天然珍珠的成因和人工养殖珍珠的原理
(2012-04-15 13:58:59)
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杂谈 |
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关于天然珍珠的成因,自古以来就有很多人进行了研究,并提出了许多有关天然珍珠成因的见解.随着科学的发展对天然珍珠成因的研究有所进展,但由于各观察者所研究的材料和见解不同,从十六世纪以来对天然珍珠的成因提出了十几种说法。现将它们归纳为三方面:
1. 内因说:由于外套膜的病变,一部分外套膜的上皮细胞从外套膜上脱落,陷入结缔组织之间,结果形成珍珠囊分泌珍珠质而产生珍珠。
2. 外因说:由于外来物质(例如砂粒、寄生虫等)偶然落入贝壳和外套膜之间,外物带着一部分外套膜上皮细胞陷入结缔结织中,结果形成珍珠囊分泌珍珠质而形成珍珠。
3. 珍珠质分泌组织畸形增殖说:珍珠质的分泌组织由于受到外来的刺激(例如机械的或化学的损伤)之后,细胞发生病理和机能的变化,引起这一部分细胞的畸形增殖,结果形成珍珠囊分泌珍珠质,并不需要象砂粒等外来的物质也能够形成珍珠。
唯物辩证法认为外因是变化的条件,内因是变化的根据,外因通过内因而起作用。
上述的说法都有片面性。但从上面有关天然珍珠成因的说法,我们可以得出一个共同的结论那就是:珍珠是由外套膜的一部分细胞,在结缔组织内形成珍珠囊分泌珍珠质而产生的。在自然条件下砂粒和寄生虫等外来物质的偶然侵入,就给珍珠质分泌组织(外套膜外侧上皮细胞)子有效的刺激,引随该组织的畸形增殖,并在结缔组织内形成包围外来物质的珍珠囊,分泌珍珠质沉积在砂粒等外来物质上而形成天然珍珠。
(二)人工养殖珍珠的原理
人工养殖珍珠就是运用外套膜(珍珠质分泌组织)受到外来刺激后能引起该组织发生增殖形成珍珠囊这个原理,用人为的方法将珍珠贝的外套膜切成小片,移植到另一个珍珠贝的组织中,被移殖的外套膜小片经过一系列的变化之后,形成珍珠囊分泌珍珠质而产生人工无核珍珠;或在移植外套膜小片的同时,植入用蚌壳或其他原料做成的珠核被移植的小片经过一系列的变化,形成包围珍珠核的珍珠囊,再分泌珍珠质沉积在珠核上而产生人工有核珍珠。
下面以马氏珠母贝为例说明人工养殖珍珠的形成过程.尽管目前在这方面还有一些问题尚未彻底弄清,但了解珍珠的形成过程,能使生产操作具有科学基础,可以更主动.自觉地控制珍珠的形成从而达到提高珍珠的质量和产景的目的。
1、珍珠囊的形成过程 被移植的外套膜小片经过一段时间之后小片的外侧上皮细胞从基底膜上脱落,变成星状或有许多细胞质突起的多角形细胞,这些细胞沿着珠核的表面移动并进行增殖,逐步将珠核包围起来,以后丧失移动性而形成珍珠囊细胞。初形成的珍珠囊呈网状,后来由于细胞的增殖填充才完全包围珍珠核。而小片的内质上皮细胞并不参加珍珠囊的形成,在移植后被吞噬细胞和周围的结缔组织所融化吸收.
珍珠囊形成之后,其上皮细胞的形态在操作技术正常的情况下,由高柱状细胞变为园筒状细胞,最后变成扁平的上皮细胞。随着珍珠囊细胞形态的变化,细胞的机能也发生变化,珍珠露上皮细胞处在高柱状阶段时分泌壳皮质,而处在园筒状阶段时则分泌棱柱质,至珍珠囊上皮细胞变成扁平状细胞之后才开始分泌珍珠质。
处在稳定状态的正常珍珠囊是由一层扁平的上皮细胞所构成,在珍珠囊的周围分布着一些带颗粒的粘液细胞。这种细胞大都是单个也有几个聚集在一起的,粘液细胞的一端从珍珠囊上皮细胞之间穿过并开口于珍珠囊内,在珍珠囊的周围还有一些结缔组织,游走细胞和小量的肌肉纤维。
从小片植入至珍珠囊形成所需的时同,与珍珠贝的年龄,生理状况和环境因素有着密切的关系,但从总的情况看来,温度的影响占主导地位。据报道在l5.5℃(月平均水温、下同)时,珍珠囊形成所需的时间为7-45天,一般为17-25天;在2l℃条件下需5-30天,一般为9-17天;在24℃条件下需5-45天,一般为7-l7天;在30℃条件下只需3-30天,一般为5-l2天。
珍珠囊上皮细胞形态的变化所需的时同,与切片技术特别是与水温和插核时手术贝的生理状态有着密切的关系.在良好的情况下。珍珠囊上皮细胞比较快地由高柱状细胞转变为扁平上皮细胞分泌珍珠质,所形成的珍珠质量较高,反之则珍珠囊上皮细胞停留在高柱状和园筒状细胞阶段,分泌旁皮质和棱柱质较多,以后再转变为扁平状的上皮细胞分泌珍珠质,形成的珍珠质量较差。在异常情况下,珍珠囊上皮细胞则长期处在高柱状或园筒状细胞阶段,分泌壳皮质或棱柱质形成壳皮珠(骨珠)或棱柱珠。据报道:在正常的情况下当水温在2 2℃时,珠核被壳皮质完全复盖约需2 1天的时间,而珍珠质开始沉积约需2 5天的时间,在2 O℃条件下,壳皮质复盖整个珠核约需一个月左右的时间,而珍珠质开始沉积需要一个半月左右。根据在生产现殖观察在3 O℃条件下,在植入小片的第八天就可以看到珠核上有珍珠质沉积。
2、钙的吸收和分泌 珍珠的主要成分是碳酸钙。钙的来源一方面是通过身体表面直接吸收海水中的钙;另一方面是吸收食料中所含的钙质。虽然食料中(一般是浮游生物)钙的含量和海水相比是微不足道的,但据报道:从食料中所取得的钙对贝壳的形成,要比海水中直接吸收的效果大得多。
海水中的钙以原有的形态是难以通过上皮细胞的原生质膜的,它首先与碱性磷酸酶(AP—ase)相结合,形成磷酸盐和其他盐类之后才能透过原生质膜。碱性磷酸酶不仅起着使钙质透过原生质膜的作用,而且还是钙在组织中的运搬体.钙被体表的上皮细胞吸收之后,经过结缔组织然后达到外套膜的外侧上皮细胞及珍珠囊的上皮细胞,从食料中吸收的钙则由血液输送至上述位置。
碱性磷酸酶一般是分布在海产和淡水产贝类的外套膜中。据报导许氏帆蚌(Hyriopsis schlegerii 的珍珠囊也有碱性磷酸酶存在,它分布在与珍珠囊上皮细胞相接连的结缔组织中。虽然在这方面对马氏珍珠贝的珍珠囊尚缺乏研究,但根据一些间接的现象可以推断,马氏珍珠贝的珍珠囊也必定有碱性磷酸酶存在。
在外套膜的外侧上皮和和珍珠囊的上皮细胞中,还有核醣核酸(RNA)、碳酸脱水酶(CA—ase)软骨素硫酸盐(Chondroitin sulfate)和硫酸脂酶(Sulfatase)等物质.集结在外套膜和珍珠囊周围结缔组织中的钙,由于和软骨囊硫酸盐之类的酸性复合蛋白术相结合,或受其诱发而具有活性因而达到分泌临界面。含有和酸性复合蛋白结合,或受其诱发而具有活性的钙的磷酸盐,硫酸盐脂(estsr)等,被碱性磷酸酶;硫酸脱脂酶和其他酶类的分解将钙析出,被析出的钙通过碳酸脱水酶的作用和来自体内代谢产生的二氧化碳相结合最后变成碳酸钙沉积在有机皮膜一壳角蛋白上。
那么沉积在壳角蛋白皮膜上的碳酶钙,在什么条件下成为方解石型的棱柱质,在什么条件下才能成为霰石型的珍珠质?关于这个问题目前尚未研究淆楚。据报导:可能与体内代谢产生的二氧化碳排出速度的大小有关;另外碳酸脱水酶通过对分泌界面的细胞及其周围二氧化碳、碳酸。碳酸根等活动的调节,酸碱平衡。加速离子交换等生理机能,在生物结晶学上参与霰石的形成;分析表明在方解石中不存在鳃,而在霰石中却含有相当数量鳃,因而认为鳃是霰石形成的重要因素。
钙的吸收和分泌並不是单独进行的,而是与其他盐类和有机成分等的吸收、贮存、分泌、渗透调节等代谢系统结合起来进行的,同时也受到环境因素的影响。是一个比较复杂的生理、生化过程。
3、壳角蛋白的形成 珍珠中也含有一定数量的壳角蛋白,现己查明粘液是壳角蛋白由前身,它是由碱性蛋白和多醣类组成.在外套膜上皮细胞和珍珠囊的上皮细胞中都有粘液细胞存在。在钙的代谢过程中钙的磷酸盐,硫酸脂盐被碱性磷酸酶,硫酸脂酶等酶类所分解析出钙之后,磷和其他无机盐与粘液的醣蛋白相结合,变性后形成壳角蛋白。