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材料與方法
使用深海潛水器“阿爾文號”在黑崖海丘(32°29.623'N 76°11.467'W;2155米;2003年7月-8月)從活蛤床(N=13)、蛤殼床(N=19)和混合床(N=5)采集推桿巖心(直徑6.35厘米,長度30厘米)。還從無非滲口背景沉積物(無囊蛤殼或其他通量指示劑)采集了推桿巖心(N=7)。
巖心回收后儲存在冷室(4°C)中,并通過將UNISENSE鉑Eh電極(直徑0.5毫米;長度3毫米)插入沉積物表面,獲得未擾動巖心的垂直氧化還原電位(mV)剖面(1厘米間隔)。氧化還原電位在連接至懸浮在上覆水中的飽和甘汞電極的便攜式pH-毫伏計(Denver Instruments)上讀取。通過測量溶解在緩沖液(pH 4,7)中的醌氫醌的氧化還原電位來驗證電極的校準。
每個推桿巖心收集0到48個活蛤(最大殼長:28.3毫米)。每個巖心中的蛤在處理前在4°C下保存長達6小時。測量殼長(±0.1毫米),并記錄生活在蛤外套腔內的鸚鵡螺蟲多毛類(Vesicomyicola trifurcatus; Dreyer等人,2004)的數量。解剖的蛤組織在戴維森氏液中固定24小時,并儲存在70%乙醇中。
選取代表所有可用大小的60個蛤(43個來自活床,17個來自混合床)的子集,在乙醇系列中脫水并包埋在石蠟中。切割蛤前部、中部和后部區域的全動物橫截面(6微米厚),并用蘇木精和伊紅(H&E)染色。由于缺乏對該蛤物種寄生蟲多樣性的先前研究,我們依靠識別組織中的異常細胞類型或狀況,然后咨詢貝類病理學家(E. Burreson,弗吉尼亞海洋科學研究所)將寄生蟲形態類型分類到病毒樣或細菌樣包涵體的水平。使用大小、形狀、質地、顏色和感染組織來區分不同的形態類型。使用光學顯微鏡檢查每個蛤的50個橫截面的鰓、外套膜、足、性腺和消化組織。在評估載玻片時,不知道每個蛤的采集地點(活床或混合床)。
寄生蟲尺寸報告為從5到25個個體測量值的平均值。確定每個個體的寄生蟲密度(基于每個個體檢查50個橫截面的平均每橫截面數量)和血細胞浸潤的存在/不存在,并根據這些數據計算寄生蟲流行率(感染個體百分比)。
使用Spot相機(Diagnostic Instruments)記錄蛤切片中的組織質量、寄生蟲形態類型和免疫反應。使用Adobe Photoshop進行對比度調整。
結果
沉積物化學
來自蛤床(圖2A)和混合床(圖2B)的推桿巖心沉積物上部2厘米是氧化的(約+200 mV);2厘米以下,沉積物是還原的(約-200 mV)。來自蛤殼床的推桿巖心中的沉積物(圖2C)在整個巖心中都是還原的(約-200 mV)。從背景沉積物收集的推桿巖心中的沉積物(圖2D)在整個巖心中都是氧化的(約+200 mV)。
圖 2.黑崖海丘囊蛤推桿巖心中的沉積物氧化還原剖面。(A) 活蛤床,(B) 混合(活蛤和蛤殼)床,(C) 蛤殼床,(D) 背景(非滲口)沉積物。誤差線代表平均值±1個標準誤(N=7-19個巖心)。
微寄生蟲類型
在黑崖海丘囊蛤的組織切片中觀察到六種形態類型的微寄生蟲:病毒樣外套膜和鰓上皮包涵體、細菌性腸道包涵體、鰓中的類立克次體菌落、鰓組織的細菌感染和一種原生生物寄生蟲。超過一半(60%)的受檢個體寄宿了至少一種這些寄生蟲因子。
病毒樣包涵體 I. 病毒包涵體 I(直徑10微米)位于外套膜組織中(圖3A,B)。球形或卵圓形包涵體呈嗜酸性,在光學顯微鏡下缺乏可辨別的內部結構,并具有蠟樣、玻璃紙狀特征。包涵體周圍的外套膜組織出現退化,偶爾有輕微的血細胞浸潤與這些包涵體相關。病毒樣包涵體 I 出現在8%的受檢個體中;感染密度范圍為每橫截面0到0.24個包涵體。
病毒樣包涵體 II. 在鰓上皮細胞中發現了一種較小的(直徑5微米)病毒樣包涵體(圖3C,D)。與病毒樣包涵體 I 一樣,在光學顯微鏡水平上沒有明顯的內部結構,包涵體以卵形或球形和玻璃紙狀、嗜酸性外觀為特征,包涵體周圍有一圈狹窄的(約1微米)透明組織。沒有明顯的組織損傷,也從未觀察到與病毒樣包涵體 II 相關的血細胞反應。病毒樣包涵體 II 記錄在3%的蛤中,感染密度范圍為每橫截面0到0.06個包涵體。
類立克次體鰓包涵體. 在14%的蛤中觀察到細菌性鰓包涵體。在一個案例中,在鰓絲中記錄了一個較大的、顆粒狀的、直徑為20微米的類立克次體菌落(圖4A)。其他類立克次體鰓包涵體較小,直徑約8微米(圖4B)。未觀察到與類立克次體包涵體相關的病理變化,盡管因容納包涵體導致鰓部有輕微變形。類立克次體鰓包涵體感染密度范圍為每橫截面0到0.06個包涵體。
細菌性腸道包涵體. 在10%的蛤中觀察到消化上皮細胞中一個或多個小的(直徑2-3微米)、球形的包涵體(圖4C,D)。這些包涵體與消化組織的局部(1-2微米內)退化相關,并被解釋為細菌,盡管我們不能排除其他可能性(例如壞死血細胞)。感染密度范圍為每橫截面0到0.04個包涵體。
細菌感染 I. 細菌寄生最具致病性的實例出現在28%的個體中。這種感染被稱為細菌感染 I,其特征是桿狀細菌在鰓絲之間和之中大面積、彌散的聚集(圖4E,F)。由于這些感染并不總是完全被宿主組織包圍,因此未使用“包涵體”一詞。細菌感染 I 總是與血細胞浸潤相關(每個橫截面有幾個到幾百個血細胞的聚集體[直徑200微米])。血細胞包圍并浸潤細菌團塊,有時它們自身也被一個清晰的邊界包圍,表明被細菌空泡化。與細菌感染相鄰的鰓絲顯示出細菌細胞退化、斷裂和空間破壞的證據(圖4F)。
原生生物 I. 原生生物 I 是最流行的寄生蟲,存在于35%的受檢蛤的鰓中。原生生物 I 的感染密度范圍為每橫截面0到0.24個包涵體。原生生物 I 呈球形(直徑15微米;范圍=8微米至22微米),包在細胞壁內,通常被一個1微米到2微米厚、不規則、透明的光暈所包圍(圖5A,B)。較大標本的光暈最為明顯,寄生蟲內部呈現明顯的顆粒狀外觀,而較小的原生生物 I 寄生蟲內部往往不那么不透明且缺乏顆粒度。較小的原生生物 I 標本通常不與宿主反應相關,但較大的個體(>14微米)有時會引發包裹作用,這是一種涉及識別和隔離異物的特征性防御反應(Smolowitz等人,1997)。除了鰓結構的局部破壞和透明光暈外,沒有與此寄生蟲類型相關的病理變化。
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