亚马逊河口非妊娠期Hypanus guttatus雌性生殖道的整合形态学表征:宏观与组织学及功能不对称性

《Zoomorphology》:Morphological characterization of the Hypanus guttatus (Bloch and Schneider 1801) female reproductive tract in the Amazonian estuarine gradient during the non-gestational stage

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月28日 来源:Zoomorphology 0.7

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  魟鱼表现出繁殖策略和胚胎营养模式的高度多样性,但许多海洋物种雌性生殖系统的全面形态描述仍较缺乏。本研究详细表征了采集自巴西北部亚马逊河口的海洋魟Hypanus guttatus雌性生殖道的宏观与微观形态。对4尾性成熟非妊娠雌性(盘宽70.125 ± 3.79

  
魟鱼表现出繁殖策略和胚胎营养模式的高度多样性,但许多海洋物种雌性生殖系统的全面形态描述仍较缺乏。本研究详细表征了采集自巴西北部亚马逊河口的海洋魟Hypanus guttatus雌性生殖道的宏观与微观形态。对4尾性成熟非妊娠雌性(盘宽70.125 ± 3.79 cm,盘长187 ± 5.77 cm)进行了解剖学解剖和组织学分析。生殖系统呈现显著功能不对称,表现为左侧(antimere)完全发育(卵巢、输卵管、卵壳腺、子宫和泌尿生殖窦),而右侧严重退化,仅保留与epigonal organ相关的残遗结构。功能性左卵巢呈母体营养型胎生板鳃类的典型组织模式,含不同发育阶段卵泡,提示异步卵子发生。生殖管显示组织学分化良好的区域,包括特化卵壳腺、衬有trophonemata的子宫和泌尿生殖窦。该结构模式与海洋鲼形目(Myliobatiformes)已描述的生殖解剖一致,而与若干淡水魟鱼报道的双侧功能相反。本研究首次对Hypanus guttatus两侧生殖道进行整合形态表征,扩展了新热带河口鳐类繁殖生物学知识,并为未来生态、生理和保护研究建立了解剖学基线。
一、研究背景与问题
软骨鱼(Chondrichthyes)繁殖策略多样,从卵生到胎生及不同胚胎营养模式并存。比较与系统发育证据提示,卵生并伴卵黄营养(lecithotrophy,依赖卵黄发育)为该类群祖征,而胎生和复杂母体营养(matrotrophy)为衍生性状并在多个谱系独立演化。母体营养型胎生中,母体营养投入远超初始卵黄供应,涉及卵食、同胞食、胎盘营养或富含营养的组织液(“子宫乳”)分泌等机制。为支持这些繁殖模式,雌性软骨鱼生殖系统具有基本而高度可塑的解剖方案,通常包括功能性卵巢、成对输卵管、参与精子储存和卵壳分泌的卵壳腺(oviducal gland)及成对子宫;胎生谱系子宫发生显著结构改造,成为高度血管化和分泌性的器官。魟形目(Myliobatiformes)雌性生殖道结构功能多样,尤其依赖脂质组织营养,子宫黏膜形成高度血管化的绒毛样trophonemata(子宫滋养绒毛)以营养胚胎。然而现有研究多集中于淡水种类,尤其Potamotrygonidae,且常孤立评价单个生殖器官,缺乏整体结构与功能整合;海洋和河口种类的完整雌性生殖系统整合研究仍少。长吻魟Hypanus guttatus (Bloch and Schneider 1801)为无胎盘组织营养型胎生种,广泛分布于大西洋沿岸并常利用河口生境,但其雌性生殖系统形态与功能组织的完整整合资料仍缺乏。为此,研究人员对性成熟非妊娠H. guttatus雌性生殖系统进行宏观与组织学整合分析,以填补海洋鲼形目经验空白,增进新热带板鳃类繁殖生物学与演化认识。

二、研究开展与主要结论
研究人员采集4尾性成熟非妊娠雌性H. guttatus,进行解剖学和组织学分析,结论为:H. guttatus雌性生殖系统存在显著功能不对称,左侧生殖道完整发育并具功能性,右侧严重退化并仅存残遗结构;左卵巢呈异步卵子发生模式;生殖管各段组织学分化良好,子宫具trophonemata,符合组织营养型胎生;该模式与海洋鲼形目一致,而与若干淡水魟鱼双侧功能不同;本研究首次对两侧生殖道进行整合形态表征,为后续生态、生理和保护研究提供解剖学基线。

三、关键技术方法
样本来源为巴西帕拉州Soure市Praia do Farol河口区,4尾性成熟非妊娠雌性由当地手工渔业潮汐陷阱捕获后死后捐赠;以盘宽(DW)70.125 ± 3.79 cm、总长(TL)187 ± 5.77 cm及卵巢异步卵黄卵泡确认性成熟。研究人员解剖并系统取材:左功能侧卵巢三区、输卵管中段、卵壳腺主体、子宫壁中段、泌尿生殖窦中段;右非功能侧沿epigonal organ三区及连接泌尿生殖窦的退化结构,行横切和纵切。组织经石蜡包埋、7 μm切片,苏木精-伊红(H&E)染色观察结构,Xylidine Ponceau(XP)检测蛋白及蛋白分泌颗粒,Toluidine Blue(TB)检测多阴离子大分子和酸性黏多糖,光学显微镜观察并显微摄影。

四、研究结果
宏观分析:解剖显示左antimere由与epigonal organ紧密相连的卵巢、输卵管、桶状卵壳腺、完整子宫及开口于泄殖腔的管状泌尿生殖窦组成;右antimere仅有epigonal organ及连接至泌尿生殖窦终端的丝状退化管。非妊娠左子宫显著、高度血管化、无胚胎,trophonemata发育良好且未见显微可见腔内分泌物。结论为显著功能不对称。

微观分析—卵巢:组织学显示左卵巢与epigonal organ紧密相连,具生殖上皮、卵巢白膜和内部间质;生殖上皮由复层鳞状至单层立方变化;白膜为疏松结缔组织,含卵原细胞巢、原卵泡和初级卵泡;卵泡从原卵泡、早期和晚期初级卵泡、早期和晚期前卵黄卵泡至晚期卵黄卵泡,晚期卵黄卵泡含大量卵黄血小板,颗粒层形成广泛黏膜样褶并伴毛细血管;间质高度血管化并见黑色巨噬细胞聚集。结论为异步卵子发生。

epigonal organ:组织学显示其覆盖卵巢腹面且边界不清,双侧存在,右侧为唯一器官成分;由单层立方间皮覆盖疏松血管化结缔组织,含丰富红细胞和黑色巨噬细胞。结论为右侧仅存该器官及相关残遗结构。

输卵管:H&E显示左输卵管具黏膜、肌层和外膜三层;黏膜为假复层纤毛柱状上皮,含纤毛细胞、梨形分泌细胞、丝状细胞和上皮内白细胞,固有层为疏松结缔组织。结论为输卵管上皮具纤毛与分泌功能分化。

卵壳腺:H&E显示左卵壳腺位于输卵管远端、桶状;中央腔由深褶黏膜衬覆,上皮为假复层纤毛柱状,纤毛细胞为主,并含蛋白分泌细胞,其胞质颗粒XP强阳性;上皮内白细胞分布,固有层血管化并含防御细胞,外有薄内环平滑肌层和外膜。结论为卵壳腺具特化分泌和防御结构。

子宫:H&E、TB和XP显示左子宫中段外膜为无间皮的结缔组织,符合腹膜后附着;厚肌层由内环和外纵平滑肌束构成;黏膜形成密集绒毛状trophonemata,衬以假复层柱状上皮和血管化固有层,柱状黏膜细胞为主并混有上皮内白细胞,散在腺细胞XP反应微弱,提示非妊娠期蛋白含量低。结论为子宫结构支持组织营养和分娩。

泌尿生殖窦:H&E显示壁由黏膜、肌层和外膜三层构成;黏膜为移行上皮(尿路上皮)并内陷于固有层;肌层为内纵平滑肌混杂外环平滑肌;外膜为致密不规则结缔组织。结论为泌尿生殖窦具典型分层结构。

退化结构:H&E横切和纵切显示右侧残遗丝状管具四层壁:假复层柱状上皮黏膜、薄结缔组织固有层、减少的平滑肌层和外浆膜;该结构为右Müllerian管残件。结论为右侧生殖道严重退化。

五、讨论总结与研究结论翻译
讨论指出,H. guttatus的功能不对称与海洋Myliobatiformes尤其Dasyatidae已有模式一致,而与淡水Potamotrygonidae的双侧功能明显不同;这说明单侧生殖功能并非所有胎生魟鱼的普遍条件或严格生理要求,而反映海洋与淡水谱系所受的不同演化压力。原文认为,在海洋环境中,解剖不对称可能通过优化体腔空间、减少冗余内脏结构和代谢负担、优化持续游动时的水动力外形而具适应意义。左卵巢含多个同时发育阶段卵泡,提示连续卵泡募集而非单次排卵,有利于稳定繁殖输出并缓冲波动性河口育幼环境。卵巢与epigonal organ、黑色巨噬细胞及红细胞的空间和血管联系,支持板鳃类免疫—生殖轴及局部免疫调节,以容纳反复卵泡成熟和排卵后重塑。高度血管化trophonemata及厚而 organized的肌层支持组织营养型胎生和分娩;卵壳腺分泌小管及挡板区结构保守,其蛋白和黏多糖分泌物可能在早期胚胎建立组织营养转移前形成保护。保护意义上,组织学指标可补充宏观成熟判定,减少“青少年”或过渡个体被误判为成熟及产卵亲体生物量高估,为L50(50%性成熟体长)、种群模型、尺寸选择性捕捞和河口保护区或繁殖季禁渔提供基线;H. guttatus因单侧功能和组织营养的高能量成本,繁殖潜力受限、恢复力低。研究结论翻译:本研究首次对Hypanus guttatus两侧生殖道进行整合形态表征,扩展了当前关于新热带河口板鳃类繁殖生物学的知识,并为未来生态、生理和保护研究建立了解剖学基线。
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