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基于棘的显微结构的海盘车属鉴别研究



全 文 :第34卷 第3期
2015年6月
中 国 海 洋 药 物
CHINESE JOURNAL OF MARINE DRUGS
Vol.34 No.3
June,2015
基于棘的显微结构的海盘车属鉴别研究△

徐思嘉1,肖宁2,曾晓起1*
(1.中国海洋大学,海洋生物多样性与进化研究所,山东 青岛266003;
2.中国科学院海洋研究所,海洋生物分类与系统演化实验室,山东 青岛266071)
摘 要:目的 研究海盘车属的棘的形态学差别。方法 借助显微照相和扫描电镜等新的方法,对中国海域海
盘车属4种海盘车的棘进行研究。结果 记录4种海盘车棘的数量排列和形态,同时对不同部位棘进行拍照
记录,归纳出基于棘显微结构的检索表。结论4种海盘车的棘在不同部位排列数量和形态上存在比较明显
的差异,可以作为鉴别标准。
关键词:形态学;海盘车属;棘;扫描电镜;显微结构
中图分类号:R931   文献标志码:A   文章编号:1002-3461(2015)03-053-06
Identification study of Aasterias based on microstructure of spines
XU Si-jia1,XIAO Ning2,ZENG Xiao-qi 1*
(1.Institute of Evolution and Marine Biodiversity,Ocean University of China,Qingdao266003,China;
2.Department of Marine Organism Taxonomy &Phylogeny,Institute of Oceanology,
Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266071,China)
Abstract:Objective To study the morphological differences of spines of Asterias.Methods The study of
spine was carried out via new methods such as microphotography and SEM.Results The number,ar-
rangement and shape of spines from 4species were recorded.Spines in different locations were taken
photos.A key to distinguish these species was also provided.Conclusion There were significant differ-
ences in number,arrangement and shape of spines among different species,thus could be used to identi-
fy Asterias.
Key words:morphology;Asterias;spines;SEM;microstructure
  海盘车属(Asterias)隶属于棘皮动物门(Echi-
nodermata)海星纲(Aasteroidea)钳棘目(Forcipu-
latida)海盘车科(Asteridae)。该属在中国海域共
有4个种,分别为:粗钝海盘车(Asterias argonau-
ta)、多棘海盘车(Asterias amurensis)、罗氏海盘
车(Asterias rollestoni)和异色海盘车(Asterias
versicolor)[1]。海盘车因其含有海星皂苷和多羟
基甾醇等具备一定的药用价值[2],目前研究表明
罗氏海盘车具有抗休克、抗溃疡[3]等功效,多棘海
盘车在抗血栓形成[4]以及抗心律失常[5]等方面表
现出一定作用。由于不同的海盘车物种具有不同
的药用功效[6],因而在研究前期展开的分类鉴定
显得相当重要。目前对于中国海域海盘车形态学
研究主要借助文字记录和传统的绘图方法[7],尚
无可供参考的检索表,并且由于该属的物种在外
形上相似度比较大,在实际物种鉴别中仍然存在
一定困难,因而需要一些新的方法能够更加清楚
地体现海盘车属各物种之间在细节方面的形态学
* △基金项目:中央高校基本科研业务费专项(201262037)资助
 作者简介:徐思嘉(1989-),女,硕士研究生,研究方向为棘皮动物分类学。
*通讯作者:曾晓起,男,教授。Tel:0532-82031658.E-mail:zengxq@ouc.edu.cn
  收稿日期:2014-12-16
DOI:10.13400/j.cnki.cjmd.2015.03.008
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差别。目前显微拍照技术在砂海星[8]、角海星和
棘海星[9]的分类学研究中已有应用,主要是通过
对于其棘和骨板等进行记录。而扫描电子显微镜
成像呈现三维形态,较其他显微镜对于细微结构
能够获得更多信息[10]。本实验采用显微照相技术
和扫描电子显微镜对于中国海域海盘车属4个种
展开研究,并对不同部位棘进行拍照记录,以期进
一步补充形态学研究资料,方便进行鉴别。
1 材料与方法
1.1 材料
来自中国科学院海洋研究所海洋生物标本馆
200余号海盘车标本,主要来自以下综合调查:金
星号渤海、北黄海海洋考察(1957-1958)全国海
洋普查(1958-1960)、东海大陆架综合考察等。
1.2 方法
1.2.1 显微照相方法
选取具有代表性特征的物种,蒸馏水清洗后
晾干,置于显微镜下进行观察和拍照(Zeiss Axios-
kop 2Plus,和电脑相连)。
1.2.2 扫描电镜方法
选取典型的标本,将其不同部位的棘切割下
来并置于10%的次氯酸钠溶液中处理约3min,尽
量除去表面皮肉组织,后在蒸馏水中漂洗除去次
氯酸钠,在空气中干燥的棘表面喷金,然后通过扫
描电子显微镜(型号:H-3400N)进行观测拍照。
2 结果
2.1 4种海盘车背棘的显微结构
粗钝海盘车的背棘形态多样化(见图1),主要
为以下3种:1.圆柱形,基部矮壮粗钝,末端稍扁
平截断,具有不明显的浅沟槽或者较明显的深沟
槽(见图1,B,C);2.圆柱形,矮壮中空的“火山形”
背棘(见图1,A,D)。此种背棘只在该种上有发
现,可以成为1个明显特征属性;3.矮壮圆柱形,
末端分裂成为“Y”型的3部分(见图1E,F)。其中
后2种未见文献记载,但可作为该种的明显特征。
图1 粗钝海盘车背棘
Fig.1 Aboral spines of A.argonauta
(A-B.光学显微镜下的背棘,比例尺=1mm  Aboral spines under OM,scale=1mm
C-F.扫描电子显微镜下的背棘,C,E比例尺=1mm;D,F比例尺=500um
Aboral spines under SEM,C,E scale=1mm;D,F scale=500um)
3期 徐思嘉,等:基于棘的显微结构的海盘车属鉴别研究 55 
  多棘海盘车背棘大多为圆柱形,末端扁平截 断,具有明显的小刺,沟槽无或不明显(见图2)。
图2 多棘海盘车背棘
Fig.2 Aboral spines of A.amurensis
(A,C.光学显微镜下的背棘,比例尺=1mm  Aboral spines under OM,scale=1mm
B,D.扫描电子显微镜下的背棘,比例尺=1mm Aboral spines under SEM,scale=1mm)
  罗氏海盘车背棘通常短小,粗短末端扁平扩
大或者稍细长具有扁平略截断的末端,末端沟槽
不明显,小刺不明显(见图3A,B,C,D)。
异色海盘车背棘较长较宽扁,末端扩大扁平
截断,凹槽不明显或无,具有小刺(见图3E,F)。
图3 罗氏海盘车和异色海盘车背棘
Fig.3 Aboral spines of A.rollestoni and A.versicolor
A,C.光学显微镜下的罗氏海盘车背棘,Aboral spines of A.rollestoni under OM,scale=1mm
B,D.扫描电子显微镜下的罗氏海盘车背棘,Aboral spines of A.rollestoni under SEM,scale=1mm
E.光学显微镜下的异色海盘车背棘,Aboral spines of A.versicolor under OM,scale=1mm
F.扫描电子显微镜下的异色海盘车背棘,Aboral spines of A.versicolor under SEM,scale=1mm
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2.2 4种海盘车上缘棘的显微结构
粗钝海盘车上缘棘通常2~3枚1组,末端扁
平,具有小刺和明显的纵沟槽(见图4A,B)。
多棘海盘车上缘棘数量较多,2~5枚1组,通
常为4枚以上,最多可以到达7枚;末端扁平截断
具有小刺(见图4C,D)。
罗氏海盘车上缘棘1~3枚1组,末端圆钝或
稍扁平,沟槽不明显,末端具有细小的小刺(见图
4E,F)。
异色海盘车上缘棘通常1枚,排列整齐,在
一些较大个体的腕中部可能出现2~3枚1组;
棘末端扁平截断且明显变宽,无小刺无沟槽(见
图4G,H)。
图4 4种海盘车上缘棘
Fig.4 Superomarginal spines of 4species of Asterias
(A.光学显微镜下的粗钝海盘车上缘棘,Superomarginal spines of A.argonautaunder OM,scale=1mm;
B.扫描电子显微镜下的粗钝海盘车上缘棘,Superomarginal spines of A.argonautaunder SEM,scale=1mm;
C.光学显微镜下的多棘海盘车上缘棘,Superomarginal spines of A.amurensis under OM,scale=1mm;
D.扫描电子显微镜下的多棘海盘车上缘棘,Superomarginal spines of A.amurensis under SEM,scale=1mm;
E.光学显微镜下的罗氏海盘车上缘棘,Superomarginal spines of A.rollestoni under OM,scale=1mm;
F.扫描电子显微镜下的罗氏海盘车上缘棘,Superomarginal spines of A.rollestoni under SEM,scale=1mm;
G.光学显微镜下的异色海盘车上缘棘,比例尺=1mm,Superomarginal spines of A.versicolor under OM,scale=1mm;
H.扫描电子显微镜下的异色海盘车上缘棘,比例尺=1mm,Superomarginal spines of A.versicolor under SEM,scale=1mm).
2.3 4种海盘车下缘棘的显微结构
粗钝海盘车下缘棘1~2枚1组,末端截断,
具有明显的纵向沟槽(见图5A,B)。
多棘海盘车下缘棘1~3枚1组,最多5枚1
组,较尖细,末端具不明显凹槽(见图5C,D)。
罗氏海盘车下缘棘1~2枚1组,末端圆钝或
稍截断,无明显沟槽(见图5E,F)。
异色海盘车下缘棘1~2枚,末端扁平,无小
刺无沟槽(见图5G,H)。
2.4 3种海盘车侧步带棘的显微结构
粗钝海盘车侧步带棘较粗,末端圆钝无小刺,
顶部具有纵沟槽(见图6A,B)。
多棘海盘车侧步带棘细长,末端无小刺无沟
槽(见图6C,D)。
罗氏海盘车侧步带棘细长,末端尖细无沟槽
(见图6E,F)。
3期 徐思嘉,等:基于棘的显微结构的海盘车属鉴别研究 57 
图5 4种海盘车下缘棘
Fig.5 Inferomarginal spines of 4species of Asterias
(A.光学显微镜下的粗钝海盘车下缘棘,Inferomarginal spines of A.argonauta under OM,scale=2mm;
B .扫描电子显微镜下的粗钝海盘车下缘棘,Inferomarginal spines of A.argonauta under SEM,scale=2mm;
C.光学显微镜下的多棘海盘车下缘棘,Inferomarginal spines of A.amurensis under OM,scale=1mm;
D .扫描电子显微镜下的多棘海盘车下缘棘,Inferomarginal spines of A.amurensis under SEM,scale=1mm;
E.光学显微镜下的罗氏海盘车下缘棘,Inferomarginal spines of A.rollestoni under OM,scale=1mm;
F .扫描电子显微镜下的罗氏海盘车下缘棘,Inferomarginal spines of A.rollestoni under SEM,scale=1mm;
G.光学显微镜下的异色海盘车下缘棘,Inferomarginal l spines of A.versicolor under OM,scale=1mm;
H .扫描电子显微镜下的异色海盘车下缘棘,Inferomarginal spines of A.versicolor under SEM,scale=1mm).
图6 3种海盘车侧步带棘
Fig.6 Adambulacral spines of 3species of Asterias
(A.光学显微镜下的粗钝海盘车侧步带棘,Adambulacral spines of A.argonautaunder OM,scale=1mm;
B.扫描电子显微镜下的粗钝海盘车下缘棘,Adambulacral spines of A.argonautaunder SEM,scale=2mm;
C.光学显微镜下的多棘海盘车侧步带棘,Adambulacral spines of A.amurensis under OM,scale=1mm;
D.扫描电子显微镜下的多棘海盘车下缘棘,Adambulacral spines of A.amurensis under SEM,scale=2mm;
E.光学显微镜下的罗氏海盘车侧步带棘,Adambulacral spines of A.rollestoni under OM,scale=1mm;
F.扫描电子显微镜下的罗氏海盘车下缘棘,Adambulacral spines of A.rollestoni under SEM,scale=1mm).
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3 结果与讨论
传统的海盘车形态分类学研究主要通过观察
骨板的形态排列[11]以及记录叉棘、皮鳃等的形态
数量[12]。但由于骨板通常为表皮包被,观察较为
困难;叉棘、皮鳃个体小,在干标本制作过程中极
易脱落。而棘数量多且较难脱落,因此可以作为1
个稳定的鉴定标准。
过去文献中有部分对于棘的绘图,Rho给出
异色海盘车下缘棘和侧步带棘的绘图[13],但没有
每种棘的细节描绘;Djakonov对于这4种各种棘
有详细绘图[14],但仍缺乏棘的整体排列和数量的
图示。
实验中通过显微结构观察可以发现4种海盘
车在不同部位排列数量和形态上存在比较明显的
差异,可以作为鉴别标准。根据实验观察结果本
文提出1个基于棘显微结构的中国海域海盘车属
4个种的检索表:
① 上缘棘数2~5枚一组,通常为4枚以上,最多
可以到达7枚;下缘棘1~3个,最多可达5个
……………………………………………多棘海盘
车A.amurensis上缘棘数通常为1~3个,偶有4
个;下缘棘数通常为1或2个………………2
② 上缘棘近腕基部通常为1个且排列整齐,较大
个体腕中部和末端的上缘棘数可以达到2~3个
…………………………………………异色海盘车
A.versicolor上缘棘近腕基部通常不为1,排列不
整齐………………………………………3
③ 背棘通常较为粗钝,具有明显的纵沟槽;上缘
棘、下缘棘和侧步带棘较为粗壮,且具明显的沟槽
……………………………………粗钝海盘车A.
argonauta背棘较为短小,末端圆钝,密生小刺,沟
槽不明显;上缘棘、下缘棘和侧步带棘较为尖细,
沟槽无或不明显………………………罗氏海盘车
A.rollestoni
在本实验中发现粗钝海盘车具有火山状和末
端三裂状背棘,这2种背棘未见记载,但由于其特
殊性,可以作为鉴定粗钝海盘车的重要依据。
同过去传统绘图相比,显微照相技术节省大
量时间,对实验人员的绘画水平没有要求,上手简
单。在标本视检时通过实物照片为参照进行对
比,鉴定更加直观。但同样显微照相技术存在一
定局限性,首先,在拍照中由于光线不足或者过量
等问题都可能产生一定色差;其次,如果拍照对象
存在一定的景深就会产生部分模糊的现象;再次,
在利用次氯酸钠处理棘的时间较难把握,尤其是
干燥标本的棘较脆弱,在切割中容易发生破损,经
次氯酸钠处理时也经常在外面表皮溶去之前就已
经破碎,因而拍照结果可能并不理想,需要寻找1
种更为有效的方法对这类棘进行处理;最后,显微
照相,尤其是扫描电子显微镜拍照,需要比较昂贵
的设备和耗材,目前应用范围并不广泛,但可以作
为基础研究的一部分。
参考文献
[1] Baranova Z I,Wu B L.On the seastar fauna of the Yelow
Sea[J].Stud Mar Sin,1962,8(1):109-118.
[2] 曹琴.海盘车的药用价值和营养价值研究[J].中外医疗,
2008,27(9):71.
[3] 卞如濂.我国海洋药物药理和临床研究概况[J].中成药研
究,1983,12:38-40.
[4] 许东晖,许实波.海星甾醇对血小板聚集的药理研究[J].中
药材,2000,23(10):627-630.
[5] 许东晖,朱良,梅雪婷,等.海星甾醇抗实验性心律失常作用
[J].药学学报,2004,39(7):504-508.
[6] 管华诗,王曙光.中华海洋本草3[M].上海:上海科学技术
出版社,2009:616-625.
[7] 张凤瀛,廖玉麟,吴宝铃,等.中国动物图谱:棘皮动物[M].
北京:科学出版社,1964:69-70.
[8] 刘伟.中国海砂海星科 (棘皮动物门:海星纲)系统分类学
研究[D].青岛:中国科学院研究生院 (海洋研究所),2006.
[9] 肖宁.中国海域角海星科和棘海星科分类及地理分布特点
[D].青岛:中国科学院研究生院 (海洋研究所),2012.
[10] 张庆军.扫描电子显微镜的应用[J].河北理工学院学报,
1998,3:55-61.
[11] Fisher W K.A preliminary synopsis of the Asteridae,a
family of sea-stars[M].London:Annals and Magazine of
Natural History,1923:595-607.
[12] Clark A M,Downey M E.Starfishes of the Atlantic[M].
London:Chapman & Hal,1992:413-423.
[13] Shin S,Rho B J.Ilustrated encyclopedia of fauna and flora
of the Korea.Vol.36.Echinodermata[M].Seoul:Minis-
try of Education,1996:273-293.
[14] D'iakonov A M.Sea stars(asteroids)of the USSR seas
[M].Jerusalem:Israel Program for Scientific Transla-
tions,1968.