CYTOARCHITEKTONIKA KRESOMÓZGOWIA ACANTHURUS LINEATUS (ACANTHURIDAE, PERCIFORMES)

S ł u p s k i e P r a c e B i o l o g i c z n e 6 2009 CYTOARCHITEKTONIKA KRESOMÓZGOWIA ACANTHURUS LINEATUS (ACANTHURIDAE, PERCIFORMES) THE CYTOARCHITECTONIC OF THE TELENCEPHALON OF THE ACANTHURUS LINEATUS (ACANTHURIDAE, PERCIFORMES) Małgorzata Romanów Akademia Pomorska Zakład Ekologii Wód Instytut Biologii i Ochrony Środowiska ul. Arciszewskiego 22b, 76-200 Słupsk e-mail: romanow @ apsl.edu.pl ABSTRACT Telencephalic organization shows significant differences between actinopterygan taxa and the most complex pattern of telencephalon is reached in teleostean. This study presents a cytoarchitectonic analysis of the telencephalon of the Acanthurus lineatus, based on cresyl violet-stained serial transverse section. In telencephalic hemispheres are recognized two main areas, the ventral telencephalon, which exhibits a relatively constant pattern of organization in ray-finned fishes and dorsal telencephalon, which shows a greater interspecific diversity in shape and size. The ventral telencephalon is divided into 10 nuclei: Vd, Vv, Vl, which consist of Vl1 and Vl2, Vs, Vc, which consist of Vc1 and Vc2, Vp, Vi and EN. The dorsal telencephalon is divided into 13 cell masses: Dc, which consist of Dc1 and Dc2, Dm, which consist of Dm1, Dm2, Dm3 and Dm4, Dd, Dp and Dl, which consist of Dld, Dlv and Dlp. Additionally Dld and Dlv contain Dld1, Dld2 and Dlv1, Dlv2, respectively. Słowa kluczowe: kresomózgowie, ryby promieniopłetwe, morfologia, Acanthurus lineatus Key words: telencephalon, actinopterygan fishes, morphology, Acanthurus lineatus WPROWADZENIE W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie badaczy budową kresomózgowia ryb promieniopłetwych. Cechą szczególnie ciekawą jest odmienny rozwój morfogene- 109

tyczny tej części mózgu od rozwoju u innych grup kręgowców. U Agnatha, Chondrichthyes oraz Sarcopterygii, w tym takŝe u Tetrapoda, zachodzi proces ewaginacji zawiązka przodomózgowia, a z kolei u Actinopterygii proces ewersji (Nieuwenhuys 1963, Butler i Hodos 2005). RóŜnice rozwojowe tego odcinka mózgu powodują znaczną heterogenność morfologii kresomózgowia w wymienionych liniach filogenetycznych. Stopień ewersji w poszczególnych taksonach promieniopłetwych moŝe być odmienny, co w połączeniu ze zjawiskiem hipertrofii róŝnych ośrodków nerwowych prowadzi do duŝego zróŝnicowania organizacji kresomózgowia w tej grupie kręgowców (Northcutt i Davis 1983). Ponadto promieniopłetwe stanowią największą radiację Ŝyjących kręgowców, liczącą obecnie około 24 tysięcy gatunków (Nelson 2006). W wyniku tak bogatej róŝnorodności taksonów, które wykazują ogromną, szeroko pojętą zmienność oraz mają odrębne historie ewolucyjne, ustalenie homologii struktur nerwowych Actinopterygii w stosunku do innych kręgowców staje się bardzo trudne. W związku z powyŝszym, w odniesieniu do promieniopłetwych stosuje się niezaleŝne nazewnictwo ośrodków kresomózgowia (Nieuwenhuys 1963, Northcutt i Davis 1983). Kresomózgowie promieniopłetwych składa się z rejonu grzbietowego (area dorsalis telencephali D) i rejonu brzusznego (area ventralis telencephali V). KaŜda z tych części dzieli się na ośrodki i wykazuje międzygatunkową zmienność (Nieuwenhuys 1963, Northcutt i Davis 1983). Celem pracy jest przedstawienie morfologii i budowy cytoarchitektonicznej kresomózgowia ryby promieniopłetwej z gatunku Acanthurus lineatus (Acanthuridae, Perciformes). Nadrzędne zadanie polegało na zlokalizowaniu podstawowych grup neuronów tworzących ośrodki kresomózgowia oraz porównaniu uzyskanych wyników z danymi literaturowymi dotyczącymi innych promieniopłetwych, szczególnie tych, które są filogenetycznie bliskie Acanthuridae: Betta splendens (Marino-Neto i Sabbatini 1988), Sparus aurata (Munoz-Cueto i in. 2000) oraz Dicentrarchus labrax (Cerda-Reverter i in. 2001) ze względu na przynaleŝność do wspólnego rzędu Perciformes. Charakterystyka badanego gatunku: Stanowisko systematyczne badanego gatunku jest następujące (Nelson 2006): Klasa: Actinopterygii Podklasa: Neopterygii Dział: Teleostei Poddział: Euteleostei Superorder: Acathopterygii Seria: Percomorpha Rząd: Perciformes Rodzina: Acanthuridae Podrodzina: Acanthurinae Rodzaj: Acanthurus Gatunek: Acanthurus lineatus (Linnaeus 1758) Acanthurus lineatus jest gatunkiem występującym w strefie tropikalnej. Zamieszkuje obszary raf koralowych Oceanu Spokojnego i Oceanu Indyjskiego, ale spotkać go moŝna takŝe na rafach Morza Czerwonego (ryc. 1). Zasięg tego gatunku 110

Ryc. 1. Rozmieszczenie gatunku Acanthurus lineatus (czarne punkty) (wg Froese i Pauly 2006) Fig. 1. Distribution of the Acanthurus lineatus (black points) (Froese and Pauly 2006) obejmuje całą długość Wielkiej Rafy Koralowej u północno-wschodnich wybrzeŝy Australii, okolice wysp Papui-Nowej Gwinei, Malezji, Filipin, Riukiu, Borneo, Sumatry, wybrzeŝe Wietnamu, Kalifornii, zachodnie wybrzeŝe Meksyku, wschodnie wybrzeŝe Afryki, zachodnie wybrzeŝe Półwyspu Indyjskiego (Froese i Pauly 2006). Ze wzglądu na swoje liczne występowanie gatunek ten popularny jest w akwarystyce. Zwyczajowa nazwa Acanthurus lineatus pokolec pasiasty związana jest zarówno z jego wyglądem, jak i biologią. Samce i samice charakteryzują się brakiem dymorfizmu płciowego. Osobniki są kontrastowo ubarwione, wzdłuŝ głowy i tułowia mają niebieskie, granatowe i Ŝółte pasy, natomiast spód ciała jest jednolicie niebieski. Płetwa grzbietowa i ogonowa są granatowe, a piersiowe granatowo-ŝółte (ryc. 2). Samce są terytorialne i aktywnie bronią swojego obszaru rafy koralowej przed osobnikami własnego i innych gatunków. Obrona terytorium związana jest z obroną haremu samic oraz zasobów środowiska (Froese i Pauly 2006). Acanthurus Ryc. 2. Osobnik Acanthurus lineatus (wg Froese i Pauly 2006) Fig. 2. Specimen of the Acanthurus lineatus (Froese and Pauly 2006) 111

lineatus są głównie roślinoŝerne, ich pokarm stanowią glony, zeskrobywane z powierzchni rafy koralowej szczękami wyposaŝonymi w zęby o kształcie płytek. Wyszukują takŝe skorupiaki zagrzebane w detrytusie. Samce, patrolując swoje terytorium, są w ciągłym ruchu. W momencie zagroŝenia wysuwają ostry kolec znajdujący się u podstawy płetwy ogonowej, ustawiają się tyłem do intruza i energicznie machają ogonem. W ostateczności potrafią zaatakować, co moŝe zakończyć się dotkliwym zranieniem przeciwnika. Kolec słuŝy do obrony przed drapieŝnikami i do walk terytorialnych. W podrodzinie Acanthurinae ostry kolec znajduje się po obu stronach ogona i moŝe być chowany. Badania tych struktur wykazały, Ŝe są one przekształconymi łuskami. Wszystkie Acanthuridae (6 rodzajów, około 80 gatunków) mają wysokie, spłaszczone bocznie, niemal dyskowate ciało. Ryby te mają specyficzne stadium późnolarwalne, które niepodobne jest do postaci dorosłej i przez dłuŝszy czas stanowi składnik planktonu (Oleszkiewicz 1994). MATERIAŁ I METODY BADAŃ Martwe okazy Acanthurus lineatus uŝyte do badań uzyskano od importera ryb akwariowych. Otrzymano 7 okazów długości ciała 9-11 cm. W środowisku naturalnym osobniki tego gatunku osiągają rozmiary do maksymalnie 38 cm (Froese i Pauly 2006). Wszystkie okazy konserwowane były w 75% skaŝonym etanolu, a dodatkowo odcięte głowy utrwalano w 6% buforowanej formalinie przez minimum 10 dni. Preparacja mózgów została przeprowadzona z uŝyciem narzędzi chirurgicznych. Po usunięciu elementów kostnych czaszki zdjęto z powierzchni mózgu równieŝ bezneuronową błonę. Spośród 7 mózgów 5 nadawało się do dalszych badań, a pozostałe 2 były w stanie rozkładu i te zostały wyeliminowane z dalszej procedury obróbki. W celu przeprowadzenia dokładnej analizy kresomózgowia usunięto trzon móŝdŝku, który przykrywa półkule mózgowe od góry. Mózgi były wstępnie płukane w bieŝącej wodzie przez 24 godziny w celu pozbycia się utrwalacza. Następnie przeprowadzono proces odwodnienia w szeregu alkoholowym o wzrastającym stęŝeniu i płukanie w ksylenie, po czym mózgi zatopiono w paraplaście (Sherwood Medical Co., St. Louis, USA). Tak przygotowany materiał pokrojono na skrawki grubości 10 µm na mikrotomie rotacyjnym Leica RM2155. Do analizy mikroskopowej wykonano serię skrawków kresomózgowia w przekroju poprzecznym pięciu mózgów. Skrawki zostały wybarwione fioletem krezylu metodą Nissla (Davenport 1960). Metoda ta jest powszechnie uŝywana do identyfikacji podstawowych struktur w układzie nerwowym. Przygotowane i zabezpieczone skrawki analizowano z wykorzystaniem mikroskopu Nikon Eclipse 80i. Dokumentację cyfrową skrawków wykonano aparatem fotograficznym Nikon Coolpix 4500. W przypadku przekrojów poprzecznych pierwszy skrawek kresomózgowia od strony rostralnej został uznany za punkt zerowy 0 µm. Wyznaczenie ośrodków kresomózgowia wykonano, biorąc pod uwagę następujące kryteria: 1) wielkość, kształt i intensywność zabarwienia perykarionu, 2) gęstość upakowania i sposób rozmieszczenia neuronów, 3) intensywność zabarwienia neu- 112

Dld2 ropilu, 4) połoŝenie ośrodków względem bruzd, 5) ciągłość grup komórek w kolejnych skrawkach, 6) podobne rozmieszczenie grup komórek w drugiej półkuli oraz w mózgach innych osobników badanego gatunku. W niniejszej pracy zastosowano terminologię zaproponowaną przez Nieuwenhuysa (1963), która jest powszechnie uŝywana przez innych badaczy (Peter i Gill 1975, Northcutt i Davis 1983, Diez i in. 1986, Marino-Neto i Sabbatini 1988, Wullimann i in. 1996, Munoz-Cueto i in. 2000, Cerda-Reverter i in. 2001). Wykaz skrótów: AC commissura anterior (spoidło przednie) ACd commissura anterior, pars dorsalis (spoidło przednie, część grzbietowa) ACv commissura anterior, pars ventralis (spoidło przednie, część brzuszna) CCe corpus cerebelli (trzon móŝdŝku) Ce cerebellum (móŝdŝek) D area dorsalis telencephali (rejon grzbietowy kresomózgowia) Dc area dorsalis telencephali, zona centralis (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa środkowa) Dc1 area dorsalis telencephali, zona centralis 1 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa środkowa 1) Dc2 area dorsalis telencephali, zona centralis 2 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa środkowa 2) Dd area dorsalis telencephali, zona dorsalis (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa grzbietowa) De diencephalon (międzymózgowie) Dl area dorsalis telencephali, zona lateralis (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa boczna) Dld area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars dorsalis (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa boczna, podgrupa grzbietowa) Dld1 area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars dorsalis 1 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa boczna, podgrupa grzbietowa 1) area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars dorsalis 2 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa boczna, podgrupa grzbietowa 2) Dlp area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars posterior (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa boczna, podgrupa tylna) Dlv area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars ventralis (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa boczna, podgrupa brzuszna) Dlv1 Dlv2 area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars ventralis 1 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa boczna, podgrupa brzuszna 1) area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars ventralis 2 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa boczna, podgrupa brzuszna 2) Dm area dorsalis telencephali, zona medialis (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa przyśrodkowa) Dm1 area dorsalis telencephali, zona medialis 1 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa przyśrodkowa 1) Dm2 area dorsalis telencephali, zona medialis 2 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa przyśrodkowa 2) 113

Dm3 area dorsalis telencephali, zona medialis 3 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa przyśrodkowa 3) Dm4 area dorsalis telencephali, zona medialis 4 (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa przyśrodkowa 4) Dp area dorsalis telencephali, zona posterior (rejon grzbietowy kresomózgowia, strefa tylna) E epiphysis (szyszynka) EN nucleus entopeduncularis (jądro wewnątrzkonarowe) Hyp hypothalamus (podwzgórze) LFB fasciculus lateralis telencephali (wiązka boczna kresomózgowia) LI lobus inferior (płat dolny) LV lobus vagus Me mesencephalon (śródmózgowie) MFB fasciculus medialis telencephali (wiązka przyśrodkowa kresomózgowia) NPO nucleus preopticus (jądro przedwzrokowe) NT nucleus taeniae (jądro taśmowate) OB bulbus olfactorius (opuszka węchowa) OlN nervus olfactorius (nerw węchowy) ON nervus opticus (nerw wzrokowy) OTec tectum opticum (pokrywa wzrokowa) P hypophysis (przysadka mózgowa) PC commissura posterior (spoidło tylne) Rb rhombencephalon (tyłomózgowie) SV saccus vasculosus (worek naczyniowy) T thalamus (wzgórze) Tel telencephalon (kresomózgowie) V area ventralis telencephali (rejon brzuszny kresomózgowia) Vc area ventralis telencephali, nucleus centralis (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro centralne) Vc1 area ventralis telencephali, nucleus centralis 1 (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro centralne 1) Vc2 area ventralis telencephali, nucleus centralis 2 (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro centralne 2) Vd area ventralis telencephali, nucleus dorsalis (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro grzbietowe) Vi area ventralis telencephali, nucleus intermedialis (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro pośrednie) Vl area ventralis telencephali, nucleus lateralis (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro boczne) Vl1 area ventralis telencephali, nucleus lateralis 1 (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro boczne 1) Vl2 area ventralis telencephali, nucleus lateralis 2 (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro boczne 2) Vp area ventralis telencephali, nucleus postcommissuralis (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro zaspoidłowe) 114

Vs Vv area ventralis telencephali, nucleus supracommissuralis (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro nadspoidłowe) area ventralis telencephali, nucleus ventralis (rejon brzuszny kresomózgowia, jądro brzuszne) WYNIKI Kresomózgowie Acanthurus lineatus stanowi najbardziej rostralną część mózgu (2900 µm długości; 4100 µm szerokości) i jest relatywnie duŝe w odniesieniu do całości mózgowia. Od góry półkule mózgowe przykrywa wydłuŝony trzon móŝdŝku, natomiast u podstawy znajdują się niewielkie opuszki węchowe (ryc. 3, 4). Ryc. 3. Ogólna morfologia mózgu Acanthurus lineatus. Widok z góry (skróty wg nomenklatury) Fig. 3. The general morphology of the brain of the Acanthurus lineatus. Top view (abbreviation according to nomenclature) Ryc. 4. Ogólna morfologia mózgu Acanthurus lineatus. Widok z boku (skróty wg nomenklatury) Fig. 4. The general morphology of the brain of the Acanthurus lineatus. Side view (abbreviation according to nomenclature) 115

Kresomózgowie brzuszne Area ventralis telencephali (V) połoŝone jest w brzuszno-przyśrodkowej części kresomózgowia i zajmuje stosunkowo niewielki obszar. Oddzielone jest od area dorsalis telencephali dwoma bruzdami. W obrębie tego rejonu wyróŝniono następujące jądra: nucleus dorsalis (Vd), nucleus ventralis (Vv), nucleus lateralis (Vl), który dzieli się na dwa komponenty: Vl1 i Vl2, nucleus supracommissuralis (Vs), nucleus centralis (Vc), który dzieli się na dwa komponenty: Vc1 i Vc2, nucleus postcommissuralis (Vp), nucleus intermedialis (Vi), nucleus entopeduncularis (EN). W obrębie rejonu brzusznego kresomózgowia jako pierwsze pojawia się jądro grzbietowe (Vd), którego długość wynosi 870 µm, i ciągnie się od 1070 do 1940 µm (ryc. 5.4-5.5). Jądro to składa się z małych, gęsto upakowanych i dość mocno zabarwionych komórek nerwowych. Wypierane jest bocznie przez rozrastające się jądro brzuszne (Vv). Najbardziej rozległy ośrodek nerwowy rejonu brzusznego kresomózgowia stanowi jądro brzuszne (Vv), które osiąga długość 1000 µm. Pojawia się na poziomie 1120 µm, a kończy na 2120 µm (ryc. 5.4-5.5). Vv charakteryzuje się obecnością małych, gęsto upakowanych i słabo zabarwionych komórek nerwowych, które ku tyłowi ulegają rozproszeniu. Vv ostatecznie zastępowane jest przez Vs. Jądro boczne (Vl) dzieli się na dwa komponenty, róŝniące się zasadniczo wielkością neuronów (ryc. 5.5-5.6). Vl1 pojawia się na poziomie 1840 µm i ciągnie do 2180 µm, ma długość 340 µm, natomiast Vl2 rozpoczyna się na poziomie 1810 µm, a kończy na 2080 µm, ma długość 270 µm. Vl1 tworzą duŝe i ciemne neurony, z kolei Vl2 cechuje obecność małych, gęsto upakowanych i słabo zabarwionych komórek nerwowych. Jądro to zanika całkowicie w wyniku ekspansji wiązki przyśrodkowej kresomózgowia (MFB). Rostralnie do spoidła przedniego (AC) pojawia się jądro nadspoidłowe (Vs), długości 310 µm. Rozpoczyna się ono na poziomie 1860 µm, a kończy na 2170 µm (ryc. 5.6). Jądro to cechuje obecność małych, dość gęsto upakowanych i jasnych komórek nerwowych. W części końcowej Vs zastępowane jest stopniowo przez Vp. Ryc. 5.1. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 290 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.1. The transverse section of the telencephalon, 290 µm level (abbreviation according to nomenclature) 116

Ryc. 5.2. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 600 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.2. The transverse section of the telencephalon, 600 µm level (abbreviation according to nomenclature) Ryc. 5.3. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 910 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.3. The transverse section of the telencephalon, 910 µm level (abbreviation according to nomenclature) Ryc. 5.4. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 1510 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.4. The transverse section of the telencephalon, 1510 µm level (abbreviation according to nomenclature) 117

Ryc. 5.5. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 1800 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.5. The transverse section of the telencephalon, 1800 µm level (abbreviation according to nomenclature) Ryc. 5.6. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 2100 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.6. The transverse section of the telencephalon, 2100 µm level (abbreviation according to nomenclature) Ryc. 5.7. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 2400 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.7. The transverse section of the telencephalon, 2400 µm level (abbreviation according to nomenclature) 118

Ryc. 5.8. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 2580 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.8. The transverse section of the telencephalon, 2580 µm level (abbreviation according to nomenclature) Ryc. 5.9. Przekrój poprzeczny przez kresomózgowie na poziomie 2700 µm (skróty wg nomenklatury) Fig. 5.9. The transverse section of the telencephalon, 2700 µm level (abbreviation according to nomenclature) Na poziomie spoidła przedniego wykształca się jądro centralne (Vc), które wyraźnie róŝni się od innych jąder, tworząc niewielkie, zwarte skupisko neuronów (ryc. 5.6). Vc pojawia się na poziomie 2060 µm i ciągnie do 2390 µm, ma długość 330 µm. Składa się ze średniej wielkości, mocno zabarwionych komórek nerwowych o duŝym zagęszczeniu, otoczonych przez włókna MFB oraz LFB. Liczba neuronów w części kaudalnej Vc stopniowo maleje, prowadząc do całkowitego zaniku tego jądra. W części tylnej rejonu brzusznego kresomózgowia, kaudalnie w stosunku do spoidła przedniego, pojawia się jądro zaspoidłowe (Vp). Jego długość wynosi 610 µm, od 2180 do 2790 µm (ryc. 5.7-5.9). Komórki nerwowe Vp są małe i gęsto upakowane, a intensywność ich zabarwienia zwiększa się począwszy od środkowego odcinka tego jądra. Vp wypierane jest przez jądro międzymózgowia (NPO) w kierunku bocznym, ale granica między tymi ośrodkami nie jest jednoznaczna. W obrębie części brzusznej Vp moŝna wyróŝnić niewielkie, chociaŝ wyraźne skupisko komórek nerwowych, stanowiące jądro pośrednie (Vi). Jądro to pojawia się na poziomie 2380 µm i ciągnie do 2430 µm, ma więc długość 50 µm (ryc. 5.7). Vi składa się z bardzo małych, gęsto upakowanych oraz jasnych neuronów, co od119

róŝnia je od ciemnych komórek nerwowych tworzących Vp. W końcowym odcinku Vi płynnie przechodzi w Vp. Najbardziej charakterystycznym ośrodkiem rejonu brzusznego kresomózgowia jest jądro wewnątrzkonarowe (EN), którego długość wynosi 410 µm. Rozpoczyna się ono na poziomie 2490 µm, a kończy na 2900 µm (ryc. 5.8-5.9). Jądro to tworzy zwartą masę neuronów o szczególnie duŝym zagęszczeniu. Ponadto komórki te są małe i bardzo intensywnie zabarwione, co wpływa na specyfikę tego jądra (ryc. 6.4). Kaudalny odcinek EN ulega znacznej redukcji i przedłuŝa się na obszar międzymózgowia. Kresomózgowie grzbietowe Area dorsalis telencephali (D) połoŝone jest w grzbietowo-bocznej części kresomózgowia i zajmuje znaczną część półkuli mózgowej. Przykrywa area ventralis telencephali od strony bocznej i grzbietowej. W obrębie tego rejonu wyróŝniono następujące ośrodki: area dorsalis telencephali, zona centralis (Dc), area dorsalis telencephali, zona medialis (Dm), area dorsalis telencephali, zona dorsalis (Dd), area dorsalis telencephali, zona lateralis (Dl), area dorsalis telencephali, zona posterior (Dp). Część centralną kresomózgowia stanowi strefa środkowa (Dc). OdróŜnia się ona znacznie od innych otaczających ją stref ze względu na jasny neuropil i charakterystyczne szczeliny wokół niej (ryc. 5.1-5.8). Strefa środkowa składa się z dwóch części: Dc1 i Dc2. Jako pierwsza pojawia się Dc1, która ciągnie się na długości 2660 µm, od 1 do 2660 µm. Ośrodek ten tworzą duŝe, okrągłe i intensywnie zabarwione neurony, które są bardzo rozproszone. Z kolei Dc2 rozpoczyna się na poziomie 310 µm, a kończy na 2170 µm, co stanowi 1860 µm. Komórki nerwowe tego ośrodka są duŝe i intensywnie zabarwione, ale w przeciwieństwie do Dc1 mają wydłuŝony kształt, a ich stopień zagęszczenia, początkowo wysoki, maleje ku tyłowi. Część kaudalna Dc2 ulega stopniowemu zanikowi, podczas gdy Dc1 przedłuŝa się prawie do końca kresomózgowia. Część dorsomedialną kresomózgowia stanowi osobny, dość dobrze wykształcony płat, który tworzy strefa przyśrodkowa (Dm) (ryc. 5.1-5.9). Rozciąga się ona na całej długości półkuli mózgowej i złoŝona jest z czterech części: Dm1, Dm2, Dm3 i Dm4, przy czym najlepiej rozwinięte są ostatnie dwa ośrodki. Dm1 pojawia się na poziomie 90 µm i ciągnie do 920 µm, ma więc długość 830 µm. Ten niewielki ośrodek składa się z jasnych i nieco ciemniej zabarwionych, zwłaszcza w odcinku rostralnym, komórek nerwowych średniej wielkości, rozproszonych w neuropilu. Część kaudalna Dm1 zlewa się z przylegającym doń Dc1. Dm2 rozpoczyna się nieznacznie kaudalnie w stosunku do Dm1, na poziomie 200 µm, a kończy na 1050 µm. Jego długość wynosi 850 µm. Ośrodek ten charakteryzuje się obecnością średniej wielkości, mocno zabarwionych neuronów, które wykazują dość gęste upakowanie. Ekspansja Dm3 powoduje ostatecznie rozerwanie Dm2 w jego części środkowej, a następnie ośrodek ten całkowicie zanika. Dm3 pojawia się w grzbietowej części kresomózgowia, na poziomie 340 µm, i ciągnie się prawie do końca półkuli mózgowej, do 2760 µm, ma więc długość 2420 µm. Od środkowego odcinka ośrodek ten przesuwa się w kierunku bocznym w miarę, jak od strony przyśrodkowej 120

Ryc. 6.1. Area dorsalis telencephali, zona medialis 3 w powiększeniu Fig. 6.1. The enlargement of the area dorsalis telencephali, zona medialis 3 Ryc. 6.2. Area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars ventralis 1 i area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars ventralis 2 w powiększeniu Fig. 6.2. The enlargement of the area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars ventralis 1 and area dorsalis telencephali, zona lateralis, pars ventralis 2 pojawia się Dm4. Komórki nerwowe Dm3 są z reguły duŝe i dość intensywnie zabarwione, przy czym w rostralnym odcinku przewaŝają jasne neurony, natomiast w odcinku kaudalnym oprócz komórek znacznych rozmiarów pojawiają się takŝe małe. Cechą charakterystyczną Dm3 jest specyficzny neuropil (ryc. 6.1), zorganizowany w pionowe pasma zbiegające się w okolicy wiązki LFB. Ten najbardziej rozległy ośrodek strefy przyśrodkowej ulega stopniowo całkowitej redukcji. Ostatnią, najbardziej kaudalną częścią strefy przyśrodkowej jest Dm4, która pojawia się w okolicy grzbietowo-przyśrodkowej kresomózgowia i osiąga długość 2250 µm. Ciągnie się od 650 µm do końca półkuli mózgowej (2900 µm). Wentralna ściana Dm4 stanowi granicę między rejonem grzbietowym a brzusznym kresomózgowia. Ośrodek ten tworzą intensywnie zabarwione komórki nerwowe o duŝym zagęszczeniu, które osadzone są w równieŝ ciemnym neuropilu. Neurony te w odcinku początkowym oraz końcowym Dm4 cechują się średnimi rozmiarami, a w części środ121

kowej są małe i wykazują specyficzny układ w formie promieni rozchodzących się w kierunku lateralnym. Największe skupisko tych komórek, stanowiące centrum Dm4, znajduje się w części przyśrodkowej, która graniczy z komorą kresomózgowia. Rozrost Dm4 prowadzi do spychania Dm3 w kierunku bocznym, a następnie ośrodek ten zanika wraz z końcem kresomózgowia. Strefa grzbietowa (Dd) jest zbliŝona morfologicznie i topograficznie do strefy bocznej (Dl) i stanowi trudny do wyznaczenia ośrodek rejonu grzbietowego kresomózgowia ze względu na brak jednoznacznych róŝnic cytoarchitektonicznych między tymi dwoma strefami. Mimo to ustalono, Ŝe Dd pojawia się na poziomie 410 µm i kończy na 2700 µm, ma długość 2290 µm (ryc. 5.2-5.9). Rostralny odcinek Dd o charakterystycznym bardzo ciemnym neuropilu tworzą małe, intensywnie zabarwione i gęsto upakowane neurony, które zorganizowane są początkowo w trzy biegnące równolegle do siebie pasy, następnie dwa, a na końcu pozostaje tylko pojedyncze pasmo komórek nerwowych (ryc. 6.3). Pasma te biegną na całej długości rostralnego Dd, ale są one skoncentrowane tylko w jego części środkowej, podczas gdy pozostały obszar Dd jest pozbawiony komórek. W odcinku kaudalnym tego ośrodka neurony stają się większe i jaśniejsze, a ich regularny układ zmienia się na rzecz chaotycznego rozproszenia. W miarę zbliŝania się do końca półkuli mózgowej Dd stopniowo zanika. Strefa boczna (Dl) rozciąga się na całej długości kresomózgowia w jego części dorsolateralnej i wentrolateralnej, stanowiąc znaczną część półkuli mózgowej (ryc. 5.1-5.9). Strefa ta złoŝona jest z kilku komponentów, które ze względu na lokalizację moŝna podzielić na: podgrupę grzbietową (Dld), brzuszną (Dlv) oraz tylną (Dlp). Dld tworzy dwie subpopulacje komórek: Dld1, która leŝy bardziej rostralnie i w części grzbietowo-bocznej Dl, oraz Dld2, połoŝoną nieco kaudalnie i przyśrodkowo w stosunku do Dld1. Ośrodki te moŝna łatwo od siebie odróŝnić, poniewaŝ róŝnią się wielkością neuronów i strukturą neuropilu. Dld1 rozpoczyna się na poziomie 190 µm i ciągnie do 1860 µm, ma długość 1670 µm. DuŜe i średniej wielkości komórki nerwowe tego ośrodka są intensywnie zabarwione i dość gęsto upakowane. Dld2 ciągnie się od 700 µm do końca kresomózgowia (2900 µm) i osiąga Ryc. 6.3. Area dorsalis telencephali, zona dorsalis w powiększeniu Fig. 6.3. The enlargement of the area dorsalis telencephali, zona dorsalis 122

Ryc. 6.4. Area ventralis telencephali, nucleus postcommissuralis oraz nucleus entopeduncularis w powiększeniu Fig. 6.4. The enlargement of the area ventralis telencephali, nucleus postcommissuralis and nucleus entopeduncularis długość 2200 µm. Komórki nerwowe Dld2 róŝnią się od tworzących Dld1 tym, Ŝe są małe i osadzone w ciemnym, piankowatym neuropilu. Zagęszczenie tych mocno zabarwionych neuronów jest początkowo małe, ale wzrasta w miarę powiększania się ośrodka. Końcowy odcinek Dld2 stanowi najbardziej kaudalnie wysuniętą część strefy bocznej. Pierwszym pojawiającym się w kresomózgowiu ośrodkiem strefy bocznej, połoŝonym w części brzusznej półkuli mózgowej, jest Dlv. Podobnie jak Dld, tworzy on dwie subpopulacje komórek: rozległą Dlv1 i znacznie mniejszą Dlv2 (ryc. 6.2). Dlv1 pojawia się na poziomie 80 µm, a kończy na 2600 µm, ma zatem długość 2520 µm. Neurony w początkowym odcinku tego ośrodka są średniej wielkości, a następnie przewaŝają komórki małe, mocno zabarwione i dość gęsto upakowane. W końcowym odcinku Dlv1 stopniowo zanika na skutek rozrostu Dp. Z kolei Dlv2 jest niewielkim ośrodkiem długości 570 µm, który pojawia się na poziomie 1410 µm, a kończy na 1980 µm. Komórki nerwowe Dlv2 są średniej wielkości, co odróŝnia je od neuronów Dlv1, a ponadto są dość intensywnie zabarwione i stosunkowo gęsto upakowane. Kaudalny odcinek tego ośrodka zastępowany jest przez Dp. W części tylnej strefy bocznej wykształca się Dlp. Ośrodek ten ciągnie się od 1220 µm do 2680 µm, ma długość 1460 µm. Neurony, które tworzą ten ośrodek, są intensywnie zabarwione, średniej wielkości, a stopień ich zagęszczenia jest stosunkowo mały. Dlp ulega stopniowemu zmniejszeniu rozmiarów w miarę zbliŝania się do końca kresomózgowia, po czym zanika całkowicie. Strefa tylna (Dp), podobnie jak Dd, jest topograficznie zbliŝona do Dl, ale granica między tymi dwoma ośrodkami jest w tym przypadku bardziej oczywista. Dp pojawia się w części kaudalnej kresomózgowia, zastępując Dlv2, i osiąga długość 910 µm (ryc. 5.6-5.9). Strefa ta ciągnie się od 1990 µm do końca kresomózgowia 123

(2900 µm). Neurony tworzące Dp są małe i jasne, co odróŝnia je od Dlv2, a stopień ich zagęszczenia jest stosunkowo duŝy. Dp stanowi najbardziej kaudalną część rejonu grzbietowego kresomózgowia, która w niewielkim stopniu przedłuŝa się na obszar międzymózgowia. DYSKUSJA W nielicznych dotąd pracach przedstawiono cytoarchitektonikę kresomózgowia róŝnych gatunków Teleostei. Wynika z nich, Ŝe liczba ośrodków nerwowych i ich topografia moŝe się znacznie róŝnić między odmiennymi taksonami w obrębie tej grupy kręgowców (Cerda-Reverter i in. 2001). Ogólna organizacja kresomózgowia u Acanthurus lineatus jest podobna do opisanej u innych naleŝących do Perciformes Sparus aurata (Munoz-Cueto i in. 2000) i Dicentrarchus labrax (Cerda-Reverter i in. 2001), przy czym relatywna wielkość poszczególnych ośrodków i ich liczba, zwłaszcza w odniesieniu do subpopulacji komórek nerwowych, moŝe w niewielkim stopniu odbiegać od opisanych nawet u stosunkowo bliskich filogenetycznie gatunków. Rejon brzuszny kresomózgowia wykazuje względnie stały wzór organizacji w róŝnych rzędach Teleostei, jednak jego wielkość moŝe się znacznie róŝnić, co uzaleŝnione jest m.in. od rozmiarów opuszek węchowych (Nieuwenhuys 1963). U Acanthurus lineatus rozpoznano te same jądra, co u innych gatunków naleŝących do Perciformes, tj. Betta splendens (Marino-Neto i Sabbatini 1988), Sparus aurata (Munoz-Cueto i in. 2000) i Dicentrarchus labrax (Cerda-Reverter i in. 2001), jak równieŝ u pozostałych promieniopłetwych. Jądrami tymi są: nucleus dorsalis (Vd), nucleus ventralis (Vv), nucleus lateralis (Vl), nucleus supracommissuralis (Vs), nucleus centralis (Vc), nucleus postcommissuralis (Vp), nucleus intermedialis (Vi), nucleus entopeduncularis (EN). Według Northcutta i Davisa (1983) oraz Dieza i in. (1986) niektóre jądra rejonu brzusznego kresomózgowia są wyjątkowo zmienne i nie występują we wszystkich taksonach Actinopterygii. Do jąder tych naleŝą rzadko występujące Vn (nucleus nother), Vi, a takŝe Vc. Pozostałe grupy neuronów, tj. Vd, Vv, Vl, Vs, Vp oraz EN, niezmiennie tworzą area ventralis telencephali w róŝnych grupach promieniopłetwych. Z powodu róŝnego stopnia ewersji części grzbietowej kresomózgowia i róŝnic w hipertrofii poszczególnych ośrodków nerwowych w róŝnych taksonach promieniopłetwych rejon ten wykazuje większą zmienność niŝ część brzuszna (Cerda- -Reverter i in. 2001). U Acanthurus lineatus, podobnie jak u innych gatunków, area dorsalis telencephali silnie rozrasta się, zajmując znaczny obszar półkuli mózgowej. Zgodnie z podziałem zastosowanym przez Nieuwenhuysa (1963), a później takŝe przez Northcutta i Davisa (1983), u większości gatunków wyróŝnia się cztery strefy podłuŝne: przyśrodkową, grzbietową, boczną i tylną, które znajdują się na peryferiach półkul, i pojedynczą strefę środkową otoczoną wyŝej wymienionymi strukturami. Podział rejonu grzbietowego kresomózgowia Acanthurus lineatus nie odbiega od tego, który został zaproponowany przez Nieuwenhuysa (1963) oraz Northcutta i Davisa (1983), ale wydzielenie podgrup tych stref jest niekiedy odmienne ze względu na róŝnice w cytoarchitektonice poszczególnych ośrodków. 124

PODSUMOWANIE Badania cytoarchitektoniczne kresomózgowia gatunku Acanthurus lineatus, oparte na analizie skrawków histologicznych barwionych metodą Nissla, wykazały obecność 23 ośrodków zorganizowanych w dwa rejony: area dorsalis telencephali (13 ośrodków) oraz area ventralis telencephali (10 ośrodków). W rejonie brzusznym kresomózgowia u Acanthurus lineatus wyróŝniono wszystkie jądra występujące u innych Teleostei (Vd, Vv, Vs, Vp, Vc, Vi, Vl, EN), z wyjątkiem rzadko występującego u promieniopłetwych Vn. Ponadto topografia i cytoarchitektonika tych jąder jest podobna do opisywanej u innych gatunków. Tylko u badanego przeze mnie gatunku dodatkowo jądro centralne i boczne podzielono na dwa komponenty: Vc1 i Vc2 w przypadku nucleus centralis oraz Vl1 i Vl2 w przypadku nucleus lateralis. U Acanthurus lineatus wyróŝniono pięć stref rejonu grzbietowego kresomózgowia: przyśrodkową (Dm), grzbietową (Dd), boczną (Dl), środkową (Dc) i tylną (Dp). Area dorsalis telencephali, zona centralis (Dc) zostało podzielone na dwie części: Dc1 i Dc2. Z kolei w area dorsalis telencephali, zona medialis (Dm) wyróŝniono cztery podgrupy: Dm1, Dm2, Dm3 i Dm4. Area dorsalis telencephali, zona dorsalis (Dd) stanowi pojedynczą strefę, podobnie jak area dorsalis telencephali, zona posterior (Dp), która oddzielona jest od rejonu brzusznego kresomózgowia głęboką bruzdą. Area dorsalis telencephali, zona lateralis (Dl) jest natomiast najbardziej zło- Ŝoną strefą rejonu grzbietowego i składa się z trzech głównych części: grzbietowej (Dld), brzusznej (Dlv) i tylnej (Dlp), a Dld i Dlv dodatkowo zostały podzielone na Dld1 i Dld2 oraz Dlv1 i Dlv2. LITERATURA Butler A.B., Hodos W. 2005. Comparative Vertebrate Neuroanatomy: Evolution and Adaptation. Wiley-Liss, New York. Cerda-Reverter J.M., Zanuy S., Munoz-Cueto J.A. 2001. Cytoarchitectonic study of the brain of perciform species, the sea bass (Dicentrarchus labrax). I. The telencephalon. J. of Morphology, 247: 217-228. Davenport H.A. 1960. Histological and Histochemical Techniques. W.B. Sanders Co., Philadelphia. Diez C., Lara J., Alonso J.R., Miguel J.J., Aijon J. 1986. Microscopic structure of the brain of Barbus meridionalis Risso. I. Telencephalon. J. Hirnforsch., 28:255-269. Froese R., Pauly D. 2006. FishBase. [http://www.fishbase.org]. Marino-Neto J., Sabbatini R.M.E. 1988. A stereotaxic atlas for the telencephalon of the fighting fish (Betta splendens). Brazilian J. of Medicine and Biological Research, 21: 971-86. Munoz-Cueto J.A., Sarasquete C., Zohar Y., Kah O. 2000. An Atlas of the Brain of the Gilthead Seabream (Sparus aurata). A Maryland Sea Grant Publication Collage Park, Maryland. Nelson J.S. 2006. Fishes of the World. John Wiley & Sons Inc., New Jersey. Nieuwenhuys R. 1963. The comparative anatomy of the actinopterygian forebrain. J. Hirnforsch., 6: 172-192. 125

Northcutt R.G., Davis R.E. 1983. Telencephalic organization in ray-finned fishes. W: Fish Neurobiology: Higher Brain Areas and Functions, vol. 2. R.E. Davis, R.G. Northcutt (red.). University of Michigan Press, Ann Arbor: 203-236. Oleszkiewicz M. 1994. Encyklopedia zwierząt. Ryby. Elipsa, Warszawa. Peter R., Gill V.E.A. 1975. A stereotaxic atlas and technique for forebrain nuclei of the goldfish, Carassius auratus. J. of Comparative Neurology, 159: 69-101. Wullimann M.F., Rupp B., Reichert H. 1996. Zebrafish Brain. Birkhaeuser Verlag, Berlin. 126