式截然不同。因此，研究结论明确指出：在无板类的不同类群中，骨片形成的细胞机制存在显著差异。这种差异不仅体现在结晶室的起源（细胞膜内陷 vs. 细胞间隙延伸 vs. 肌肉层内空泡）上，也体现在微绒毛的参与程度和次级细胞的辅助作用上。这些发现深化了对软体动物骨片同源性及演化路径的理解，并为Aculifera假说（将无板类与多板类归为一支）提供了新的形态学证据。
