長江口地區(qū)五種腹毛類纖毛蟲的形態(tài)學研究

張子慧 祝曉璇 姜佳枚

(上海海洋大學水產(chǎn)與生命學院, 上海 201306)

纖毛蟲是原生動物中最復雜和最高等的類群,在微食物網(wǎng)及生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動中作用重大[1]。腹毛類纖毛蟲廣泛見于各種生境, 多底棲或是周叢生, 以細菌和藻類為食, 部分種類階段性肉食, 可捕食其他原生生物, 是一大類最為復雜和高等的纖毛蟲[2]。近20年來對于纖毛蟲的研究主要集中于我國北方黃渤海水域[3], 長江口地區(qū)腹毛類纖毛蟲的形態(tài)學報道幾近空白狀態(tài)。本文對采自長江口地區(qū)的5種纖毛蟲開展了活體觀察和現(xiàn)代銀染制片, 提供了詳盡的形態(tài)學描述和顯微圖像資料, 豐富和提高了我國腹毛類纖毛蟲物種多樣性的認識。

1 材料與方法

冠突偽尾柱蟲(Pseudourostyla cristata)于2020年9月23日采自上海市崇明縣橫沙鄉(xiāng)泥灘(溫度20.1℃、pH 7.35、鹽度0.25‰、培養(yǎng)鹽度0.2‰),仁川巴庫蟲(Bakuella incheonensis)和紅色偽角毛蟲(Pseudokeronopsis rubra)于2020年10月23日采自江蘇省啟東市寅陽鎮(zhèn)泥灘(溫度22.6℃、pH 7.93、鹽度10‰、培養(yǎng)鹽度6‰), 三種纖毛蟲均取泥灘表層約10 cm處孔隙水和底質(zhì)。黃色偽角毛蟲(Pseudokeronopsis flava)于2020年9月23日采自上海市崇明縣河道(溫度19.2℃、pH 7.4、鹽度0.4‰、培養(yǎng)鹽度0.2‰), 以采水器取10 L水通過13#和25#的浮游生物網(wǎng)后裝入采樣瓶。希斯多利織毛蟲(Histriculus histrio)于2021年3月8日以載玻片法[1]采自上海海洋大學校內(nèi)河道水深約1 m處, 期間采樣點水溫4.3—9.2℃、pH 8.3—8.78、鹽度0.5‰。底質(zhì)樣品取部分用雙層紗布包裹, 河道樣品直接傾倒或取載玻片放入培養(yǎng)皿后, 加原位水和米粒置于室溫培養(yǎng)。使用Olympus BX53顯微鏡放大100—1000倍進行活體觀察、記錄和拍照, 蛋白銀法染色。分離、培養(yǎng)、活體觀察和染色制片等研究方法及名詞術(shù)語主要參照Corliss[4]、Song等[5]。分類系統(tǒng)參照Lynn[6]。

2 結(jié)果與討論

2.1 仁川巴庫蟲Bakuella (Bakuella) incheonensis Jo, et al., 2015(圖版I-1—7)

尾柱目Urostylida Jankowsk, 1979

巴庫科Bakuelidae Jankowski, 1979

形態(tài)學描述: 活體大小(88—144) μm×(30—65) μm(圖版I-1), 長寬比為3: 1; 蟲體長橢圓形, 兩端鈍圓,后部略窄。蟲體柔軟可彎曲。皮膜堅實, 具有兩種皮層顆粒: 一種近似橢球狀(約0.4 μm×0.7 μm), 黃棕色至黃綠色(圖版I-6, 長箭頭), 腹面沿棘毛基部分布,背面分布呈不規(guī)則縱列(圖版I-4, 5, 短箭頭), 使細胞呈淡淡的半透明黃綠色或灰色; 另一種圓球狀(直徑0.8—1.2 μm), 無色(圖版I-6, 短箭頭), 數(shù)目眾多, 在蟲體背面和腹面密集排布。蟲體腹面沿著中腹棘毛復合體具有縱溝。胞質(zhì)無色, 通常含有許多油球(直徑3—5 μm)和綠色食物泡(直徑9—13 μm)。溫度降低(約5℃)時蟲體形成深灰色圓球形包囊(直徑29—41 μm),表面分布有黃綠色橢球狀皮層顆粒(圖版I—2, 3)。伸縮泡一個, 位于蟲體左緣1/3處。58—81枚橢圓形大核。通常于底質(zhì)上緩慢直向爬行, 遇刺激時則迅速后退、轉(zhuǎn)向, 有時于水體中繞體縱軸旋轉(zhuǎn)游動。

口圍帶為體長的1/4—1/3, 由30—38片小膜組成(圖版I-7)。3根額棘毛, 活體下長16—20 μm; 5或6根額前棘毛。體纖毛較為細弱, 活體下8—10 μm。口側(cè)膜長度約是口內(nèi)膜長度的2/3, 二者在接近口側(cè)膜末端處相交。1根口棘毛靠近口側(cè)膜, 1根擬口棘毛。中腹棘毛延伸至蟲體3/5—4/5處, 中腹棘毛復合體由12—17對中腹棘毛對和1列中腹棘毛列共同組成; 左、右緣棘毛各1列, 分別含32—42根、27—46根棘毛, 左緣棘毛延伸至蟲體末端; 4—6根橫棘毛, 位于蟲體近末端; 1根橫前棘毛(4/15個體缺失)。3列背觸毛縱貫蟲體, 右緣棘毛延伸至蟲體背部, 其前端具有兩對毛基體。

比較與討論: 巴庫蟲屬由Agmaliev等[7]于1976年建立, 海洋巴庫蟲(Bakuella marina)為該屬模式種。1992年Alekperov[8]為其中具兩根額棘毛的種建立偽巴庫蟲屬(Pseudobakuella)。Berger[9]根據(jù)額棘毛的數(shù)量將巴庫蟲屬分為兩個亞屬: 巴庫蟲亞屬Bakuella(Bakuella)和偽巴庫蟲亞屬Bakuella(Pseudobakuella)。前者具有兩根以上額棘毛, 后者具有兩根額棘毛。巴庫蟲屬其余特征為口圍帶連續(xù), 2根或多根額前棘毛, 1或多根口棘毛; 中腹棘毛復合體由中腹棘毛對和一列中腹棘毛共同組成, 左右各一列緣棘毛, 具有橫棘毛, 無尾棘毛[10]。

此種為國內(nèi)新記錄種, 原始種群由Jo等[11]在2015年報道自韓國仁川阿姆多海岸公園的微咸水(鹽度4.1‰)內(nèi)。與原始描述相比本種群個體較大(88—144 μmvs.70—105 μm), 口圍帶小膜數(shù)較多(30—38vs.21—25),額前棘毛較多(5或6vs.3或4)。該種與Chen等[12]于2013年報道的亞熱帶巴庫蟲(Bakuella subtropica)最為相似, 主要區(qū)別為仁川巴庫蟲的伸縮泡位置(近蟲體左緣距體前1/3處vs.近蟲體左緣距體前1/2處), 額前棘毛較少(5或6vs.4—12), 中腹棘毛對較少(12—17vs.9—23)。

2.2 希斯多利織毛蟲Histriculus histrio Corliss,1960(圖版I-8—11)

散毛目 Sporadotrichida Faure-Fremiet, 1961

尖毛科 Oxytrichidae Ehrenberg, 1838

形態(tài)學描述: 活體大小(122—149) μm ×(47—61) μm, 長寬比2∶1—3∶1, 寬厚比約4∶1(圖I-8)。蟲體近似長橢圓形, 前端鈍圓, 后端略窄, 右緣近平直,左緣略外凸, 左右邊緣的中部近乎平行。腹面扁平,背中部微微隆起。皮膜堅硬。蟲體堅實, 不可伸縮或彎折。無皮層顆粒。單一伸縮泡位于蟲體中間近左緣(圖版I-9, 長箭頭), 直徑約13 μm, 收縮周期約為6s。細胞質(zhì)無色, 內(nèi)含有許多球狀顆粒、油球、不規(guī)則晶體、桿狀藻類, 致使蟲體在低倍鏡下呈半透明灰色。蟲體表面有發(fā)達的表膜泡狀結(jié)構(gòu)(圖版I-10, 箭頭), 左緣密集, 右緣稀疏分布。兩枚卵球形大核, 1—3枚小核。通常在底質(zhì)上緩慢爬行或停滯, 遇到刺激時急促爬行。

口圍帶延伸至蟲體約1/2處, 由36—49片小膜組成, 口纖毛最長可達16 μm。3根十分粗壯的額棘毛;4根額腹棘毛呈“v”字形排列, 其中3根呈直線列, 幾乎與波動膜平行(圖版I-11)。口側(cè)膜與口內(nèi)膜長度幾乎相等, 略彎曲, 二者相交于中部, 呈尖毛蟲屬(Oxytricha)模式。一根粗壯的口棘毛, 位于波動膜上方并靠近波動膜前端; 3或4根口后腹棘毛位于胞口后方; 2根橫前腹棘毛位于橫棘毛前方; 左、右緣棘毛各1列, 末端分離不明顯, 分別具21—29、28—39根棘毛; 5根橫棘毛, 明顯前移, 呈“J”字形緊密排列并伸出體外, 活體下長約20 μm。6列縱貫蟲體的背觸毛。

比較與討論: Corliss[13]于1960年建立織毛蟲屬,該屬蟲體僵硬, 波動膜為尖毛蟲屬模式, 左右緣棘毛各一列, 無尾棘毛, 6列背觸毛。

此種為國內(nèi)新記錄種, 在德國、匈牙利均曾多次發(fā)現(xiàn)[14—18], 國內(nèi)外種群纖毛圖式高度一致。 雖然中國種群大小(122—149 μm)和部分國外種群存在差異, 但仍在諸多種群的整合數(shù)據(jù)范圍內(nèi)(86—215 μm)。該種與扁平織毛蟲(Histriculuscomplanatus)在活體特征及纖毛圖式上近乎一致, 最大的差別在于后者體型較小(149 μmvs.80 μm)、活體狀態(tài)下呈明顯橢圓形以及橫棘毛沒有明顯前移[19]。

2.3 紅色偽角毛蟲Pseudokeronopsis rubra(Ehrenberg,1836)Borror & Wicklow, 1983(圖版I-12—15)

尾柱目Urostylida Jankowsk, 1979

偽角毛科Pseudokeronopsidae Borror & Wick-low, 1983

形態(tài)學描述: 活體大小(92—337) μm ×(35—79) μm,長寬比3∶1—4∶1, 寬厚比約3∶2, 個體間大小、體型差異較大(圖版I-14)。蟲體通常為細長的橢圓形,不可伸縮, 在低倍鏡下觀察, 蟲體呈暗紅色。皮膜厚實, 柔軟易彎曲。兩種皮層顆粒(圖版I-13): 一種圓球狀(直徑0.5—1.5 μm), 紅棕色, 腹面沿棘毛基部排列, 背面每6—8個一組, 繞背觸毛呈花團狀, 另有若干散布于皮膜下; 另一種紅細胞狀(直徑約1 μm),無色, 于背腹面均勻密集排布。胞質(zhì)無色, 具若干球形油滴, 較大蟲體的胞質(zhì)中普遍含有1—4個橙紅色食物泡。單一伸縮泡(圖版I-12, 長箭頭)位于蟲體左緣下方3/4處。大核約150枚, 散亂分布在胞質(zhì)中。運動方式為附底質(zhì)緩慢爬行。

口圍帶延伸至蟲體4/1—1/3處, 由45—67片小膜組成, 口纖毛最長可達17 μm(圖版I-15)。額棘毛呈雙冠狀排布, 前列具有7—9根棘毛, 后列具有6—9根棘毛; 2根額前棘毛?？趥?cè)膜較短, 約為口內(nèi)膜長度的1/2; 二者平直。通常1根口棘毛, 位于口側(cè)膜中部附近; 中腹棘毛復合體由23—46對鋸齒狀排布的棘毛組成, 起始于口側(cè)膜中部; 左、右緣棘毛各1列, 分別具43—81、40—79根棘毛; 6—11根橫棘毛。橫棘毛長約12 μm, 其他棘毛長約8 μm。背面4列背觸毛, 縱貫蟲體。

比較與討論: 該種最早由Ehrenberg[20]于1836年發(fā)現(xiàn), 命名為Oxytricha rubra。1983年Borror等[21]以該種作為模式種建立偽角毛蟲屬, 并將其更名為P.rubra。該屬種類普遍具有顏色鮮艷的皮層顆粒,種間伸縮泡位置差別很大, 是重要的定種依據(jù)?？趪鷰нB續(xù), 額棘毛雙冠狀排布, 不少于2根額前棘毛,口棘毛存在; 中腹棘毛復合體由中腹棘毛對組成,左右緣棘毛各一列, 具有橫棘毛; 不少于3列背觸毛, 無尾棘毛; 許多大核。本種群與Hu等[22]所報道的青島種群相比, 個體大小波動范圍較大(92—337 μmvs.160—200 μm), 可能因?qū)嶒炇遗囵B(yǎng)時間過長, 個體大小的分化嚴重; 與Li等[23]于2017年報道的宋氏偽角毛蟲(P.songi)相比, 二者皮層顆粒具有相同的顏色、大小和排布方式, 但二者的伸縮泡位置不同(蟲體左緣vs.蟲體右緣), 橫棘毛數(shù)目(6—11vs.2—4)和背觸毛列數(shù)(4vs.6)較多。

2.4 黃色偽角毛蟲Pseudokeronopsis flava (Cohn,1866) Wirnsberger, Larsen & Uhlig, 1987(圖版Ⅱ-1—10)

尾柱目Urostylida Jankowsk, 1979

偽角毛科Pseudokeronopsidae Borror & Wicklow, 1983

形態(tài)學描述: 活體大小(175—215) μm×(25—40) μm, 長寬比5∶1—6∶1, 寬厚比約3∶2(圖版Ⅱ-1,3—5)。蟲體通常為細長的橢圓形至長帶狀, 后端略窄; 背腹不平, 略微隆起; 柔軟、易彎曲, 不可伸縮。低倍鏡下蟲體呈黃棕色。皮膜單薄, 兩種皮層顆粒: 一種圓球狀(直徑0.4—10.9 μm), 橘黃色, 腹面沿棘毛基部呈短列狀排布成一列(圖版Ⅱ-6、7長箭頭), 共3列, 背面繞背觸毛呈花團狀排布; 另一種紅細胞狀(直徑0.9—1.8 μm), 無色, 于背腹面均勻密集排布(圖版Ⅱ-6、7短箭頭)。胞質(zhì)無色, 具若干大小不一的食物泡和油球(圖版Ⅱ-2)。單一伸縮泡位于蟲體左緣體后3/4—4/5處, 收縮周期約30s。橢球形大核, 約100枚, 散布在胞質(zhì)中。運動方式為附底質(zhì)緩慢爬行, 后退時身體微微收縮并扭曲以改變運動方向。

口圍帶延伸至蟲體1/5—1/4處, 由45—62片小膜組成, 口纖毛最長可達18 μm(圖版Ⅱ-10)。9—17根額棘毛雙冠狀排布(圖版Ⅱ-8), 前、后列各含4—8、5—9根棘毛, 長約9 μm; 2或3根額前棘毛(圖版Ⅱ-9, 圈)?？趥?cè)膜與口內(nèi)膜幾乎等長, 相交于1/4處?？诩?根, 靠近波動膜前1/4處。中腹棘毛復合體由23—36中腹棘毛對組成, 延伸至體后約4/5處; 左、右緣棘毛各1列, 分別具43—61、40—59根棘毛; 3根橫棘毛, 長約15 μm, 活體下明顯伸出蟲體后緣。3列背觸毛, 縱貫蟲體。

比較與討論: 此種群與Song等[24]報道的湛江種群相比, 額棘毛數(shù)目較多(9—17vs.8—12), 其余特征基本相符合。該種與Song等[25]2007年報道的淺黃偽角毛蟲(P.flavicans)最為相似, 二者體色、體型近乎相同且皮層顆粒顏色及排布方式基本一致,主要區(qū)別為伸縮泡位置(蟲體體后3/4—4/5處vs.蟲體體前1/3—2/5處)以及背觸毛列數(shù)(3vs.4或5)。

2.5 冠突偽尾柱蟲 Pseudourostyla cristata (Jerka-Dziadosz, 1964) Borror, 1972(圖版Ⅱ-11—17)

尾柱目Urostylida Jankowsk, 1979

偽尾柱科 Pseudourostylidae Jankowski, 1979

形態(tài)學描述: 活體大小(166—340) μm ×(32—83) μm, 長寬比為4∶1—5∶1, 寬厚比約為2∶1, 個體間體型差異較大(圖版Ⅱ-11, 12)。蟲體長橢圓形, 兩端鈍圓。蟲體靈活, 可收縮、易彎曲; 皮膜柔軟, 存在皮層顆粒(圖版Ⅱ-13, 長箭頭), 圓球狀, 無色, 直徑(0.4—1.6 μm), 在背腹面散亂排布, 前后端較密集。未激發(fā)的射出體(圖版Ⅱ-13, 短箭頭)密集排布于皮膜下方。胞質(zhì)無色, 內(nèi)含眾多食物泡、油球等內(nèi)質(zhì)顆粒, 導致蟲體呈灰黑色。單一伸縮泡(圖版Ⅱ-12, 短箭頭)位于蟲體左緣前方約2/5處, 直徑約24 μm。橢球狀大核, 39—63個, 散亂分布在胞質(zhì)中。蟲體通常在底質(zhì)上爬行, 前進時較為緩慢, 遇到刺激時迅速后退、調(diào)轉(zhuǎn)方向。

口圍帶延伸至蟲體約2/5處, 由83—94片小膜組成(圖版Ⅱ-17)。額棘毛雙冠狀排布(圖版Ⅱ-15), 前列具有11—13根棘毛, 后列具有9—11根棘毛; 2或3根額前棘毛?？趥?cè)膜較口內(nèi)膜短, 二者相交于口側(cè)膜后2/3處。1根口棘毛, 靠近口側(cè)膜1/2處;中腹棘毛復合體由16—25中腹棘毛對組成; 4—5列右緣棘毛; 4—6列左緣棘毛; 7—9根橫棘毛呈“J”字形排列(圖版Ⅱ-16), 位于距體后緣1/6處。8列觸毛,縱貫蟲體背部(圖版Ⅱ-14)。

圖版 Ⅱ 黃色偽角毛蟲(1—10)和冠突偽尾柱蟲(11—17)的活體(1—7, 11—14)及蛋白銀染色后(8—10, 15—17)的顯微照片Plate Ⅱ Morphology and infraciliature of Pseudokeronopsis flava (1—10) and Pseudourostyla cristata (11—17) in vivo (1—7, 11—14)and after protargol staining (8—10, 15—17)

圖版 Ⅰ 仁川巴庫蟲(1—7)、希斯多利織毛蟲(8—11)和紅色偽角毛蟲(12—15)的活體(1—6, 8—10, 12—14)及蛋白銀染色后(7, 11,15)的顯微照片Plate Ⅰ Morphology and infraciliature of Bakuella incheonensis (1—7), Histriculus histrio (8—11) and Pseudokeronopsis rubra (12—15)in vivo (1—6, 8—10, 12—14) and after protargol staining (7, 11, 15)

比較與討論: Borror[26]于1972年建立偽尾柱蟲屬, 指定冠突偽尾柱蟲為模式種。該屬的基本特征包括: 口圍帶連續(xù), 額棘毛呈雙冠狀排布, 具額前棘毛、口棘毛, 中腹棘毛復合體僅有中腹棘毛對, 具有多列左右緣棘毛, 存在橫棘毛、橫前棘毛, 無尾棘毛。

與1996年Oberschmidleitner等[27]報道的奧地利種群相比, 該種群體型較小(166—340 μmvs.220—450 μm)、大核數(shù)較多(39—63vs.27—55)、小核數(shù)波動范圍較大(2—8vs.3—7), 其余特征吻合良好。與Chen等[28]報道的日本種群相比, 本長江口種群大核較多(39—63vs.15—36), 活體形態(tài)、伸縮泡位置、纖毛的排布模式及數(shù)量等特征吻合良好。該種與貴州偽尾柱蟲(P.guizhouensis)[29]具有相似的體型、體色和伸縮泡位置等, 但后者右緣棘毛列較少(4或5vs.2)。