欧亚绿头鸭(Anas crecca)肺部的形态特征:来自横截面观察、铸型技术、组织学及扫描电子显微镜分析的见解

《Tissue and Cell》:Morphological Characteristics of the Lung in Eurasian Teal ( Anas crecca): Insights from Cross-Sectional, Casting, Histological, and SEM Analyses

【字体: 时间:2026年01月28日 来源:Tissue and Cell 2.7

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  本研究系统分析了欧亚 teal成体肺部的形态结构,通过解剖学技术(包括腐蚀铸造、组织学和扫描电镜)揭示了其独特的支气管系统(含内源性主支气管及不同走向的二级支气管)及呼吸管组织学特征(分为 Paleopulmonic 和 Neopulmonic 区域),为水鸟呼吸系统比较研究提供新数据。

  
阿拉·阿卜杜勒·蒙奈姆(Alaa Abd El Moneam)|阿什拉夫·沙拉比(Ashraf El Sharaby)|阿斯玛·阿布埃尔努尔(Asmaa Aboelnour)|穆罕默德·M.A. 阿布曼杜尔(Mohamed M.A. Abumandour)|艾哈迈德·诺米尔(Ahmed Nomir)
埃及达曼胡尔大学(Damanhour University)兽医学院解剖学与胚胎学系,达曼胡尔22516

摘要

本研究通过解剖技术(包括大体解剖、横截面分析、腐蚀铸型、组织学和扫描电子显微镜(SEM))详细描述了成年欧亚绿翅鸭(Anas crecca)的肺部形态特征。共检查了20个肺部,以确定其位置、结构组织和微细结构。大体解剖显示,这些肺部呈梯形,无肺叶,位于胸腹腔的颅背侧,具有明显的表面和边界,并有七个肋间突起。腐蚀铸型技术揭示了支气管系统的分支模式,突出了肺内主支气管(IPPB)及其二级支气管(包括中腹侧支气管MVSBs和侧背侧支气管LVSBs),这些支气管通过副支气管(PB)相互连接。研究确定了7条侧背侧二级支气管(LDSBs)和4条侧腹侧二级支气管(LVSBs),此外在IPPB的侧壁上还存在后侧支气管(POSBs)。后侧支气管(POSBs)是最短的,而中腹侧二级支气管(MVSBs)最大。扫描电子显微镜观察显示,副支气管呈细长状,具有六边形结构,其开口通向气毛细血管。组织学检查证实,主支气管和二级支气管中存在假复层纤毛上皮,以及分隔副支气管的富含网状纤维的隔膜。研究结果有助于深入理解鸟类的呼吸系统形态,并为水禽物种的比较解剖学和功能研究提供基础数据。

引言

欧亚绿翅鸭(又称普通绿翅鸭或欧亚绿翅鸭)是亚洲和欧洲常见的候鸟,在冬季会迁徙到地中海地区(BirdLife International, 2020)。埃及是该物种的主要迁徙路线,尤其是在地中海沿岸和湖泊周边。作为Anas属的一种鸟类,Anas crecca被列入《非洲-欧亚候鸟协议》(AEWA)的保护范围。该物种在春季和夏季主要以软体动物、蠕虫和昆虫为食;捕食时可能会潜水,但通常通过涉水、倒立或觅食方式获取食物(Madge和Burn, 1988)。冬季时,它们的食物来源转为谷物、草籽和水生植物(如莎草和谷物)。这种鸟类在繁殖季节夜间活动,非繁殖季节则白天活动。
鸟类的呼吸系统负责气体交换、飞行需求、声音产生和体温调节,其独特的气囊系统使空气在肺部单向流动,从而提高气体交换效率,满足高代谢需求(Maina, 2005)。以往的研究主要集中在鱼类(Abumandour, 2019; Abumandour, 2016; Abumandour和El-Bakary, 2017)和哺乳动物(Rosenquist等人, 1973)的呼吸系统细节上。研究人员探讨了脊椎动物呼吸系统、新陈代谢、生活方式和环境之间的关系,以理解鸟类肺部的气体交换机制(Gillooly等人, 2016)。尽管鸟类肺部的气囊数量有限(Kandyel等人, 2022),但这些气囊对气体交换并无直接影响。由于其特殊的肺-气囊系统,鸟类肺部具有较高的氧气提取能力,功能强大,适应活跃的生活方式(Maina, 2006b)。
关于候鸟肺部形态特征的信息相对匮乏(Makanya等人, 2011)。要深入了解鸟类长途飞行的呼吸适应性,还需进一步研究其生理机制。鸟类的呼吸系统使它们能够在高海拔地区呼吸,这得益于其复杂的肺部结构——需要两次吸气循环和两次呼气循环来完成气体交换(Maina, 2003)。这种高效的气体交换对于在低氧环境中生存至关重要(Duncker, 1971)。在各种呼吸器官中,鸟类的肺部通常被认为是最复杂和强大的气体交换器官(King和McLelland, 1984)。Maina(2005)指出,鸟类呼吸系统具有相似的基本结构,但在气囊位置和数量、二级支气管的组织方式以及副支气管的形成等方面存在差异(Makanya和Djonov, 2008)。
已有研究描述了多种鸟类的肺部形态特征,包括北京鸭(Abd El Moneam等人, 2025)、家鸭(Makanya等人, 2014)、麝香鸭(Woodward和Maina, 2005)、安第斯鹅(Maina等人, 2017)、鸵鸟(Maina和Woodward, 2009)、城市鸽子和鹌鹑(Klika等人, 1999)、家鸡(Kandyel等人, 2022)、母鸡(Fujii等人, 1981)以及印度本地鸽子(Deshmukh等人, 2017)。鸟类肺部的气体交换主要发生在古肺区(Paleopulmo)和新肺区(Neopulmo)(Makanya等人, 2014)。鸟类肺部由三组气道组成:肺内主支气管、三组二级支气管和具有气体交换表面的副支气管(Fedde, 1980)。新肺区的副支气管在肺的腹侧三分之一处形成复杂网络,与其他二级支气管相连(Fedde, 1980)。二级支气管的形态和功能对于理解鸟类呼吸生理至关重要,因为它们对有效的气体交换和空气传输起着关键作用。家鸭的肺部有四种类型的二级支气管:中腹侧支气管、侧背侧支气管、后侧支气管和侧腹侧支气管(Makanya等人, 2014)。
鉴于欧亚绿翅鸭(Anas crecca)独特的肺部形态,目前对其支气管和副支气管系统的了解还不够全面。为了更好地理解这种候鸟的迁徙行为,本研究采用大体解剖、横截面分析、腐蚀解剖、组织学和扫描电子显微镜技术对其肺部进行了详细研究,以揭示它们如何适应埃及的环境,并为家禽养殖者和兽医提供有益的信息,帮助提高鸭群的生产力和健康状况。

实验动物

实验动物

研究选取了20只健康、年龄在8至11个月之间的成年欧亚绿翅鸭,体重在250至350克之间。这些鸭子在埃及卡夫雷尔谢赫省(Kafrelsheikh Governorate)的当地屠宰场被宰杀后立即采集。只有健康的鸭子被纳入研究,经过生理检查确保没有解剖异常。研究遵循了埃及制定的“捕集、采样和生物数据收集方案”指南。

肺部的位置

肺部位于胸腹腔的颅背侧区域,从第一肋间隙延伸至第八肋骨的水平(图2A)。肺部的腹外侧边界由其与两侧肋骨内侧表面的连接清晰界定。这条弯曲的连接线最深处位于第四肋间隙。肺部被胸腔包裹,侧面边界由肋骨构成。

讨论

近年来,研究人员面临的一个挑战是区分不同动物呼吸系统的功能及其与营养习性、生活方式和周围生态环境的关系(Abd El Moneam等人, 2025; Kandyel等人, 2022; Makanya和Djonov, 2009; Makanya等人, 2011; Makanya等人, 2014)。了解动物对环境变化的反应及其对濒危物种的保护计划制定至关重要。

结论

  • 欧亚绿翅鸭具有独特的肺部结构:呈梯形、无肺叶的肺部含有七个肋间突起,肺内支气管系统组织有序。这一结构为小型水禽提供了新的比较解剖学数据。
  • 腐蚀铸型技术揭示了详细的二级支气管系统,包括中腹侧支气管、侧背侧支气管、侧腹侧支气管和后侧支气管,这些支气管在大小和空间分布上存在差异。

伦理批准与参与同意

本研究获得了达曼胡尔大学兽医学院的伦理许可,并得到了该校动物护理和使用委员会(IACUC)的批准(批准代码:DMU/VetMed-2024/015)。同时,该研究也获得了亚历山大大学兽医学院的伦理许可,并得到了该校动物护理和使用委员会(ALEXU-IACUC)的批准。所有实验操作均符合相关指南。

资金

本研究未获得任何组织或机构的资助。

作者贡献声明

阿斯玛·阿布埃尔努尔(Asmaa Aboelnour):撰写初稿、数据可视化、软件使用、资源管理、方法设计、实验设计、概念构思。 阿什拉夫·沙拉比(Ashraf El Sharaby):撰写初稿、项目管理、方法设计、实验设计、数据分析、概念构思。 艾哈迈德·诺米尔(Ahmed Nomir):审稿与编辑、撰写初稿、数据验证、监督工作、软件使用、资源管理、方法设计、实验设计、数据管理、概念构思。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响论文内容的利益冲突。

致谢

作者感谢达曼胡尔大学和亚历山大大学兽医学院在完成本研究中的帮助。

出版同意

不适用。
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