利用形态学和形态度量分析探讨不同种类的蜘蛛毒腺

利用形态学和形态度量分析探讨不同种类的蜘蛛毒腺

在现有的蜘蛛中，除了结壳蜘蛛和蜘蛛科uloboridae外，所有蜘蛛都有一个对毒腺。毒腺能分泌毒液,有些毒液毒性很强,甚至有的毒蛛如红斑寇蛛(俗称黑寡妇,Latrodectusmactans)、穴居狼蛛Lycosasingoriensis等叮螯人、畜后,可造成伤亡。所以,研究蜘蛛毒腺形态、毒素成分及其功能有重要的应用价值。目前国内、外在对蜘蛛毒腺的毒素成分及其功能的研究方面进展迅速,然而这两个方面的研究都必须首先了解其毒腺的形态特征及其位置,以便准确、快速、高效地获取蜘蛛的毒腺,从而减少不必要的失误,甚至造成材料的丢失。而本文的研究不仅可以达到这一目的,并且在生产实践中可为研究和开发应用蜘蛛的毒素和防治因毒蛛的叮咬造成的人畜伤亡提供科学依据。我国对蜘蛛方面的研究在世界上处于领先地位(包括蜘蛛分类),但在其分类学中仅对与蜘蛛分类特征密切相关的某些器官(如生殖器、感觉器等)在进行形态解剖时作了准确和详尽的描述,并绘制了精确的形态特征和位置图,然而在蜘蛛毒腺方面(包括其形态特征)只作了表层研究,因而本文的研究亦可在学术上开拓蛛形学研究内容。1材料、机器和方法1.1钢绞线的出现第一组游猎型蜘蛛:2002.9中旬从湖南师大生科院的一间阴暗封闭式的带有空调的平房中同时捕捉到4只大小不同的近交系♀活体白额巨蟹蛛Heteropodavenatoria的成蛛。第二组结网型蜘蛛:2002.9下旬从岳麓山的东、西2个方向4个坡段的4间茅房中分别捕捉到4只大小不同的♀活体大腹园蛛Araneusventricosus的成蛛。第三组穴居型蜘蛛:2002.10上旬和中旬在湖南师大生科院的一间带有空调的平房中各取4只大小不同的♂穴居狼蛛Lycosasingoriensis、虎纹捕鸟蛛Selenocosmiahuwena的成蛛。它们都是2002.3上旬从广西北海购买来之后进行隔离饲养的穴居狼蛛Lycosasingoriensis和虎纹捕鸟蛛Selenocosmiahuwena的成蛛。1.2illuntor、北京泰克带典型培养液体视显微镜(XTS20、北京泰克)冷光源(FIBEROPTICALILLUMNATOR、北京泰克)带刻度的培养皿万分之一天平(FA1004、上海)镊子眼科解剖剪游标卡尺(长沙)1.3方法1.3.1带毒腺的大力开颅下分离取活体蜘蛛,解剖之前去其附肢(除螯肢外)。对体壁角质化程度较高的蜘蛛先剖开其螯肢并确定毒腺管的位置,然后从背面剖开并剪开其头胸甲,最后根据毒腺管的位置找到毒腺并小心将其取出;对体壁柔软的蜘蛛可先从背面剖开并剪开其头胸甲,然后用镊子夹着螯肢将毒腺从头胸部取出。然后进行毒腺的形态描述。1.3.2个体蛛体黄u、宽度和毒腺解剖之前先用万分之一天平称出蜘蛛的体重,对大型个体蜘蛛用游标卡尺分别量出其头胸部和腹部长、宽,而对小型个体蜘蛛则在带刻度的培养皿中量出其头胸部和腹部长、宽,取出毒腺时随即测量出其长和宽,并称重。1.3.3内i的[ni][1辅助i][ni][1.2i][2e][2e][2e][1.2ir=n∑i=1xiyi-n∑i=1xin∑i=1yin√[n∑i=1x2i-[n∑i=1xi]2n][n∑i=1y2i-[n∑i=1yi]2n]2结果2.1形态大小的蛛网毒腺形态根据对几个常见科的代表种蜘蛛毒腺所进行的解剖、观察和测量,结果表明:蜘蛛毒腺的位置和形态与蜘蛛的进化、生活方式和蛛体的形态体积均有一定关系,即低等及地下穴居种类(如虎纹捕鸟蛛毒腺的最粗端在螯爪的基部,然后逐渐细长,最细端位于螯基的前端)的蜘蛛毒腺多前位(型)于螯基内;其余大部分种类的毒腺则向头胸部延伸,多后位(型)于头胸部前段内,大致覆盖在神经团之上,且左右两两相对的毒腺趋向蛛体的纵中轴。而且体积较小的跳蛛、肖蛸、管巢蛛等的毒腺也较小。与此相反,诸如狼蛛、园蛛、巨蟹蛛、捕鸟蛛等体型较大的蜘蛛毒腺较前者发达得多。毒腺一般呈圆筒状,但有的两端尖细或钝长,如穴居狼蛛;有的呈肾形,短囊状,毒腺管端突然变细,游离端钝圆,如白额巨蟹蛛;还有的呈辣椒状或茄状,毒腺管端粗短,游离端逐渐细长,如大腹园蛛、虎纹捕鸟蛛和肖蛸。毒腺的腺壁由一层细胞构成,周围包被着螺旋状的肌肉层,毒腺前方有导管,在螯爪的末端1-2mm处开口。2.2大腹园蛛、穴居狼蛛、虎纹捕鸟蛛毒腺重量的相关性分析通过对大腹园蛛、白额巨蟹蛛、穴居狼蛛、虎纹捕鸟蛛成体的解剖,准确地测出了每一个体的体重以及对应的毒腺的重量,并用rA1、rB1、rC1、rD1分别表示大腹园蛛、白额巨蟹蛛、穴居狼蛛、虎纹捕鸟蛛的体重与其毒腺重量之间的相关系数,根据一元线性回归分析和相关性分析的统计学原理可获得与相关回归分析有关的统计学数据(见表1)回归分析的结果表明,上述几种蜘蛛在性别相同、生境一致、个体大小不同时,无论是否为近交系其成体的毒腺重量与其体重之间呈正相关,相关极显著,仅少数相关性不强。2.3数据的相关分析测出大腹园蛛、白额巨蟹蛛、穴居狼蛛、虎纹捕鸟蛛的体长、头胸长、腹长,然后在解剖的基础上测出其对应的毒腺长度。用rA2、rB2、rC2、rD2分别表示大腹园蛛、白额巨蟹蛛、穴居狼蛛、虎纹捕鸟蛛的毒腺长度与其头胸长之间的相关系数,同样可获得与相关回归分析有关的统计学数据,见表2。由表2中的资料可以得出如下结论:(1)性别相同、生境一致的供试蜘蛛,不管是近交系还是非近交系其成体的毒腺长度与其个体体长和腹长间都不具有相关性,而与其头胸长具有相关性。(2)供试蜘蛛在性别相同、生境一致、个体大小不同时,无论是否为近交系其成体的毒腺长度与其头胸长之间为正相关,显著性检验的结果与前者相似,即相关极显著。2.4统计学分析测出大腹园蛛、白额巨蟹蛛、穴居狼蛛、虎纹捕鸟蛛每一个体的头胸宽和腹宽,然后在解剖的基础上测出其对应的毒腺宽度。用rA3、rB3、rc3、rD3分别表示大腹园蛛、白额巨蟹蛛、穴居狼蛛、虎纹捕鸟蛛毒腺的宽度与其头胸宽之间的相关系数,可获得与相关回归分析有关的统计学数据,见表3。由表3中的统计学数据可见:(1)几种蜘蛛在性别相同、生境一致、个体大小不同时,无论近交与否其成体的蜘蛛毒腺的宽度与其腹宽无相关性,而与其头胸宽具有相关性。(2)供试蜘蛛在性别相同、生境一致、个体大小不同时,无论是否为近交系其成体的毒腺宽度与其头胸宽之间为负相关,即多数相关极显著,有的相关性显著。3实验结果的应用需要操作通过对以上几组不同生态型和进化地位不同的常见蜘蛛其毒腺形态特征的解剖,发现蜘蛛毒腺的形态不一,甚至有的差别很大;其毒腺位置也不一致,低等种类的毒腺完全位于螯基内,而大多数种类蜘蛛的毒腺仅小部分位于螯基内,大部分向后延伸到头胸部内,这在一定的程度上表明了蜘蛛毒腺的位置变化与蜘蛛的进化存在着一定的关系,而与以往的资料所报道的毒腺位于头胸部的结论有所不同。在选取实验材料时,采用室外捕捉和室内饲养相结合的方式,这增强了实验数据和实验结果的代表性及普遍性,因而更切于实际。对于动物的某一器官与身体的其它器官之间的相关性研究见一些报道,但本文研究的独特之处就是在蜘蛛方面对蜘蛛目中几个科的代表种的毒腺形态特征及其位置进行了解剖观察,并对其作了准确、详尽地描述,了解了蜘蛛毒腺的位置和形态与蜘蛛的进化、生活方式和蛛体形态有一定关系,即低等及地下穴居种类(如虎纹捕鸟蛛Selenocosmiahuwena等)的蜘蛛毒腺多前位(型)于螯基内;其余的多后位(型)于头胸部前段内。同时在对几种性别相同、生境一致、大小不同个体的蜘蛛成体其毒腺形态度量参数与其身体某些部位的形态度量参数进行测量与分析基础上,发现几种常见蜘蛛的成蛛在性别相同、生境一致时,不管是近交系还是非近交系其毒腺的重量与其体重之间为正相关,有的相关性极显著,多数相关性不强;毒腺长度与其头胸长之间为正相关,显著性检验的结果与前者相似;但毒腺的宽度与其头胸宽之间