نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 عضو هیات علمی دانشگاه رازی کرمانشاه، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
2 دانش آموخته کارشناس ارشد دانشگاه لرستان
3 عضو هیات علمی دانشگاه لرستان، دانشکده دامپزشکی، گروه علوم پایه
چکیده
اندام وومرونازال در مارها از نمو بسیاری برخوردار است و در جفت یابی و شکار صید نقش دارد. برای پی بردن به ویژگیهای هیستومورفومتری این ساختار تعداد 5 نمونه از گونۀ Eirenis collaris و 6 نمونه از گونۀ Typhlops vermicularis، از زیستگاه طبیعی جمع آوری شدند. پس از مطالعات بیومتری و تشریحی، تنها سر مارها برای مطالعات بافت شناسی آماده گردیدند. بررسیهای تشریحی و بافتی نشان داد که در این گونهها اندام وومرونازال شامل یک جفت ساختار لوله-مانند است که در سقف دهان و زیر حفرۀ بینی قرار میگیرد و از طریق کانالی در کام با حفرۀ دهانی در ارتباط است ولی هیچ ارتباطی بین آن و حفرۀ بینی دیده نمیشود. دیوارۀ این اندام توسط سه نوع اپیتلیوم (حسی، غیرحسی و بینابینی) مفروش میگردد. با وجود تشابهات بسیاری که بین اندام وومرونازال این دو گونه مشاهده شد تفاوتهایی نیز بین آنها وجود دارد. ابتدا اینکه اندازۀ این اندام در E. collaris بزرگتر بوده و برخلاف گونۀ T. vermicularis غضروف تیغۀ بینی در کپسول این اندام مشارکت نمیکند. همچنین اپیتلیوم حسی در E. collaris از تعداد لایههای سلولی بیشتری تشکیل میشود و مرز مشخصی بین سلولهای راسی و زیرین وجود دارد. به علاوه، اپیتلیوم غیرحسی روی جسم قارچی در هر دو گونه مژه دار ولی در E. collaris از نوع مکعبی مطبق و در T. vermicularisاستوانهای ساده است. بطور کلی، این تحقیق نشان داد که اندام وومرونازال در E. collaris از نمو بیشتری از همتای خود در T.vermicularis دارد که این تفاوت در سبک زندگی آنها نیز منعکس میگردد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Comparison of anatomical and histological characteristics of vomeronasal organ in two aglypha snakes of Eirenis collaris and Typhlops vermicularis
نویسندگان [English]
1 Razi University
2 University of Lorestan
3 University of Lorestan
چکیده [English]
In snakes Vomeronasal organ (VNO) is a well-developed organ involved in both mating and hunting. To investigate histomorphometry on this organ, 5 individuals of Eirenis collaris and 6 specimens of Typhlops vermicularis were collected from their natural habitats. Following biometrical and anatomical examinations, only the head of specimens were processed for histological assessments. Based on our studies, it was found that as other snakes, in these species the VNO is a tubular structure located at the roof of the oral cavity just beneath the nasal cavity. This organ through a canal opens to the oral cavity but there is no connection between the VNO and the nasal cavity. Histologically, the wall of VNO is covered with three epithelia (sensory, non-sensory and intermediary). Despite many similarities, some differences were also found between E. collaris and T. vermicularis. In addition to a lager size of the VNO in E. collaris than T. vermicularis, the nasal septum in E. collaris does not participate in the capsule surrounding the organ. In addition, the sensory epithelium in T. vermicularis is thinner than the same epithelium in E. collaris where there is a distinct boundary between columnar apical cells and underlying cells. Moreover, the epithelium covering the mushroom body is a ciliated columnar in T. vermicularis but this tissue is ciliated stratified cuboidal in E. collaris. In general, this study showed the VNO in E. collaris is more developed than its corresponding organ in T. vermicularis and this difference is also reflected in their living manner.
کلیدواژهها [English]
مقایسه ویژگیهای تشریحی و بافت شناسی اندام وومرونازال در دو مار غیرسمی
Eirenis collaris و Typhlops vermicularis
احمد قارزی1*، پریسا یوسفی2 و محسن عباسی3
1 کرمانشاه، دانشگاه رازی، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
2 خرم آباد، دانشگاه لرستان، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
3 خرم آباد، دانشگاه لرستان، دانشکده دامپزشکی، گروه علوم پایه
تاریخ دریافت: 10/10/93 تاریخ پذیرش: 19/11/94
چکیده
اندام وومرونازال در مارها از نمو بسیاری برخوردار است و در جفت یابی و شکار صید نقش دارد. برای پی بردن به ویژگیهای هیستومورفومتری این ساختار تعداد 5 نمونه از گونۀ Eirenis collaris و 6 نمونه از گونۀ Typhlops vermicularis، از زیستگاه طبیعی جمع آوری شدند. پس از مطالعات بیومتری و تشریحی، تنها سر مارها برای مطالعات بافت شناسی آماده گردیدند. بررسیهای تشریحی و بافتی نشان داد که در این گونهها اندام وومرونازال شامل یک جفت ساختار لوله-مانند است که در سقف دهان و زیر حفرۀ بینی قرار میگیرد و از طریق کانالی در کام با حفرۀ دهانی در ارتباط است ولی هیچ ارتباطی بین آن و حفرۀ بینی دیده نمیشود. دیوارۀ این اندام توسط سه نوع اپیتلیوم (حسی، غیرحسی و بینابینی) مفروش میگردد. با وجود تشابهات بسیاری که بین اندام وومرونازال این دو گونه مشاهده شد تفاوتهایی نیز بین آنها وجود دارد. ابتدا اینکه اندازۀ این اندام در E. collaris بزرگتر بوده و برخلاف گونۀ T. vermicularis غضروف تیغۀ بینی در کپسول این اندام مشارکت نمیکند. همچنین اپیتلیوم حسی در E. collaris از تعداد لایههای سلولی بیشتری تشکیل میشود و مرز مشخصی بین سلولهای راسی و زیرین وجود دارد. به علاوه، اپیتلیوم غیرحسی روی جسم قارچی در هر دو گونه مژه دار ولی در E. collaris از نوع مکعبی مطبق و در T. vermicularisاستوانهای ساده است. بطور کلی، این تحقیق نشان داد که اندام وومرونازال در E. collaris از نمو بیشتری از همتای خود در T.vermicularis دارد که این تفاوت در سبک زندگی آنها نیز منعکس میگردد.
کلمات کلیدی: اندام وومرونازل، اپیتلیوم حسی، بافت شناسی، مار، جسم قارچی
نویسنده مسئول، تلفن: 06642330177 ، پست الکترونیکی: ahgharzi@yahoo.com
مقدمه
اندامهای حسی مارها بطور بینظیری با آنچه که در پستانداران و یا سایر جانوران دیده میشود متفاوت است. بیشتر خزندگان به حس بینایی خود برای شناسایی طعمه و شکارگران متکی هستند. حس شنوایی نیز یکی از حسهای مهم در خزندگان است، لیکن مارها فاقد پرده صماخ بوده و فقط فرکانسهای با طول موج کوتاه را تشخیص میدهند. مارها اساساً به حسهای بویایی و لامسۀ خود وابسته اند (18). مارها فاقد پلک متحرک بوده و حرکات چشم آنها بسیار محدود است. آنها همچنین فاقد گوش خارجی، گوش میانی و پردۀ صماخ میباشند و فقط ارتعاشات صوتی بسیار محدودی را تشخیص میدهند (19). بر خلاف حواس بینایی و شنوایی، حس بویایی در مارها بسیار توسعه یافته است، به این ترتیب که علاوه بر سیستم بویایی اصلی که شامل سوراخهای بینی، حفرات بینی و لوب بویایی اصلی است دارای یک سیستم درک شیمیایی فرعی بنام سیستم وومرونازال
(vomeronasal system) میباشند (21و29). جزء اصلی این سیستم شامل یک جفت اندام ژاکوبسون یا اندام وومرونازال (VNO) است که در سقف حفرۀ دهانی وجود دارد. مارها با بیرون آوردن زبان خود از دهان از مواد شیمیایی محیط خود نمونه برداری میکنند (11 و 29). سپس زبان به درون دهان کشیده شده و نوک آن در تماس با اپیتلیوم حسی اندام وومرونازال قرار میگیرد و این اندام ایمپالسهای عصبی به مغز ارسال و در نهایت پس از تجزیه و تحلیل پیام، حیوان از شرایط محیط پیرامون خود مطلع میگردد. در مارهای گارتنر (Gartner snakes) که فاقد زبان هستند مواد شیمیایی روی لبها که مربوط به مواد غذایی در دسترس آنهاست از طریق انتشار به اپیتلیوم حسی این اندام میرسد (9، 13و 23).
اندام وومرونازال در اکثر مهرهداران چهارپا از جمله دوزیستان (21)، لاکپشتان، لپیدروسورینها (lepidosaurian) (13 و 17) و بیشتر پستانداران یافت میشود (8، 24، 28، 32، 37، 39، 41، 42، 43) و تنها در ماهیها و پرندگان و بعضی خزندگان (تمساحان و لاکپشتان) است که دیده نشده است (8 و 22). این اندام بطور اختصاصی در خزندگان فلسدار یا اسکواماتا (سوسماران و مارها) از رشد زیادی برخوردار است. عملکرد درک شیمیایی (chemoreception) این اندام در نحوۀ زندگی این جانوران بسیار اهمیت دارد بطوریکه عملاً در تمام فعالیتهای زیستی این خزندگان از قبیل جستجو برای غذا، شکار و تولید مثل نقش دارد (13). در اسکواماتا سیستم درک شیمیایی وومرونازال از نظر آناتومیکی و عملکردی از سیستم بویایی اصلی متمایز است. این سیستم بر خلاف سیستم موجود در سایر مهرهداران، ارتباط خود را با سیستم بویایی اصلی از دست داده و از طریق یک جفت منفذ اختصاصی که در کام قدامی وجود دارد با حفرۀ دهانی ارتباط برقرار میکند (35). علاوه بر اینکه این سیستم از نظر ساختاری از سیستم بویایی اصلی متمایز است، اعصاب خارج شده از این اندام نیز به بخش جداگانهای از لوب بویایی مغز (لوب بویایی فرعی) وارد شده و در داخل سیستم عصبی مرکزی هم حداقل تا حد هستههای بادامی (amygdaloid nuclei) بطور جدا از هم باقی میمانند. از نظر عملکردی تفاوت مهمی که بین این دو سیستم درک شیمیایی (سیستم بویایی اصلی و سیستم وومرونازال) وجود دارد این است که سیستم وومرونازال بوسیلۀ مولکولهای غیرفرار بزرگ که معمولاً طی عمل دم به سیستم بویایی اصلی نمیرسند تحریک میشود. از اینرو سیستم وومرونازال غالباً به عنوان یک اندام تخصص یافته برای درک مواد شیمیایی با وزن مولکولی زیاد در نظر گرفته میشود. بر عکس، سیستم بویایی اصلی برای درک مواد شیمیایی فرار و وزن مولکولی کم که به آسانی از طریق هوا تا مسافتهای زیاد انتشار مییابند اختصاص پیدا کرده است (6، 12، 30).
مطالعات زیادی بر روی اندام وومرونازال در مارها صورت گرفته است (31، 40، 44). اما بیشتر این مطالعات بر روی مار بدون زبان گارتنر و مارهای سمی از جمله مار زنگی محدود شده است. در مورد مار گارتنر نشان داده شده که این اندام در مکان یابی و ردگیری طعمه قبل از صید، جفتگیری، رفتار تهاجمی و حرکت جانور در محدودۀ قلمروش نقش دارد (5، 15، 20). در مارهای زنگی نیز این اندام در تنظیم رفتارهای قبل و بعد از نیش زدن نقش مهمی دارد بطوریکه بستن منفذ ارتباطی آن با دهان سبب محو این رفتارها میگردد (5 و 15).
اکثر مطالعات انجام شده روی اندام وومرونازال در مارها شامل تحقیقاتی است که روی مارهای سمی انجام گرفته که معمولاً از طعمههای بزرگ برای تغذیه استفاده میکنند و ضمنا دارای چشمان بزرگی هستند. فرضیه ای که مطرح است این است که در مارهای کوچک غیر سمی که از طعمههای کوچکتر استفاده میکنند و چشمان کوچکی نیز دارند احتمال میرود که این اندام از رشد بیشتری برخوردار باشد. لذا در این تحقیق مطالعه بر روی ساختار این اندام در مارهای کوچک غیرسمی انجام گرفت. همچنین برای اینکه مشخص کنیم آیا سبک و محیط زندگی بر روی ویژگیهای بافتی این اندام تاثیرگذار هست یا خیر از دو نوع مار غیر سمی که زیستگاهها و سبک زندگی متفاوتی دارند استفاده شد. به این منظور دو مار غیرسمی، Typhlops vermicolaris و Eirenis collaris، که متعلق به دو خانوادۀ مجزا میباشند انتخاب شدند. مار Typhlops vermicolaris یا مار کرمی شکل از خانوادۀ تیفلوپیده (Typhlopidae) طولی حدود 35 سانتیمتر دارد و به رنگ قهوهای روشن یا خاکستری و بدون نقش نگار خاصی دیده میشود. زیستگاه این مار در زیرخاک و تپه ماهورها است. این گونه در جنوب شرقی اروپا، و خاور میانه (ایران، عراق و سوریه) انتشار دارد و در ایران از استانهای آذربایجان شرقی، مرکزی، فارس، مازندران، کرمان، خوزستان و گیلان گزارش شده است. مار Eirenis collaris یا مار کوتوله از خانوادۀ کلوبریده (Colubridae) بوده که بدن آن به رنگ قهوهای روشن و دارای یک نوار عرضی سیاه یا قهوهای تیره در ناحیۀ پس سری است. این گونه در مناطق کوهستانی، نیمه صحرایی و شنزارها زندگی میکند و طول آن در زمان بلوغ به حدود 38 سانتی متر میرسد. مار کوتوله در کشورهای ترکیه، عراق، گرجستان، آذربایجان و ارمنستان انتشار داشته و در ایران در استانهای غربی کشور یافت میشود (3).
مار Eirenis collaris دارای بدنی قهوهای تا خاکستری است و در ناحیۀ پشت سر وجود نوار تیرهای آنرا مشخص میسازد. در این گونه یک فلس بینی وجود دارد و فلس مخرجی منقسم میباشد. همچنین در سطح پشتی 10 ردیف و در سطح شکمی 152 تا 177 ردیف فلس در آن دیده میشود. این گونه تخم گذار بوده و از حشرات و عنکبوتیان تغذیه میکند (شکل A1). مار Typhlops vermicolaris به رنگ قهوهای روشن و یا قرمز دیده میشود، دارای پوزهای کوتاه و ناحیۀ گردن نامشخص، دم کوتاه و ضخییم و چشمها کوچک است. این گونه نیز تخم گذار بوده و از مورچهها تغذیه میکند (شکل B1).
شکل 1- شکل ظاهری مار Eirenis collaris (A) و مار Typhlops vermicularis (B)
مواد و روشها
برای اینکار تعداد 6 نمونه مار (3 نر و 3 ماده) از گونۀ
T. vermicularis و 5 نمونه مار از گونۀ E. collaris (2 ماده و 3 نر) از روستای سیاهکله، شهرستان درود در استان لرستان جمع آوری و به آزمایشگاه منتقل شدند. نمونهها با قرار گرفتن در دسیکاتور حاوی کلروفرم بیهوش و با نگهداشتن بیشتر آنها در این شرایط کشته شدند. نمونهها سپس مورد بررسی بیومتریک و مریستیک قرار گرفته و با استفاده از کلید شناسایی معتبر شناسایی شدند. سپس با کمک قیچی و یا اسکالپل سر نمونهها قطع شده و سرها برای مدت یک هفته در محلول فرمالین نمکی 10% و در دمای ˚C4 قرار داده شدند. بعد از این مدت نمونهها برای مرحلۀ کلسیم زدایی وارد محلول گودینگ و استوارت شدند (35). مدت زمان لازم برای کلسیمزدایی، در مورد نمونههای مورد نظر حداقل 72 و حداکثر 96 ساعت بود که این موضوع بستگی به اندازه نمونه داشت. بعد از اتمام کلسیمگیری، جهت خروج اسید از بافت، نمونهها به مدت 13 ساعت در محلول سولفات سدیم 50% قرار داده شدند و سپس به مدت یک و نیم ساعت در آب جاری تحت شستشو قرار گرفتند. نمونهها بعد از این و تا شروع مرحلۀ آب گیری، در محلول اتانول 50% قرار داده شدند. آبگیری نمونهها با گذراندن آنها از داخل یک سری محلول الکلی (اتانول) با غلظت بالارونده (70%، 90% و 100% و هر کدام برای 3 ساعت) انجام شد. پس از آبگیری نمونهها با استفاده از محلول زایلول شفاف سازی شده و متعاقب آن مرحلۀ نفوذ دادن پارافین مذاب و سپس قالبگیری در مورد آنها صورت گرفت. با کمک یک میکروتوم دوار برشهایی متوالی به ضخامت 7-5 میکرومتر از نمونهها تهیه و برشها با ترکیبی از رنگهای هماتوکسیلین، ائوزین و یا متد اسیدپریودیک شیف (PAS) رنگ آمیزی شدند. برشهای بافتی تهیه شده در نهایت در زیر میکروسکوپ نوری مورد مطالعۀ کیفی (ویژگیهای بافت شناسی) و کمی شامل اندازهگیری قطر حفرۀ بینی، قطر اندام ومرونازال و فاصله دو کپسول ومرونازال قرار گرفتند. این اندازهگیریها با استفاده از گراتیکول مدرجی که روی عدسی چشمی نصب میشد انجام گردید.
نتایج
اندام وومرونازال (VNO) در مار Eirenis collaris همچون سایر مهره داران شامل یک جفت اندام لولهای شکل است که هریک در موقعیت قاعدهای- جانبی نسبت به حفرهی بینی قرار میگیرند. با توجه به بررسیهای کمی صورت گرفته متوسط طول هر یک این ساختارهای لولهمانند در مار مورد مطالعه 640 میکرومتر اندازهگیری شد. در حالت کلی هر یک از این زوج اندام لولهمانند در مقطع عرضی بصورت گلابی شکل بوده ولی در طول اندام اشکال بیضی و تا حدی مثلثی نیز دیده میشود. این اندام از پیرامون توسط کپسولی استخوانی- غضروفی احاطه میشود. کپسول VNO در ابتدای اندام کامل است و فاقد بافت همبند در لابلای بافت استخوانی و غضروفی است. لومن (فضای داخلی) اندام به سبب وجود جسم قارچی (mushroom body)، به صورت C شکل در آمده است. جسم قارچی یک برآمدگی قارچ مانند از بخش شکمی یا شکمی-جانبی اندام است که به درون لومن پیشروی میکند (شکل 2).
در این گونه VNO از انتهای یک سوم ابتدایی حفرهی بینی آغاز میشود. کپسول استخوانی-غضروفی احاطه کننده اندام در سرتاسر طول آن کامل نبوده و محل نقص کپسول در طول اندام متفاوت است، ولی بیشتر در دو ناحیهی پشتی و شکمی است. در مناطقی که کپسول ناقص است نقص کپسول توسط بافت همبند اشغال میشود (شکل A3). کپسول VNO در واقع از دو قوس تشکیل شده است. قوس خارجی کپسول امتداد استخوان وومر و قوس میانی امتداد رو به بالای استخوان کامی است. حد فاصل این دو قوس، در بخش قاعدهای، توسط غضروف پر شده است که این غضروف در حقیقت ادامهای از غضروف موجود در پایۀ جسم قارچی است که بطرفین گسترش پیدا کرده است (شکل 2). در بخشهایی از طول VNO فاصلۀ بین دو قوس تشکیل دهنده کپسول استخوانی زیاد است.
در بررسیهای انجام شده مشخص شده است که لومن VNOدر هیچ بخشی از طول خود با حفرهی بینی در ارتباط نیست و این در حالی است که در ابتدای یک سوم انتهایی، لومن این اندام از طریق مجرای باریکی با حفرهی دهانی مرتبط است. مجرای اشکی نیز به لومن VNO باز شده و از طریق این مجرای باریک مجرای اشکی به حفرۀ دهانی مرتبط میشود. بافت پوششی مجرای ومرونازال و اشکی از نوع سنگفرشی مطبق میباشد (شکل B3)
شکل 2- برش عرضی از VNO در گونۀ E. collaris. حفره بینی (Nc)، حفره دهانی (Oc)، تیغۀ بینی (Ns)، جسم قارچی (Mb)، استخوان وومر (V)، لومن (L)، بافت پوششی حسی (Se)، سلولهای راسی بافت پوششی حسی (پیکانها)، بافت پوششی بینابینی (نوک پیکانها). رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی 40×.
شکل 3- برش عرضی از VNO در گونۀ E. collaris . (A) یک سوم میانی که ناکامل بودن کپسول استخوانی احاطه کننده و اشغال نواحی فاقد استخوان توسط بافت همبند (Ct) را نشان میدهد. (B) در یک سوم انتهایی لومن (L) اندام به همراه مجرای اشکی به حفره دهانی (Oc) باز میشود. جسم قارچی (Mb)، غضروف (C)، اپیتلیوم حسی (Se)، مجرای اشکی (Ld).. رنگ آمیزی در A آبی آلسین و هماتوکسیلین-ائوزین، در B هماتوکسیلین-ائوزین. بزرگنمایی برابر با 100.
لومن VNOدر تمام طول خود، توسط سه نوع بافت پوششی متفاوت (بافت پوششی دیواره پشتی لومن، بافت پوششی روی جسم قارچی و بافت پوششی بینابینی) مفروش شده است. بخش پشتی لومن از بافت پوششی عصبی مطبق بدون مژه (سلولهای لایه رأسی استوانهای و سایر سلولها مکعبی) تشکیل شده است. این بافت از حدود 15لایۀ سلولی تشکیل میشود. لایۀ سلولهای استوانهای راسی توسط یک ناحیۀ مشخصی از سلولهای مکعبی زیرین جدا میشوند. در این ناحیۀ جدا کننده سلولهای پراکندۀ دوکی شکلی یافت میشوند (ویژگی که در گونۀ دیگر مشاهده نمیشود). در زیر این بافت پوششی، بافت همبند پارین وجود دارد که حاوی سینوسهای خونی فراوان است (شکل A4). جسم قارچی توسط یک بافت پوششی غیر حسی از نوع مکعبی مطبق مژهدار شامل دو لایۀ سلولی پوشیده شده است (شکل B4). در زیر این بافت پوششی، بافت همبند پارین همراه با سینوسهای خونی وجود دارد. غضروف جسم قارچی از نوع هیالین بوده و تقسیمات میتوزی فراوانی در ماتریکس آن دیده میشود (شکل B4). بافت پوششی عصبی (حسی) ومرونازال و بافت پوششی جسم قارچی توسط یک بافت پوششی غیر حسی بینابینی از یکدیگر جدا شدهاند. بافت پوششی این ناحیه از نوع مکعبی مطبق میباشد ( شکل C4).
جسم قارچی فقط در دوسوم ابتدایی طول اندام مشاهده میشود. در میانۀ یک سوم انتهایی، جسم قارچی ناپدید میشود. در این ناحیه لومن اندام جامی شکل بوده و توسط بافت پوششی عصبی از نوع مطبق (سلولهای لایه رأسی استوانهای و سایر لایهها مکعبی) مفروش میگردد (شکل D4).
شکل 4- بافت پوششی حسی نواحی مختلف VNO در گونۀ E. collaris. (A) اپیتلیوم حسی (Se) مفروش کننده بخش پشتی لومن که شامل یک ردیف سلولهای استوانهای راسی و چندین ردیف سلولهای زیرین مکعبی شکل است. در زیر این بافت بافت همبند آستر مخاط یا پارین (lp) با سینوسهای خونی مشاهده میشود. (B) بافت پوششی غیرجسی روی جسم قارچی. (C) بافت پوششی بینابینی (بزرگنمایی بالاتر از ناحیۀ مشخص شده با نوک پیکان در تصویر 2). (D) یک سوم انتهایی VNO که از بین رفتن جسم قارچی و لومن (L) تقریباً دایره ای شکل را نشان میدهد. رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی در A، B و C برابر 400 و در D برابر100.
در انتهای اندام، لومن تنگتر شده و فشردگی بیشتری پیدا میکند. در نهایت لومن توسط بافت پوششی عصبی مکعبی مطبق پر شده و اندام با مقطعی تقریباً دایرهای شکل خاتمه مییابد.
اندازهگیریهای انجام شده مشخص کرد که بطور متوسط قطر این اندام برابر 560 میکرومتر است و از این نظر کوچکتر از حفرۀ بینی با قطر 720 میکرومتر میباشد. میانگین فاصله میان دو کپسول VNO در بخش قاعدهای 80 میکرومتر است (شکل3-10). به علاوه، فاصلۀ میان دو کپسول VNO در تمام طول اندام تغییر قابل ملاحظهای نمیکند. همچنین حداکثر نسبت قطر VNO به قطر حفره بینی مربوط به ثلث میانی اندام است ( جدول 1).
جدول 1- مشخصات اندام وومرونازال در گونۀ E. collaris
نواحی اندام وومرونازال |
فاصلۀ بین دو کپسول راست و چپ |
قطر حفرۀ بینی |
قطر لومن وومرونازال |
نسبت قطر لومن اندام به حفرۀ بینی |
یک سوم ابتدایی |
02/83 |
48/745 |
69/563 |
75/0 |
یک سوم میانی |
42/80 |
12/910 |
15/751 |
82/0 |
یک سوم انتهایی |
87/81 |
23/960 |
27/645 |
67/0 |
در گونه T. vermicularis نیز اندام وومرونازال از نظر آناتومیکی (موقعیت قرارگیری، شکل کلی، مقطع عرضی و کپسول پیرامونی) همان ویژگیهای را نشان میدهد که در مار E. collaris یافت گردید. اما برخی تفاوتها نیز در VNO بین این دو گونه مشاهده شد. اولین تفاوت اینکه با توجه به اندازه کوچکتر سر (1 سانتی متر در برابر 3 میلیمتر) طول VNO در T. vermicularis کوتاهتر از طول این اندام در E.collaris است (640 میکرومتر در برابر 63 میکرومتر). علاوه بر این، بخشهای ناقص کپسول استخوانی در ناحیه میانی-پشتی توسط بافت همبند پر نمیشود بلکه در این محل غضروف تیغۀ بینی این نقص را اشغال میکند (شکل A5). تفاوت دیگر اینکه غضروف موجود در پایۀ جسم قارچی در این گونه بطرفین گسترشی را نشان نمیدهد و از اینرو در کپسول احاطه کننده اندام مشارکت نمیکند (شکل A5). علاوه بر این،از جنیۀ بافت شناسی، بافت پوششی مفروش کننده دیوارۀ این اندام در گونۀ
T. vermicularis تا حدودی متفاوت از آنچیزی است که در گونۀ قبلی مشاهده شد. به این ترتیب که در اینجا بافت پوششی حسی پوشاننده پشتی لومن نازکتر است و از تعداد لایههای سلولی کمتری تشکیل میشود. همچنین هیچ مرز مشخصی بین سلولهای راسی و سلولهای زیرین قابل تشخیص نیست (شکل B5) .ضمنا سطح راسی سلولهای راسی مانند گونۀ قبلی صاف نیست و ظاهر مضرص دارد. در این گونه بافت پوششی غیر حسی روی جسم قارچی از نوع استوانهای ساده است (شکل C5). در حدفاصل جسم قارچی و دیواره پشتی اندام یا بعبارتی در بین بافت پوششی حسی و غیر حسی یک بافت بینابینی وجود دارد که از نوع مطبق دولایهای مکعبی است (شکل D5). در گونۀ T.vermicularis نیز قطر NVO کمتر از قطر حفره بویایی است و یطور متوسط یک فاصله 25 میکرومتری بین دو کپسول احاطه کنندۀ VNO سمت چپ و راست وجود دارد (جدول 2).
جدول2- مشخصات اندام وومرونازال در گونۀ T. vermicularis
نواحی اندام وومرونازال |
فاصلۀ بین دو کپسول راست و جپ |
قطر حفرۀ بینی |
قطر لومن وومرونازال |
نسبت قطر لومن اندام به حفرۀ بینی |
یک سوم ابتدایی |
02/24 |
5/235 |
9/168 |
72/0 |
یک سوم میانی |
16/26 |
12/273 |
3/225 |
82/0 |
یک سوم انتهایی |
21/24 |
03/298 |
05/193 |
65/0 |
شکل 5- بافت شناسی اندام وومرونازال در گونۀ Typhlops vermicularis. (A) مقطع عرضی از بخش میانی اندام وومرونازال که در بالا تپیتلیوم عصبی و در پائین جسم قارچی دیده میشود. اندام از اطراف توسط یک کپسول استخوانی منقطع احاطه شده است. (B) بزرگنمایی بالاتر اپیتلیوم عصبی که لاییههای سلولی مختلف در آن نمایان است. در مجاورت لومن ناحیۀ راسی سلولهای گیرندۀ شیمیایی که در واقع نورونهای دوقطبی هستند قرار دارد. بعد از این ناحیه یک ردیف سلول پشتیبان (پیکان قرمز) قرار میگیرد که هستههای کشیدهای دارند. در جانب این سلولها چندین ردیف سلول گیرندۀ شیمیایی (Se) وجود دارند که با هسته های کروی شکل مشخص میشوند و در نهایت یک ردیف سلول قاعدهای (پیکان سبز) این اپیتلیوم را از بافت همبند اطراف (LP) جدا مینماید. (C) اپیتلیوم تنفسی (NSe) روی جسم قارچی که شامل یک ردیف سلول مژهدار است. در سمت دیگر اپیتلیوم عصبی (Se) مشاهده میشود.(D) اپیتلیوم بینابینی که شامل یک بافت پوششی دولایه ای مکعبی شکل است. لومن اندام(L)، جسم قارچی(Mb)، حفرهی بینی(Nc)، تیغهی بینی (Ns)، غدد موکوسی سقف دهان (Mg)، اپیتلیوم حسی(Se)، استخوان کامی(Pb)، حفره دهان(Oc) و استخوان ومر(V). کپسول استخوانی (B). رنگ آمیزی در A و B شامل آبی آلسین-پاس و در C و D شامل هماتوکسیلین-ائوزین. بزرگنمایی در A برابر با 100، در B برابر با 600، و در C-D برابر با 400.
بحث
مطالعات متعددی روی جنبههای مختلف زیست شناختی مارهای ایران انجام گرفته (1 و 2) ولی تاکنون تحقیقی در مورد ساختار و بافت شناسی اندام وومرونازال در مارها در ایران انجام نشده است. نتایج این تحقیق نشان داد که در مارهای غیرسمی و یا حداقل در دو گونه E.collaris و
T. Vermicularis ساختار و خصوصیات بافت عصو وومرونازال بطور کلی تقریباً مشابه آنچیزی است که در مارهای سمی گزارش شده است (5 و 41). به این ترتیب که از یک طرف این اندام شامل یک اپیتلیوم عصبی (حسی) برای درک مواد شیمیایی و یک اپیتلیوم تنفسی است و از طرف دیگر این اندام در تمام طول خود هیچ ارتباطی با حفرۀ بینی ندارد و بطور مستقل از آن در سقف حفرۀ دهانی حرکت میکند و صرفاً از طریق دو منفذ که در کام قدامی وجود دارد با حفرۀ دهانی ارتباط برقرار میکند (13). نکتۀ دیگری که در این دو مار غیر سمی و مارهای سمی مشابه است اینکه اپیتلیوم حسی اندام از سه نوع سلول، گیرنده، محافظت کننده و قاعدهای تشکیل میشود که با آرایش و سازمانبندی مشابه در اطراف لومن قرار میگیرند (5). ساختار اپیتلیوم تنفسی این اندام نیز با آنچه در دیگر خزندگان فلس دار (مارها و سوسمارها) گزارش شده است مطابقت دارد (19 و 36). در این دو گونه اپیتلیوم عصبی اندام وومرونازال بافت ضخیمی است که بطور متوسط از حدود 15 لایۀ سلولی تشکیل میگردد. با توجه به مقایسات انجام شده مشخص شده که بطور کلی اپیتلیوم عصبی اندام وومرونازال در خزندگان نسبت به پستانداران ضخیم تر است و مارها نیز در مقایسه با مارمولکها اپیتلیوم ضخیمتری دارند. علت این امر آن است که بینایی و شنوایی در مارها و سوسمارها ضعیف است و این حواس در مارها ضعیف تر از سوسمارها میباشد (14، 19، 27، 34) .
علاوه بر این، بررسیهایی که در تحقیق حاضر بر روی طول این اندام انجام شد قبلاً توسط دیگران گزارش نشده است. این مطالعه مشخص کرد که طول اندام وومرونازال در گونۀ T. vermicularis و در گونۀ E. collaris به ترتیب 63 و 640 میکرومتر میباشد. همچنین مشخص شد که در هر دو گونه بیشترین قطر وومرونازال در ناحیه میانی اندام بوده و هر چه به عقب یا جلو پیش میرویم از قطر آن کاسته میشود. مقایسۀ نتایج حاصل از اندازهگیری طول اندام وومرونازال در این گونه مشخص کرد که طول این اندام در مارها کاملاً بستگی به طول پوزه یا به عبارت دیگر طول حفرهی بینی دارد. به این ترتیب که هرچه طول حفرۀ بینی بزرگتر باشد، طول اندام وومرونازال نیز بزرگتر خواهد بود. مار E.collaris دارای سری بزرگتر نسبت به T.vermicularis است و به تبع طول حفرۀ بینی در آن بلندتر از این طول در T.vermicularis است.
در این تحقیق مشخص شد که در هر دو گونه در محل اتصال اندام وومرونازال به حفرۀ دهانی مجرای اشکی نیز به آن ملحق میشود. تحقیقات در زمینه اندام وومرونازال در خزندگان، باز شدن مجرای اشکی به این اندام را نشان داده است ولی محل باز شدن مجرای اشکی درخزندگان مختلف متفاوت است، این مجرا در سوسماران از مجاورت جسم قارچی به اندام وومرونازال باز میشود در حالی که در مارها از سمت مقابل جسم قارچی به اندام باز میشود (7). نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که در دو گونۀ مورد مطالعه مجرای اشکی از سمت مقابل جسم قارچی به مجرای اندام وومرونازال باز میشود (شکل4).
مطالعه اپیتلیوم حسی عصبی در وومرونازال برخی خزندگان نشان داده است که این بافت توسط سینوسهای خونی و بافت همبند حمایت میشود (4). نتایج حاصل از این بررسی نیز پشتیبانی شدن اپیتلیوم حسی توسط سینوسهای خونی و بافت همبند را نشان میدهد. رهرک در مطالعاتش روی وومرونازال تعدادی از خزندگان بیان کرده است که بافت پوششی جسم قارچی از نوع مکعبی مطبق مژهدار میباشد (33). همچنین ضخامت اپیتلیوم تنفسی جسم قارچی کمتر از ضخامت اپیتلیوم حسی-عصبی وومرونازال است. بافت پوششی بینابینی وومرونازال در گونههای بررسی شده توسط رهرک، از نوع مکعبی مطبق با سلولهای ترشحی گزارش شده است ( 33 و 36). نتایج حاصل از این بررسی نشان میدهد که بافت پوششی حسی در هر دو گونه از نوع مطبق بدون مژه است در حالیکه اپیتلیوم جسم قارچی گونۀ T. vermicularis از نوع استوانهای ساده مژهدار و در گونۀ E. collaris از نوع مطبق مکعبی بدون مژه است (شکل 2).
گزارش شده که در مارPseudonaja textilis لومن وومرونازال پر از مایعی است،که این مایع نسبت به رنگ آمیزی پاس واکنش مثبت نشان میدهد و احتمال داده شده که منبع این مایع غدۀ هاردر (غده ضمیمه اشکی) باشد (7). در این تحقیق بافتهای رنگ آمیزی شده با پاس-آبی آلسیان چنین واکنشی را نشان ندادند. گزارش شده که در پستانداران مجاری ترشحی غدد بسیاری در بخش پشتی و شکمی به لومن وومرونازال ختم میشوند (22). در گونههای مورد مطالعه، مشابه سایر مارها و سوسماران این غدد وجود ندارند و به نظر می رسد منبع ترشحی دیگری در غیاب این غدد موجود باشد.
در مطالعهای که بر روی وومرونازال مار
Pseudonaja textilis انجام شده است کپسول اندام از جنس استخوانی- غضروفی گزارش شده ولی اشارهای مبنی بر نقص کپسول وومرونازال نشده است (33 و 36). در مار Coluber natrix نشان داد شده که کپسول در ناحیۀ میانی دارای نقص است و غضروف تیغهی بینی محل نقص را پر میکند (11). مطالعۀ اخیر آشکار کرد که در
T. vermicularis غضروف تیغهی بینی کوتاه و بدون انشعاب است و حفرهی بینی توسط استخوان وومر محاط شده است. در این گونه همچون C. natrix غضروف تیغۀ بینی بخشی از کپسول را در محل نقص میانی تشکیل میدهد. برخلاف T. vermicularis در گونۀ E. collaris نواحی از کپسول که دارای نقص است توسط بافت همبند اشغال میشود و غضرف تیغۀ بینی در دیواره کپسول دیده نمیشود. بررسیهایی که بر روی سایر مارها صورت گرفته مشخص کرده که که غضروف جسم قارچی به نواحی جانبی جسم قارچی امتداد یافته و بخشی از کپسول اندام را تشکیل میدهد (11 و 20). مشاهدات انجام شده در گونۀ E. collaris این موضوع صادق است و غضروف جسم قارچی بخشی از نواحی قاعدهای کپسول را تشکیل میدهد. برعکس مشاهدات صورت گرفته روی
T. vermicularis نشان داد که بر خلاف سایر مارها و همچنین E. collaris، در این گونه بخش غضروفی موجود در جسم قارچی هیچ گسترشی به جوانب ندارد و صرفاً در پایۀ این جسم وجود داشته و در نتیجه فقط نقش حمایتی برای جسم مذکور را دارد.
مقایسۀ اپیتلیوم حسی اندام وومرونازال در دو گونۀ مورد مطالعه مشخص کرد بطور میانگین ضخامت این بافت در گونۀ E. collaris بیشتر از گونۀ دیگر است. به علاوه در این گونه سه لایۀ حسی (راسی)، حفاظتی (میانی) و قاعدهای کاملاً از هم متمایزند در صورتی که این تمایز بوضوح در گونۀ T. vermicularis قابل تشخیص نیست. با توجه به ضخامت بیتشر این اپیتلیوم حسی و همچنین بلندتر بودن طول اندام در E.collaris، بنظر میرسد که VNO در این مار در مقایسه با گونه T.vermicularis از نمو بیشتری برخوردار است. این تفاوت احتمالاً به سبک زندگی این دو نوع مار برمیگردد. E.collaris ماری است که روی زمین و لابلای سنگها یافت میشود و غذای آنرا حشرات و مارمولکهای کوچک روی زمین تشکیل میدهند که برای پیداکردن، تعقیب و شکار این طعمههای فعال به ابزار ردیابی موثری نیاز است. برعکس T.vermicularis یک گونۀ حفار است که در زیر خاکها زندگی میکند و غذای آنرا غالباً مورچهها تشکیل میدهند و شاید برای یافتن آنها به این گونه به اعضاء و حسهای دیگری غیر از VNO متکی است. از طرفی پژوهشهای صورت گرفته پیشنهاد میکند که برعکس سیستم بویایی اصلی (olfactory system) که برای شناسایی علائم شیمیایی محیطی مورد استفاده قرار میگیرد، سیستم وومرونازال که در چهارپایان خشکی زی تکامل پیدا کرده برای شناسایی فرمونها تطابق پیدا کرده و فرمونها مواد شیمیایی هستند که از فرد آزاد شده و افراد دیگر همان گونه آنرا احساس میکنند (10). از اینرو وومرونازال در رفتارهای جفت یابی و تولیدمثلی مارها نقش مهمی دارد و در نتیجه در گونۀ E.collaris بدلیل اینکه دامنۀ پراکندگی و فعالیت افراد هم نوع در نیچ اکولوژیکی بسیار وسیعتر از گونۀ حفار T.vermicularis است، افراد برای پیداکردن هم مشکلات بیشتری دارند و از اینرو لازم است از سیستم وومرونازال تکامل یافتهتری برخوردار باشند.
به طور خلاصه در این پژوهش نشان داده شد که اندام وومرونازال در دو گونۀ T. vermicularis و E. collaris در یک سوم میانی زیر حفرهی بینی قرار گرفته است. طول این اندام بستگی به طول سر و یا به عبارت بهتر طول حفره بینی دارد و این طول در گونۀ E. collaris بیشتر است. همچنین مشخص شد که بیشترین قطر وومرونازال در وسط اندام بوده و هر چه به عقب یا جلو پیش میرویم از قطر آن کاسته میشود. در کپسول احاطه کننده این اندام در هر دو گونه نقص مشاهده میشود که این نقص بیشتر در جوانب پشتی، شکمی و میانی مشاهده میشود. نقص کپسول در جدارۀ میانی در گونۀ E.collaris با بافت همبند پر میشود در حالیکه در گونۀ T.vermicularis نقص در این محل توسط غضروف تیغۀ میانی اشغال میشود. از نظر بافت شناسی، اپیتلیوم حسی پشتی، در گونۀE. collaris ضخیمتر از گونۀ دیگر است که این موضوع اهمیت بیشترVNO را در واکنشهای حسی، جفت یابی و غذایابی این مار نسبت به T. vermicularis نشان میدهد.