szkielety dorosłych płetw

najpierw zbadaliśmy szkielet piersiowy dorosłych ryb. Pas piersiowy łączy płetwy piersiowe ze szkieletem osiowym. Składa się z post-temporal (post. t.), supracleithrum (sup. cl.), cleithrum (cl)i coracoid (co) (rys. 1c). Pas podtrzymuje cztery promienie proksymalne (pr1-pr4) (rys. 1c). Czternaście promieni dystalnych znajduje się dystalnie do promieni proksymalnych (rys. 1d), a 14 promieni płetwy egzoszkieletowej znajduje się w dystalnej części płetwy piersiowej (pec . ks. prof. dr hab. 1-14) (rys. 1c).

cleithrum, główny element obręczy piersiowej, to grzbietowo-brzusznie Wydłużona kość znajdująca się u podstawy płetwy piersiowej (rys. 1c). Cleithrum staje się szerszy w środku, w którym to punkcie jest określany jako płytka cleithrum (clp na Fig. 1c), jak w ps. barbarus, pn. schlosseri, oraz ps. argentilineatus . Brzuszna krawędź każdego z dwustronnego kleistra znajduje się za skrzelem, a ich powierzchnie są przeciwległe na linii środkowej (rys. 1e). Brzuszna część kleszcza przylegająca do korakoidy łączy się z kością miednicy (pvb na Fig. 1c, e) i kopuł miednicy (pvd) na krawędzi każdej kości miednicy w linii środkowej (rys. 1e). Grzbietowa część cleithrum łączy się z regionem potylicznym poprzez post-skroniowe i supracleithrum (Fig. 1f). Korakoid znajduje się brzusznie do płytki cleithrum (rys. 1c) i częściowo przegubowe z czwartym proksymalnym promieniowym (groty strzałkowe na Fig. 1g), jak w ps. barbarus .

każdy proksymalny promień częściowo pokrywa się i wygląda jak duża pojedyncza płytka (pr1–pr4 na Fig. 1c), ale małe przestrzenie są rozpoznawane między drugim a trzecim, a także między trzecim a czwartym promieniami bliższymi (groty strzałkowe na Fig. 1c). Pierwsza proksymalna kość promieniowa (pr1) to długa, cienka kość. Czwarty promień proksymalny (pr4) jest najkrótszym elementem spośród czterech promieni proksymalnych (rys. 1c), jak podano w Ps. barbarus . Pierwsze do ósmego promienie płetwy są segmentowane promienie miękkie, podczas gdy dziewiąte do czternastego promienie płetwy są rozwidlone promienie kościste (Fig. 1c).

rozwój płetw piersiowych i inne cechy rozwojowe

do zbadania, kiedy i jak płetwy piersiowe błonkówki Ps. modestus staje się wydłużony i wystaje ze ściany ciała, obserwowaliśmy proces rozwoju płetw piersiowych. Chociaż Ps. rozwój Modestusa został opisany dla zarodków i larw uzyskanych przez sztuczne zapłodnienie, bardziej szczegółowe opisy są wymagane dla dokładnego zrozumienia procesu rozwojowego. W związku z tym zaobserwowaliśmy również cechy rozwojowe zarodków po przybyciu do laboratorium, które znajdowały się w stadium pęcherzyka otic (dodatkowy plik 1: Rysunek S1A-C), Stadium równoważne 39 – do 46-h po zapłodnieniu (hpf), opisanemu na fig. (1972). Etapy rozwoju i upływ czasu każdego etapu są podsumowane w dodatkowym pliku 2: Tabela S1.

stadia embrionalne (rys. 2; rys. 3)

Stadium pęcherzyka Otic (dodatkowy plik 1: Rysunek S1A-C; ” 39-46 HPF-stage, rysunek 1l u Kobayashiego i wsp., 1972″)

na tym etapie ogon zarodka oddziela się od żółtka (dodatkowy plik 1: Rysunek S1A). Otic placodes hollow and form the Otic vesicles (ov), and the optic primordia with the lens placodes (lp) are also observed (dodatkowy plik 1: Rysunek S1B). Na dalszym końcu ogona znajdują się komórki mezenchymalne (mc) (dodatkowy plik 1: Rysunek S1C). Serce (h) jest widoczne (dodatkowy plik 1: Rysunek S1B), ale nie bije.

Stadium pęcherzyka mózgu (dodatkowy plik 1: Rysunek S1D-F)

na tym etapie serce zaczyna bić (dodatkowy plik 1: Rysunek s1d). Ogon wydłuża się (dodatkowy plik 1: Rysunek S1D). Widoczne są pęcherzyki mózgu, takie jak telencefalon (t) i diencefalon (d) przedmózgowia, śródmózgowia (m) i rombomery (r) tylmózgowia (dodatkowy plik 1: Rysunek S1E). Ksantofory pojawiają się w głowie i części ogonowej tułowia(otwarte groty strzał w dodatkowym pliku 1: Rysunek S1E, F). W każdym pęcherzyku otolitowym rozpoznaje się dwa otolity (Ot) (dodatkowy plik 1: Rysunek S1E’). Melanofory pojawiają się bocznie na tułowiu i ogonie (groty strzał w dodatkowym pliku 1: Rysunek S1F). Odbyt tworzy się na tylnym końcu jelita (czarna strzałka w dodatkowym pliku 1: Rysunek S1F).

etap komory serca (dodatkowy plik 1: Rysunek S1G-I)

rurka serca jest podzielona na przedsionek (at) i komorę (vt) (dodatkowy plik 1: Rysunek S1h). Komórki mezenchymalne na dalszym końcu ogona zniknęły w tym stadium (dodatkowy plik 1: Rysunek S1I). Ksantofory rozprzestrzeniają się w głowie oraz wzdłuż brzusznych i grzbietowych krawędzi tułowia (plik dodatkowy 1: Rysunek S1G’).

etap obiegu (plik dodatkowy 1: Rysunek S1J-K)

komórki krwi są najpierw wykrywane na tym etapie (czarne groty strzał w dodatkowym pliku 1: Rysunek S1K). Krew z serca krąży po całym ciele i jest pobierana przez wspólną żyłę kardynalną (ccv w dodatkowym pliku 1: Rysunek S1K).

etap pigmentacji oka (rys. 3A; dodatkowy plik 1: Rysunek S1L-M)

na tym etapie melanofory są widoczne tylko na tylnej krawędzi pęcherzyków wzrokowych (groty strzałek w dodatkowym pliku 1: Rysunek S1M). Niektóre ksantofory są również widoczne w pęcherzykach wzrokowych (otwarte groty strzał w dodatkowym pliku 1: Rysunek S1M). Przekroje zarodka na przypuszczalnym poziomie pąka płetwy pokazują pogrubienie somatopleury, która składa się z dwóch lub trzech warstw komórek mezenchymalnych (Fig. 3A). Ektoderma pokrywająca się tworzy jednokomórkowe, warstwowe pogrubienie wierzchołkowe ektodermy (rys. 3A).

niski stopień pec (rys. 2A, b)

na tym etapie płetwy piersiowe pączkują na powierzchni żółtka (rys. 2A), a wierzchołkowe ektodermalne zgrubienie występuje na czubku pąka płetwy piersiowej (Fig. 2b). Melanofory są teraz widoczne zarówno na przedniej, jak i tylnej krawędzi pęcherzyków wzrokowych (groty strzałek na Fig. 2A).

Faza Środkowa (rys. 2C-D; rys. 3b; plik dodatkowy 1: Rysunek S1N-O)

wysokość pąka płetwy piersiowej wynosi około połowy długości jego szerokości (rys. 2c, d). Pigmentacja jest zauważalna w całym oku (dodatkowy plik 1: Rysunek S1N). Pęcherzyk kąpielowy (SB) zaczyna być napompowany (dodatkowy plik 1: Rysunek S1O). Przekrój pąka płetwy piersiowej pokazuje transformację pogrubienia ektodermalnego wierzchołkowego w dwie warstwy komórek fałdu płetwy wierzchołkowej (Fig. 3b). W środku pąka płetwy widoczna staje się kondensacja chondrogenna (rys. 3b).

High-Pec Stadium (rys. 2e-f; dodatkowy plik 1: Rysunek S1P, Q)

na tym etapie pąk płetwy piersiowej krzywi się tylnie i zwęża (rys. 2e, f). Pogrubienie wierzchołkowe ektodermalne przekształca się w wierzchołkowy fałd płetwy (Af na Fig. 2f). Pigmentacja oka jest bardzo gęsta (rys. 2e). Rotacja rurki serca jest zauważalna (dodatkowy plik 1: Rysunek S1Q).

etap Long-pec (rys. 2G, h; rys. 3c, d)

podczas tego etapu pączek płetwy piersiowej wydłuża się równolegle do osi ciała (rys. 2G, h), co sugeruje, że jego obrót jest zakończony. W przekroju pąka płetwy piersiowej (rys. 3c), fałd płetwy wierzchołkowej wydłuża się, a komórki chondrogenne (cc) wyrównują się wzdłuż osi bliższej i dalszej i dzielą mięśnie piersiowe na mięśnie grzbietowe i brzuszne (odpowiednio dmm i vmm) w obrębie pąków płetwy piersiowej (Fig. 3d).

Faza składania płetwy Środkowej (rys. 2i)

pączek płetwy piersiowej i płetwa wierzchołkowa dodatkowo wydłużają się na tym etapie. Długość wierzchołkowego fałdu płetwy stanowi teraz dwie piąte całkowitej długości pąka (rys. 2i).

Faza składania płetwy długiej (rys. 2j; rys. 3e, f; dodatkowy plik 1: Rysunek S1R-T)

długość wierzchołkowego fałdu płetwy stanowi teraz trzy piąte całkowitej długości pąka (rys. 2j). Usta otwierają się (dodatkowy plik 1: Rysunek S1S), a pęcherzyki otic rozwijają swój charakterystyczny odwrócony kształt serca (dodatkowy plik 1: Rysunek S1S, S’). Zarówno grzbietowy fałd Środkowej płetwy, jak i brzuszny fałd Środkowej płetwy zaczynają zwężać się w obszarze ogona (strzałki w dodatkowym pliku 1: Rysunek S1T). W przekroju pąka płetwy piersiowej widać, że sześcienne komórki chondrogenne wyrównują się, tworząc jednowarstwowy dysk endoszkieletowy w środku pąka płetwy piersiowej (Fig. 3e, f).

Faza wylęgania (dodatkowy plik 1: Rysunek S1U-V)

górna szczęka (uj) wystaje teraz na tym samym poziomie co dolna szczęka (dodatkowy plik 1: Rysunek S1v).

planktoniczne stadia larwalne (rys. 4; rys. 5; rys. 6)

3,0–4,3 mm TL (rys. 4a; rys. 5a-c; plik dodatkowy 3: Rysunek S2A)

wielkość larw sztucznie indukowanych do wylęgu wahała się od 3,0 do 4,3 mm TL (plik dodatkowy 3: Rysunek S2A). Larwa na tym etapie ma okrągłą głowę, ciągły środkowy fałd płetwy i worek żółtkowy (dodatkowy plik 3: Rysunek S2A). Tarcza endoszkieletowa (ed) i wierzchołkowy fałd płetwy (Af) znajdują się odpowiednio w bliższych i dalszych regionach pąka płetwy piersiowej (Fig. 4a). Cienka Strefa rozkładu matrycy (mdz) jest widoczna w środku tarczy endoszkieletowej płetwy piersiowej (Fig. 5A). W proksymalnej części dysku endoszkieletowego komórki są bardziej zaokrąglone i zauważalna jest niewielka liczba dzielących się komórek (rys. 5b). W dystalnej części dysku endoszkieletowego, cylindryczne komórki są ustawione wzdłuż osi proksymalno-dystalnej (rys. 5c). Proksymalnie do dysku endoszkieletowego znajdują się chondryfikowane zawiązki obręczy, składające się z cleithrum (cl), scapulocoracoid (SCO), postcoracoid process (pop) i precoracoid process (prp) (Fig. 5A). Elementy szkieletowe obręczy tworzą się w obrębie ściany ciała. Cleithrum rozwija się jako cienki element (rys. 5A). Scapulocoracoid jest widoczny pomiędzy cleithrum a tarczą endoszkieletową (rys. 5A). Proces przedkorakoidalny rośnie z przodu, a proces postkorakoidalny rośnie z tyłu (Fig. 5A).

5,6 mm TL (rys. 4B; plik dodatkowy 3: Rysunek S2B)

dolna szczęka wystaje poza górną szczękę (dodatkowy plik 3: Rysunek S2B). Żółtko jest całkowicie wchłaniane (dodatkowy plik 3: Rysunek S2B). Pączek płetwy piersiowej dodatkowo wydłuża się (rys. 4B). Nie ma dramatycznych zmian w kształcie dysku endoszkieletowego (rys. 4B). Fałd płetwy wierzchołkowej styka się z proksymalnym końcem dysku końcowego i znajduje się blisko ściany ciała (strzałka na Rys. 4B).

6,2 mm TL (rys. 5d-e; dodatkowy plik 3: Rysunek s2c, D)

końce ogonowe notochordu zaczynają się wyginać do góry (strzałka w dodatkowym pliku 3: Rysunek S2D). W części brzusznej fałdu płetwy ogonowej znajdują się promienie płetwy (groty strzał w dodatkowym pliku 3: Rysunek S2D). Kostnienie kleistrum obserwuje się za skrzelem (rys. 5d, e). Nie obserwuje się wyraźnych zmian morfologicznych w elementach szkieletowych obręczy, z wyjątkiem kostnienia cleithrum.

7,9 mm TL (rys. 4c; rys. 5F; dodatkowy plik 3: Rysunek S2E-F)

pąki płetwy miednicy (Pel) są najpierw rozpoznawane jako małe wybrzuszenia i nie obserwuje się pogrubienia wierzchołkowego ektodermalnego (dodatkowy plik 3: Rysunek S2F). Inicjacja tworzenia się pąków płetwy miednicznej jest jedną ze zmian morfologicznych zachodzących podczas przejścia larwy do młodocianego (metamorfozy) u ryb teleostatycznych . Płetwa Środkowa tworzy drugą płetwę grzbietową (df2) i płetwę odbytową (Af) (dodatkowy plik 3: Rysunek S2E). Obszar ogonowy okrągłej płetwy Środkowej przekształca się w płetwę ogonową w kształcie łopatki (por. w dodatkowym pliku 3: Rysunek S2E). Zawiązek kości nadtwardówkowej, który podtrzymuje elementy promieni płetwy ogonowej, jest obserwowany jako grzbietowo zakrzywione kręgi na krawędzi ogonowej (strzałka w dodatkowym pliku 3: Rysunek S2E). Bliższy koniec wierzchołkowego fałdu płetwy piersiowej zaczyna oddalać się od ściany ciała (strzałka na Rys. 4c). Proksymalna część tarczy endoszkieletowej płetwy piersiowej wydłuża się i nabiera kształtu wachlarzowatego (rys. 4c; rys. 5f). W proksymalnym obszarze dysku endoszkieletowego znajdują się komórki sześcienne z cienką przegrodą matrycową (groty strzałkowe na Fig. 5g), wskazujące na podział komórek. W dalszej części dysku endoszkieletowego znajdują się komórki cylindryczne, a w żadnych obserwowanych komórkach nie widać wyraźnej przegrody matrycowej (Fig. 5h). Cleithrum jest dalej skostniałe (rys. 5i). Kąt między procesem przedkorakoidalnym a procesem postkorakoidalnym jest mniejszy niż przy 6,2 mm TL (porównaj rys. 5e, i), co prowadzi do wysunięcia łopatki ze ściany ciała (rys. 5i). Postkorakoidalny Proces jest dodatkowo wydłużony na końcu (rys. 5i).

9,5 mm TL (rys. 4D)

proksymalny obszar tarczy endoszkieletowej płetwy piersiowej jest dalej wydłużony (rys. 4d). Płetwa piersiowa w kształcie wachlarza jest całkowicie oddzielona od ściany ciała (rys. 4d).

11,0 mm TL (rys. 4e; plik dodatkowy 3: Rysunek S2G-H)

pąki płetwy miednicy stają się bardziej wyraźne (dodatkowy plik 3: Rysunek S2H). Melanofory znajdują się na grzbietowej i brzusznej części ogonowego końca tułowia (groty strzał w dodatkowym pliku 3: Rysunek S2G). W wierzchołkowym fałdzie płetw piersiowych znajdują się dwa promienie płetwy (groty strzałkowe na Fig. 4e).

13,6 mm TL (rys. 5J-m)

łopatkokokoid wystaje z powierzchni ściany ciała i tworzy proksymalną część płetw piersiowych. Chondrogeneza jest inicjowana w zawiązku szkieletu płetwy miednicy (Fig. 5j). Na całym dysku endoszkieletowym płetw piersiowych znajdują się sześcienne komórki chondrogenne (Fig. 5l, m). Niektóre komórki prostopadłościanu mają cienką przegrodę matrycową (groty strzałkowe na Fig. 5l, m), co sugeruje, że się dzielą. W proksymalnym obszarze dysku endoszkieletowego podziały komórek są zorientowane losowo (rys. 5l), natomiast występują wzdłuż osi bliższej i dalszej w okolicy dystalnej (rys. 5 m).

14,5 mm TL (rys. 4F; rys. 6a-c; dodatkowy plik 3: Rysunek S2I-J)

na tym etapie zauważalna jest pierwsza płetwa grzbietowa (dodatkowy plik 3: Rysunek S2J). Istnieje 14 promieni płetwy w fałdzie płetwy w kształcie wachlarza płetwy piersiowej (groty strzał na Fig. 4f). Cechy te są podobne do tych występujących u larw bezpośrednio przed ich przejściem z Siedliska pelagicznego do bentosowego (późny post larva na Fig. 4F in Kobayashi et al., 1972). Przednie odcinki płetwy piersiowej pokazują, że łopatkokokoid (SCO) wystaje i staje się proksymalną częścią płetwy (rys. 6a). Obszar proksymalny dysku endoszkieletowego to dwie komórki szerokie wzdłuż osi grzbietowo-brzusznej (Fig. 6b), podczas gdy jest on jednokomórkowy szeroki w regionie środkowym (rys. 6c).

młodzieńcze stadia bentosowe (rys. 4; rys. 6)

18,6 mm TL (rys. 4G; rys. 6D-e; plik dodatkowy 3: Rysunek S2K-L)

płetwy miedniczne są widoczne z widoku bocznego, a promienie płetwy są widoczne w obszarze fałdu płetwy miednicznej (dodatkowy plik 3: Rysunek s2l). Oczy zaczynają się poruszać grzbietowo (dodatkowy plik 3: Rysunek S2K). Więcej melanoforów widać w okolicy głowy (groty strzał w dodatkowym pliku 3: Rysunek S2K). Płetwy piersiowe zmieniają się z kształtu wachlarza w kształt łopatki (rys. 4G; dodatkowy plik 3: Rysunek S2L). Dysk endoszkieletowy zaczyna być skostniały i staje się promieniami proksymalnymi (pr). Kostnienie obserwuje się również w promieniach płetwy (fr) płetwy piersiowej oraz w poskroniowej (post. t.) (rys. 6d). Większość cleithrum jest skostniała, chociaż płytka cleithrum (clp na Fig. 1D), charakterystyczne dla dorosłych ryb, nie jest jeszcze obserwowane (rys. 6d, e).

19,2–19,9 mm TL (rys. 4h-i; Rys. 6F-i; dodatkowy plik 3: Rysunek S2M)

Melanofory są rozłożone na całym ciele, w tym na płetwach piersiowych (rys. 4h; dodatkowy plik 3: Rysunek S2M). Usta poruszają się brzusznie (dodatkowy plik 3: Rysunek S2M). Obszar proksymalny płetwy piersiowej jest pokryty dobrze rozwiniętym operculum (Ope) (Fig. 4h, i). Przednie odcinki płetw piersiowych pokazują, że cztery promienie proksymalne (pr1-pr4) są izolowane przez strefę rozkładu matrycy (MDZ na Fig. 6g). Pierwszy i drugi promień proksymalny mają jednokomórkową szerokość (rys. 6h), podczas gdy trzeci promień proksymalny ma szerokość dwóch komórek, a czwarty promień proksymalny ma szerokość dwóch lub trzech komórek wzdłuż osi grzbietowo – brzusznej w proksymalnej części płetwy piersiowej (Fig. 6i).

Stadium młodocianego Płaza (plik dodatkowy 3: rys. S2N; rys. 6j-k)

21,1–22,5 mm TL (dodatkowy plik 3: Rysunek S2N; rys. 6j-k)

Oczy wystają na czubku głowy, a usta znajdują się po stronie brzusznej. Rostrum staje się spłaszczone i poziome do osi ciała (dodatkowy plik 3: Rysunek S2N). Melanofory pokrywają całą powierzchnię ciała. Młodociany na tym etapie jest podobny wyglądem do dorosłego, z wyjątkiem rozwijających się pierwszych płetw grzbietowych (dodatkowy plik 3: Rysunek S2N) i zaczyna wykazywać ekologię płazów .

Alizarin czerwono– i alcian niebiesko zabarwione szkieletowe okazy pokazują, że kostnienie płytki cleithrum (strzałka na Fig. 6j, k), pierwsze do czwartego promienie proksymalne (pr1-pr4) i korakoid (co) miało miejsce (rys. 6j, k). Szkielet płetwy piersiowej (rys. 6J, k) przypominają dorosłe ryby (rys. 1c).