《ANATOMIA HISTOLOGIA EMBRYOLOGIA》:Description of Encephalon Morphology of Nile Tilapia Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) (Perciformes: Cichlidae) From Brazil
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本研究首次对巴西热带地区尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)大脑进行系统解剖学与组织学表征,填补了该重要水产物种神经解剖学空白。文章详细描述了其脑部五大分区(嗅球、端脑、间脑、中脑、菱脑)的宏观结构及显微特征,通过H&E染色与线性回归分析揭示了脑重与体长(R2=0.67)、体重(R2=0.79)的正相关性。研究发现其脑结构与同属物种高度保守,但与鲇形目等远缘类群存在显著差异,为理解鱼类行为演化、繁殖调控及水产养殖优化提供了神经解剖学依据。
引言背景
尼罗罗非鱼作为全球重要水产养殖物种,其脑解剖数据长期缺失。鱼类脑形态多样性极高,与感官功能、行为适应及系统发育密切相关。丽鱼科鱼类作为脊椎动物进化成功类群,是研究社会神经科学的理想模型,但现有脑解剖资料多集中于少数模式物种(如Astatotilapia burtoni、Oreochromis mossambicus),尼罗罗非鱼的完整脑解剖尚未见报道。
材料与方法
研究选取19尾巴西养殖的成年尼罗罗非鱼,通过苯佐卡因麻醉后取脑,采用4%多聚甲醛固定,石蜡包埋后制备0.4μm切片,H&E染色观察。利用立体显微镜(8×-35×)和光学显微镜(100×-400×)进行形态记录,并采用R语言进行脑重与体长、体重的线性回归分析。
结果分析
宏观特征:脑重平均0.06±0.01g,占体重0.7%,与体长(R2=0.67, p<0.0001)、体重(R2=0.79, p<0.0001)显著正相关。脑体略伸长,最宽处位于中脑视顶盖(Tect)区域。
端脑结构:嗅球(OB)位于最前端,具同心层状结构(图4a线状标示)和嗅小球区(图4a星号标示)。端脑分背侧( pallium,含Dd、Dm、Dl、Dc、Dp亚区)和腹侧( subpallium,含Vd、Vv、Vp、Vs亚区)(图4b)。
间脑分区:含丘脑( torus lateralis, TLa;核团nG)、上丘脑(缰核Hb)和下丘脑(下丘脑 inferior lobes, Lih;侧结节核NLT)。下丘脑 inferior lobes 为成对圆柱形结构,占据间脑最大体积(图2b, 5c)。
中脑组织:视顶盖(Tect)为发达的双瓣结构,分层包括外颗粒细胞层(图5c虚线区)和脑室周灰质(PGZ)。纵束(TL)和半环束(TS)构成小脑与视顶盖的视觉功能连接。
菱脑构成:小脑复合体含小脑体(CCe,分分子层CCe mol和颗粒层CCe gra)、小脑瓣(Val)及前庭外侧叶( eminentia granularis, Eg)(图6b)。小脑体呈球形,位于延髓背侧。
讨论与比较
研究显示尼罗罗非鱼脑结构与同属莫桑比克罗非鱼高度相似,但与鲇形目(嗅球、视顶盖退化)和电鳗目(小脑特化)存在明显差异。嗅球大小与嗅觉能力相关,受食性(食鱼性物种嗅球更大)和生境(水深、浊度影响视觉脑区发育)调控。端脑分区与四足动物同源,但亚区命名存在学界差异。视顶盖发达反映其视觉主导特性,小脑发育与运动协调能力相关,捕食性物种常具更大视顶盖和小脑。
结论与意义
本研究首次提供尼罗罗非鱼脑部完整解剖学基准,为后续繁殖生物学(如下丘脑-垂体轴调控)、行为学(感觉-运动整合)及系统发育研究奠定基础。脑区特征与生态适应关联性可为优化养殖环境(如光照周期、饵料信号感知)提供理论依据。