voksne finskeletter

først undersøgte vi brystskeletmønsteret hos voksne fisk. Brystbæltet forbinder brystfinnerne med det aksiale skelet. Den består af den post-temporale (post. t.), supracleithrum (sup. cl.), cleithrum (cl) og coracoid (co) (Fig. 1c). Bæltet understøtter fire proksimale radialer (pr1–pr4) (Fig. 1c). Fjorten distale radialer er placeret distalt til de proksimale radialer (Fig. 1d), og 14 eksoskeletale finstråler er justeret ved den distale del af brystfinnen (pec. fr. 1-14) (Fig. 1c).

cleithrum, hovedelementet i brystbæltet, er en dorsoventralt langstrakt knogle placeret ved bunden af brystfinnen (Fig. 1c). Cleithrum bliver bredere i midten, på hvilket tidspunkt det kaldes cleithrum-pladen (clp i Fig. 1c), som i Ps. barbarus, Pn. schlosseri og Ps. argentilineatus . Den ventrale kant af hver af de bilaterale cleithra er placeret bag Gillen, og deres overflader er imod midtlinjen (Fig. 1e). Den ventrale del af cleithrum støder op til coracoid forbinder til bækkenbenet (pvb i Fig. 1c, e) og bækken kupler (pvd) ved kanten af hver bækkenbens sikring ved midterlinjen (Fig. 1e). Den dorsale del af cleithrum forbinder til det occipitale område via det post-temporale og supracleithrum (Fig. 1f). Coracoid er placeret ventralt til cleithrum-pladen (Fig. 1c) og delvist artikulerer med den fjerde proksimale radiale (pilespidser i Fig. 1g), som i Ps. barbarus .

hver proksimal radial overlapper delvist og ligner en stor enkelt plade (pr1–pr4 i Fig. 1c), men små mellemrum genkendes mellem det andet og det tredje såvel som mellem det tredje og det fjerde, proksimale radialer (pilespidser i Fig. 1c). Den første proksimale radiale (pr1) er en lang, tynd knogle. Den fjerde proksimale radial (pr4) er det korteste element blandt de fire proksimale radialer (Fig. 1c), som rapporteret i Ps. barbarus . De første til ottende finstråler er segmenterede bløde stråler, mens de niende til fjortende finstråler er bifurcated benede stråler (Fig. 1c).

udvikling af brystfinner og andre udviklingsmæssige karakteristika

for at undersøge, hvornår og hvordan brystfinner af mudskipper Ps. modestus bliver langstrakt og stikker ud fra kropsvæggen, vi observerede udviklingsprocessen af brystfinnerne. Selvom Ps. modestus udvikling er blevet beskrevet for embryoner og larver opnået ved kunstig befrugtning , mere detaljerede beskrivelser er nødvendige for nøjagtig forståelse af udviklingsprocessen. Derfor observerede vi også embryonernes udviklingsegenskaber ved ankomsten til laboratoriet, som var på Otic vesikelstadiet (yderligere fil 1: Figur S1A-C), et trin svarende til 39 – Til 46-h postbefrugtning (hpf) trin beskrevet i figur 1L i Kobayashi et al. (1972). Udviklingsstadierne og den forløbne tid for hvert trin er opsummeret i yderligere fil 2: Tabel S1.

embryonale stadier (Fig. 2; Fig. 3)

otisk vesikeltrin (yderligere fil 1: Figur S1A-C; “39-46 hpf-trin, figur 1L i Kobayashi et al., 1972”)

i løbet af dette trin adskilles embryoets hale fra æggeblommen (yderligere fil 1: Figur S1A). De otiske placoder hule og danner de otiske vesikler (ov), og de optiske primordier med linseplacoderne (lp) observeres også (yderligere fil 1: Figur S1B). Der er mesenkymale celler (mc) i den distale ende af halen (yderligere fil 1: Figur S1C). Hjertet (h) er synligt (yderligere fil 1: Figur S1B), men ikke slå.

Hjernevesikelstadium (yderligere fil 1: Figur S1D-F)

hjertet begynder at slå på dette stadium (yderligere fil 1: Figur S1D). Halen forlænges (yderligere fil 1: Figur S1D). Hjernevesiklerne, såsom telencephalon (t) og diencephalon (d) i forhjernen, mellemhjernen (m) og rhombomerer (r) i baghjernen, er synlige (yderligere fil 1: Figur S1E). Ksantoforer vises i hovedet og den kaudale del af bagagerummet (åbne pilespidser i yderligere fil 1: Figur S1E, F). To otolitter (ot) genkendes inden for hver otisk vesikel (yderligere fil 1: Figur S1E’). Melanophorer vises sideværts på bagagerummet og halen (pilespidser i yderligere fil 1: Figur S1F). Anus er dannet i den bageste ende af tarmen (sort pil i yderligere fil 1: Figur S1F).

Hjertekammertrin (yderligere fil 1: Figur S1G-i)

hjerterøret er opdelt i atrium (at) og ventrikel (vt) (yderligere fil 1: Figur S1H). Mesenkymceller i den distale ende af halen er forsvundet på dette trin (yderligere fil 1: Figur S1I). Ksantoforer spredes i hovedet og langs de ventrale og dorsale kanter af stammen (yderligere fil 1: Figur S1G’).

Cirkulationstrin (yderligere fil 1: Figur S1J-K)

blodceller registreres først i dette trin (sorte pilespidser i yderligere fil 1: Figur S1K). Blodet fra hjertet cirkulerer gennem hele kroppen og opsamles via den fælles kardinalven (ccv i yderligere fil 1: Figur S1K).

øjenpigmenteringstrin (Fig. 3a; yderligere fil 1: Figur S1L-M)

på dette stadium kan melanophorer kun mærkes ved den bageste kant af de optiske vesikler (pilespidser i yderligere fil 1: Figur S1M). Nogle ksantoforer ses også i de optiske vesikler (åbne pilespidser i yderligere fil 1: Figur S1M). Tværsnit af et embryo på det formodede finneknoppeniveau viser fortykkelsen af somatopleuren, som består af to eller tre lag mesenkymale celler (Fig. 3a). Den overliggende ektoderm danner den enkeltcellede apikale ektodermale fortykning (Fig. 3a).

udvikling af brystfinnen knop af mudskipper embryoner før udklækningstrinnet. Ventrolateral skrå udsigt over mudskipper-embryoner (a, c, e, g) og sidebillede af brystfinneknopper (b, d, f, h) på lav-pec-scenen (a, b; n = 1), mellem-pec-scenen (c, d; n = 1), høj-pec-scenen (e, f; n = 1) og lang-pec-scenen (g, h; n = 1). Pilespidser i (a) angiver melanoforer. Dorsal visning af brystfinnen knopper på den midterste fin-fold fase (i; n = 1) og lang fin-fold fase (j; n = 1). ved, apikal fortykning; af, apikal finfold; op, optisk vesikel; pec, brystfinne. Vægtstænger, 100 liter i (A, c, e, g); 50 liter i (b, d, f, h, i, j)

lav-pec fase (Fig. 2a, b)

på dette stadium er brystfinnerne spirende på overfladen af æggeblommen (Fig. 2a), og den apikale ektodermale fortykning er til stede ved spidsen af brystfinneknoppen (Fig. 2b). Melanophorer ses nu ved både de forreste og bageste kanter af de optiske vesikler (pilespidser i Fig. 2a).

Hæmatoksylin-eosin farvning af brystfinnen knopper og tidlige larval finner. Tværsnit af brystfinnen knopper og tidlige larvefinner farvet med hæmatoksylin og eosin (A, b, c, e) og forstørrede billeder (d, f) på øjet pigmentering fase (A; n = 1), midterste-pec fase (b; n = 1), lang-pec fase (c, d; n = 1), og lang fin-fold fase (e, f; n = 1). ved, apikal fortykning; af, apikal finfold; cc, chondrogen kondens; dmm, dorsal muskelmasse; Red., endoskeletale skive; vmm, ventral muskelmasse; pec, brystfinne. Skalestænger, 10 liter

mellemste pec-trin (Fig. 2C-D; Fig. 3b; yderligere fil 1: Figur S1N-O)

højden af brystfinnen er ca.halvdelen af længden af dens bredde (Fig. 2c, d). Pigmentering er mærkbar i hele øjet (yderligere fil 1: Figur S1N). Svømmeblæren (sb) begynder at blive oppustet (yderligere fil 1: Figur S1O). Et tværsnit af brystfinneknoppen viser omdannelsen af den apikale ektodermale fortykning til de to celler lagdelt apikal finfold (Fig. 3b). En kondrogen kondens bliver synlig i midten af finneknoppen (Fig. 3b).

høj-pec fase (Fig. 2e-f; yderligere fil 1: Figur S1P, K)

på dette trin kurver brystfinneknoppen bagud og tilspidses (Fig. 2e, f). Den apikale ektodermale fortykning omdannes til den apikale finfold (af i Fig. 2f). Pigmentering af øjet er meget tæt (Fig. 2e). Rotation af hjerterøret er mærkbar (yderligere fil 1: figur S1K).

lang pec-fase (Fig. 2G, h; Fig. 3c, d)

i dette trin forlænges brystfinneknoppen parallelt med kropsaksen (Fig. 2g, h), hvilket tyder på, at dens rotation er afsluttet. I tværsnittet af brystfinnen opløbet (Fig. 3c) forlænges den apikale finfold, og de chondrogene celler (cc) justeres langs den proksimale distale akse og deler brystmusklerne i dorsale og ventrale muskelmasser (henholdsvis dmm og vmm) inden i brystfinneknopperne (Fig. 3d).

midterste finfold fase (Fig. 2i)

brystfinneknoppen og den apikale fin foldes yderligere langstrakt i dette trin. Længden af den apikale finfold udgør nu to femtedele af den samlede længde af knoppen (Fig. 2i).

lang finfold fase (Fig. 2j; Fig. 3e, f; yderligere fil 1: Figur S1R-T)

længden af den apikale finfold udgør nu tre femtedele af den samlede længde af knoppen (Fig. 2j). Munden åbnes (yderligere fil 1: Figur S1S), og de otiske vesikler udvikler deres karakteristiske inverterede hjerteform (yderligere fil 1: Figur S1S, S’). Både den dorsale medianfold og den ventrale medianfold begynder at indsnævres i det kaudale område (pile i yderligere fil 1: Figur S1T). I et tværsnit af brystfinneknoppen ses kuboidale chondrogenceller at justere sig for at danne en enkeltcellelagret endoskeletal skive i midten af brystfinneknoppen (Fig. 3e, f).

Udklækningstrin (yderligere fil 1: Figur S1U-V)

overkæben (uj) stikker nu ud på samme niveau som underkæben (yderligere fil 1: Figur S1V).

planktoniske larvestadier (Fig. 4; Fig. 5; Fig. 6)

3,0–4,3 mm TL (Fig. 4a; Fig. 5a-c; yderligere fil 3: figur S2A)

størrelsen af larver, der kunstigt induceres til at klække, varierede fra 3,0 til 4,3 mm TL (yderligere fil 3: Figur S2A). Larven på dette stadium har et rundt hoved, en kontinuerlig median finfold og en æggeblomme sac (yderligere fil 3: figur S2A). Den endoskeletale skive (ed) og den apikale finfold (af) er placeret i henholdsvis de proksimale og distale områder af brystfinneknoppen (Fig. 4a). I midten af den endoskeletale skive i brystfinnen (Fig. 5a). Ved den proksimale del af endoskeletalskiven er cellerne mere afrundede, og et lille antal delende celler er mærkbare (Fig. 5b). Ved den distale del af den endoskeletale skive er cylindriske celler justeret langs den proksimale distale akse (Fig. 5c). Proksimal til den endoskeletale skive er der chondrified girdle primordia, der består af cleithrum (cl), scapulocoracoid (sco), postcoracoid proces (pop) og precoracoid proces (prp) (Fig. 5a). Skeletelementerne i bæltet er dannet inden i kropsvæggen. Cleithrum udvikler sig som et tyndt element (Fig. 5a). Scapulocoracoid ses mellem cleithrum og den endoskeletale skive (Fig. 5a). Precoracoid-processen vokser anteriort, og postcoracoid-processen vokser bagud (Fig. 5a).

udvikling af brystfinnerne af mudskipper larver og unge. Dorsal (a–d), ventral (e, i) og lateral udsigt (f–h) udsigt over planktoniske larver ved tl 4,0–14,5 mm trin (A–F; n = 1 hvert trin) og bentisk til amfibiske unge ved tl 18,6–19,2 mm trin (g–i; n = 1 hvert trin). Pile i (b, c) angiver grænsen mellem den endoskeletale skive og finfolden. Pilespidser i (e, f) angiver finstråler. af, apikal finfold; ed, endoskeletale skive; fr, finstråle; ope, operculum; pel, bækkenfinne. Skalestænger, 100 liter i a-e; 500 liter i f-i

Skeletmønstre af brystfinner af larver. Lateral (a–D, f–H, k–m) og ventral udsigt (e, I, j) af brystfinner af planktoniske larver ved 3,0–13.6 mm tl farvet med alcian blå og alisarin rød (n = 1 hvert trin). B, c, g, h, l, m forstørrede visninger fra de angivne billeder. Pilespidser i (b, c, g, h, l, m) angiver tynd matrice septa inden for delende celler. cl, cleithrum; Red. pel, bekkenbenet primordium; sco, scapulocoracoid proces; prp, precoracoid proces; pel, bekkenbenet primordium; sco, scapulocoracoid. Vægtstænger, 100 liter i (d, e, I, j); 50 liter i (A, f, k); 10 liter i (b, c, g, h, l, m)

5,6 mm TL (Fig. 4b; yderligere fil 3: Figur S2B)

underkæben stikker ud over overkæben (yderligere fil 3: figur S2B). Æggeblommen absorberes fuldstændigt (yderligere fil 3: figur S2B). Brystfinneknoppen forlænges yderligere (Fig. 4b). Der er ingen dramatiske ændringer i form af endoskeletalskiven (Fig. 4b). Den apikale finfold kommer i kontakt med den proksimale ende af den endoskeletale skive og er placeret tæt på kropsvæggen (pil i Fig. 4b).

6,2 mm TL (Fig. 5d-e; yderligere fil 3: figur S2C, D)

notokordets kaudale spids begynder at kurve dorsalt (pil i yderligere fil 3: figur S2D). Der er finstråler ved den ventrale del af den kaudale finfold (pilespidser i yderligere fil 3: figur S2D). Ossifikation af cleithrum observeres bag gill (Fig. 5d, e). Der observeres ingen fremtrædende morfologiske ændringer i bæltets skeletelementer, bortset fra cleithrum-ossifikationen.

7,9 mm TL (Fig. 4c; Fig. 5f; yderligere fil 3: figur S2E-F)

Bækkenfinneknopper (pel) genkendes først som små buler, og der observeres ingen apikal ektodermal fortykning (yderligere fil 3: figur S2F). Initiering af dannelse af bækkenfinneknopper er en af de morfologiske ændringer, der forekommer under larve-til-juvenil overgang (metamorfose) hos teleostfisk . Medianfinnen danner den anden rygfinne (df2) og analfinnen (af) (yderligere fil 3: figur S2E). Det kaudale område af den rundformede medianfin omdannes til den padleformede kaudefinne (jf.yderligere fil 3: figur S2E). Primordiet af den hypurale knogle, som understøtter elementer af de kaudale finstråler, observeres som dorsalt buede hvirvler ved den kaudale kant (pil i yderligere fil 3: figur S2E). Den proksimale ende af den apikale finfold på brystfinnen begynder at bevæge sig væk fra kropsvæggen (pil i Fig. 4c). Den proksimale del af brystfinnens endoskeletale skive forlænges og bliver fanlignende i form (Fig. 4c; Fig. 5f). Ved den proksimale region af endoskeletalskiven er der kuboidceller med tynd matrice septa (pilespidser i Fig. 5g), hvilket indikerer celledelinger . Der er cylindriske celler i den distale del af den endoskeletale skive, og der ses ingen åbenlys matrice septa i nogen observerede celler (Fig. 5h). Cleithrum er yderligere forbenet (Fig. 5i). Vinklen mellem precoracoidprocessen og postcoracoidprocessen er mindre end den ved 6,2 mm TL (sammenlign Fig. 5e, i), som fører til fremspringet af scapulocoracoid fra kropsvæggen (Fig. 5i). Postcoracoidprocessen forlænges yderligere bagud (Fig. 5i).

9,5 mm TL (Fig. 4d)

den proksimale region af brystfinnens endoskeletale skive er yderligere langstrakt (Fig. 4d). Den ventilatorformede brystfinne er helt adskilt fra kropsvæggen (Fig. 4d).

11,0 mm TL (Fig. 4e; yderligere fil 3: Figur S2G-H)

bækkenfinneknopperne bliver mere tydelige (yderligere fil 3: figur S2H). Melanophorer findes på dorsale og ventrale dele af den kaudale ende af kropsstammen (pilespidser i yderligere fil 3: figur S2G). Der er to finstråler inden i den apikale finfold på brystfinnerne (pilespidser i Fig. 4e).

13,6 mm TL (Fig. 5j-m)

scapulocoracoid stikker ud fra overfladen af kropsvæggen og danner den proksimale del af brystfinnerne. Chondrogenesis initieres i primordium af bækkenfinskelettet (Fig. 5j). Der er kuboidale chondrogenceller i hele den endoskeletale skive i brystfinnerne (Fig. 5l, m). Nogle kuboidceller har tynd matrice septa (pilespidser i Fig. 5l, m), hvilket tyder på, at de deler sig. Ved den proksimale region af endoskeletalskiven er celledelinger tilfældigt orienteret (Fig. 5l), hvorimod de forekommer langs den proksimale distale akse i det distale område (Fig. 5m).

14,5 mm TL (Fig. 4F; Fig. 6a-c; yderligere fil 3: figur S2I-J)

den første rygfinne kan ses på dette trin (yderligere fil 3: figur S2J). Der er 14 finstråler inden i finfolden på den ventilatorformede brystfinne (pilespidser i Fig. 4f). Disse træk ligner dem, der findes i larverne umiddelbart før deres overgang fra en pelagisk til bentisk habitat (late post larve i Fig. 4F i Kobayashi et al., 1972). Frontale sektioner af brystfinnen viser, at scapulocoracoid (sco) stikker ud og bliver den proksimale del af finnen (Fig. 6a). Den proksimale region af den endoskeletale skive er to celler brede langs den dorso-ventrale akse (Fig. 6b), hvorimod den er encellet bred i det midterste område (Fig. 6c).

Skeletmønstre af brystfinner af unge. A-C Hæmatoksylin-og eosin-farvede brystfinner på 14,5 mm tl planktoniske larver (n = 1). B, C forstørrede tal angivet i (a). D, E Lateral (d) og ventral (e) visning af skeletmønstre af brystfinner på 18,6 mm tl bentiske unge (n = 1). F – i Hæmatoksylin-og eosin-farvede brystfinner på 19,9 mm tl amfibiske unge (n = 1). g, h, jeg forstørrede tal angivet i (f). J, K Lateral (j) og ventral (k) udsigt over skeletmønstre af brystfinner på 22,5 mm tl amfibiske unge (n = 1). cl, cleithrum; co, coracoid; fr, fin ray; MD, område af matricen nedbrydning; pel, bækkenbenet; pt., posttemporal; pr, proksimal radial; scl, supracleithrum; sco, scapulocoracoid. Skalestænger, 10 liter i (a-c, g–i); 50 liter i (f); 400 liter I (d–e, j–k)

bentiske juvenile stadier (Fig. 4; Fig. 6)

18,6 mm TL (Fig. 4G; Fig. 6d-e; yderligere fil 3: Figur S2K-L)

Bækkenfinner kan ses fra et sidebillede, og finstråler ses inden for finfold-regionen i bækkenfinnerne (yderligere fil 3: figur S2L). Øjne begynder at bevæge sig dorsalt (yderligere fil 3: figur S2K). Flere melanoforer ses i hovedområdet (pilespidser i yderligere fil 3: figur S2K). Brystfinnerne skifter fra ventilatorform til padleform (Fig. 4G; yderligere fil 3: figur S2L). Den endoskeletale skive begynder at blive forbenet og bliver de proksimale radialer (pr). Ossifikation observeres også i finstrålerne (fr) på brystfinnen og i den post-temporale (post. t.) (Fig. 6d). Det meste af cleithrum er forbenet, skønt cleithrum-pladen (clp i Fig. 1d), der er karakteristisk for voksne fisk, er endnu ikke observeret (Fig. 6d, e).

19,2-19,9 mm TL (Fig. 4h-i; Fig. 6f-i; yderligere fil 3: figur S2M)

melanophorer er spredt over hele kroppen, herunder brystfinnerne (Fig. 4h; yderligere fil 3: figur S2M). Munden bevæger sig ventralt (yderligere fil 3: figur S2M). Den proksimale region af brystfinnen er dækket af det veludviklede operculum (ope) (Fig. 4h, i). Frontafsnit af brystfinnerne viser, at fire proksimale radialer (pr1–pr4) hver isoleres af et område med nedbrydning af matricen. 6g). Den første og anden proksimale radial er encellet bred (Fig. 6h), hvorimod den tredje proksimale radiale er to celler brede, og den fjerde proksimale radiale er to – eller tre-celle bred langs den dorso-ventrale akse ved den proksimale del af brystfinnen (Fig. 6i).

amfibisk ungdomsstadium (yderligere fil 3: figur S2N; Fig. 6j-k)

21,1–22,5 mm TL (yderligere fil 3: figur S2N; Fig. 6j-k)

øjne stikker øverst på hovedet, og munden er placeret på ventralsiden. Talerstolen bliver fladtrykt og vandret til kroppen akse (yderligere fil 3: figur S2N). Melanophorer dækker hele kropsoverfladen. Den unge på dette stadium ligner den voksne, bortset fra de udviklende første rygfinner (yderligere fil 3: figur S2N) og begynder at vise en amfibisk økologi .rød–og alcian blåfarvede skeletprøver viser, at ossifikationen af cleithrum-pladen (pil i Fig. 6j, k), den første til fjerde proksimale radialer (pr1–pr4), og coracoid (co) har fundet sted (Fig. 6j, k). Skeletmønstre af brystfinnen (Fig. 6j, k) ligner dem af voksne fisk (Fig. 1c).