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1、动物学探索研究型实验,课程设计与指导：汪安泰 黎双飞 李荔2006年11月5日,选课同学须知,本课件仅供同学课前预习和实验参考。探索研究性实验全过程只需上交一份实验报告。实验报告必须以论文的格式撰写，具体格式见本课件内的模板。本实验报告成绩是动物学实验的期末考试成绩，评分标准见本课件。个人以后有准备考研或参加挑战杯比赛计划，且学习精力有余的同学，建议选择研究性项目。鼓励同学自己设计题目和实验方案。个人无上述打算，或平时学习有困难的同学，建议选择一般的探索性项目。参加本课程学习，需要付出较多的课外时间。实验数据的完整性、分析讨论的深度与成绩挂钩。提示：设计实验内容和实验计划必须认真细化。合作伙伴
2、的选择一定要认真，拒绝“搭便车者”。,评分标准,论文格式正确5分内容有创新性和科学意义10分实验数据完整性、重复性30分对实验结果进行归纳、整理10文献资料综述（前言）10对实验结果能进行科学分析和讨论30小结、参考文献5分抄袭文献者F抄袭同学论文或被抄袭者F,动物学探索研究型实验,一、实验目的与实验要求二、教学方式与辅导时间三、实验项目的参考内容四、实验方案设计提示五、石蜡切片技术六、显微数码摄影与数码图片处理七、生物图制作技巧八、论文格式与撰写技巧,一、实验目的与实验要求,目的培育自信；训练自主学习和拓展知识的能力。提高动手能力、创新能力与综合素质。为提前参与科学研究活动打下基础。实验要求
3、:24人一组。鼓励自己拟题。利用课外时间(双休日)自主管理、实施实验计划。实验结束后，每个项目组成员可以充分利用本小组的实验数据和资料信息；论文必须独立完成。,二、教学方式与辅导时间（A）,1、教学方式：本课程教学方式灵活多样，因人而异。任课教师依据同学学习能力和学习兴趣上的差异，设计一批有一定难度梯度的与课程内容相关的探索研究性实验项目供同学们选择。25人一组，可自由选择实验合作者，容许跨实验班组合。鼓励自己拟题。教师在学校规定的上课时间传授基本的科研思路、实验方案设计、实验方法和实验技术、现代设备使用、实验室安全与维护、实验数据采集方法，实验数据整理、文献查找与信息整理、数码显微镜图片的拍
4、摄与数码图片编辑以及论文写作等。学生利用课外时间(双休日)自主管理、实施实验计划。教师课外分别辅导。各实验小组自己推选负责人，负责在课外组织实验方案的讨论和拟定、实验分工与实验协作以及资料查阅等。每个项目组成员可以充分利用小组的实验数据和资料信息，但论文必须独立完成。,二、教学方式与辅导时间（B）,2.同学实验时间与教师辅导答疑时间正常实验教学时间内，进行集中教学和辅导。周一周五课外时间，包括晚上，接受学生咨询和实验项目问题的探讨。双休日，实验室对参加本课程学习的同学开放，开放时间：8：0021：00。同学自己安排实验时间。任课教师和研究生在双休日轮流值班，对需要帮助的小组进行指导。值班时间：
5、9：0017：00。简单问题可电话咨询。12：3014：00是教师午休时间。汪安泰老师办公室：S327，电话：26535432。黎双飞老师办公室：S328，电话：26535360。李荔老师办公室：S326，电话：26535286。,三、实验项目参考内容（A）,1、学习、掌握和利用石蜡切片技术，通过对二种动物或某种动物某一组织不同部位组织结构的比较，探索其组织功能及其对环境的适应性；环境污染对动物表皮或器官的危害性分析。2、我国入侵动物的区系调查研究。3、淡水微型动物的种类、数量组成与淡水生态环境的关系。4、低等淡水无脊椎动物在水环境监测中的应用研究。5、深圳市鸟类资源调查。,三、实验项目的参考
6、内容（B）,6、社会流浪动物的综合治理与利用的生物学研究。7、一些化妆品、水果饮料、商品直饮水、保健品对微型动物及其细胞和组织的影响。8、我国未知涡虫种类的分类学研究。9、水螅、涡虫的再生与形态形成模式的研究。10、利用水螅、涡虫、鱼类在监测水体有害化学品污染超标方面的技术研究。11、文山湖浮游动物资源。12、校园蚊子、蟑螂、老鼠、趋光性昆虫的防治研究。注：上述每项的题目都很大，是指某个研究方向或研究范围，不是具体的实验题目。同学依据自己的兴趣选择上述某一项，设计具体的实验题目、实验内容和实验计划。,水螅的腔肠内都能进行细胞外消化？,水螅实验,水螅的体色变化1,实验：活染杆吻虫喂水螅发现特殊行
7、为,重复实验：发现反口孔、畸形触手。生理。3,发现刺细胞在串微口涡虫体表。找涡虫，发现其它涡虫。,发现触手在形态形成中的诱导和抑制作用。2,发现畸形触手分化和转分化问题。1,发现一种绿涡虫。,为探索一些发育生物学的问题，发现AchR和NPY分布于体表，而不是存在于神经细胞内。,发现水螅离体组织片的摄食行为1,资料：内、外胚层细胞能相互迁移，实验之，失败。,发现水螅的脱逃行为1,水螅的特殊行为1,位置值问题,四、实验方案设计提示,1.学习、掌握和利用石蜡切片技术，通过对二种动物或某种动物某一组织不同部位组织结构的比较，探索其组织功能及其对环境的适应性；环境污染对动物表皮或器官的危害性分析。种动物
8、同个器官同部位的组织结构比较；*举例题目：黑斑蛙与蟾蜍皮肤结构的比较分析 实验：取材、固定、切片、镜检、数码拍照、分析切片、整理图片。论文撰写：查阅文献，写作，修改，打印、上交作业。,四、实验方案设计提示,2、我国入侵动物的区系调查研究例如：红火蚁,四、实验方案设计提示,3、淡水微型动物的种类、数量组成与淡水生态环境的关系。有的水里水生无脊椎动物多样性丰富，有的水里草履虫为优势种群，有的是绿眼虫为优势种群，下文山湖是桡足类、轮虫为优势种群，上文山湖是轮虫、枝角类为优势种群，为何？您有无改善文山湖水质良策？,四、实验方案设计提示,4、低等淡水无脊椎动物在水环境监测中的应用研究狗和警犬对气味有嗅觉
9、能力众所周知。我们赖以生存的淡水，水质清澈，此水能饮否？急需用水，没有时间到实验室或送水样到环检局检测，如野战、野外考察、探测等，您能利用您的动物学知识解决这个问题水中重金属是否超标？提示：测试水螅、涡虫、野生杂鱼、金鱼等对微量或痕量重金属离子的识别能力，与国家水质重金属标准对照。,四、实验方案设计提示,5、深圳市鸟类资源调查校园、红树林鸟类很多，您能认识几种？能否利用变焦相机、望远镜收集鸟类图片，对照鸟类鉴定图册和检索表确定它们的学名和俗名，了解鸟类的食性以及在生态环境中的作用，如果没有鸟类，我们的生态环境会呈什么样？,四、实验方案设计提示,6、社会流浪动物的综合治理与利用的生物学研究流浪狗
10、和流浪猫以及宠物动物在我国大中城市泛滥成灾，今年我国死于狂犬病的近几个月达到每月300人以上，目前还有增加的趋势。您能否利用您的智慧和知识，解决此让我们政府棘手的问题。如何出台一个动物爱好者和其他人都能接受的方案？,四、实验方案设计提示,7、一些化妆品、水果饮料、商品直饮水、保健品对微型动物及其细胞和组织的影响化妆品都有益保护皮肤？水果饮料都有益健康？喝商品直饮水都比喝白开水健康？您如何利用所学的动物学知识解决此问题？提示：利用水螅、涡虫的原始性和很强的再生能力，设计科学的实验方案，监测上述商品对再动物再生的影响。,四、实验方案设计提示,8、我国未知涡虫种类的分类学研究涡虫是最原始的三胚层动物
11、，国外研究历史有250多年，日本也有100多年连续研究的历史，日本的涡虫专家称，中国的涡虫是日本人研究的，您如何感想，能为我国的涡虫研究出一点力气和智慧吗？提示：野外采集、分离、鉴定、饲养观察、发育、组织切片、显微镜照相，核对文献，撰写论文。建议：有考研或参加挑战杯比赛计划者选择此内容。,四、实验方案设计提示,9、水螅、涡虫的再生与形态形成模式的研究此内容难度较大，同学选择时请慎重。知识点：发育生物学提示：选水螅，通过切割或穿插，获得畸形体，跟踪观察机型体的形态恢复过程，利用现有形态形成的理论，阐明实验现象，提出自己的观点。,四、实验方案设计提示,11、文山湖浮游动物资源提示：轮虫、枝角类、桡
12、足类任选一类开展实验；采集、分离、拍照、鉴定、图片编辑，参考文献，动物单位体积数量、密度，确定优势物种，分析原因，评价水质条件，提出改善水质的建议和方法。,四、实验方案设计提示,12、校园蚊子、蟑螂、老鼠、趋光性昆虫的防治研究您肯定也痛恨上述动物，您目前正在学习动物学知识，能否边学边用，解决自己身边的动物问题，为学校分忧、为同学解难？知识点:人体寄生虫学提示：了解上述某一动物的生活史，分析他们的弱点，查找相关文献，设计数种方法，实践之。,四、实验方案设计提示,13.深圳市无脊椎动物资源调查淡水水螅、涡虫类、轮虫、线虫、寡毛类、枝角类、挠足类；海水涡虫类；记录采集地pH值、水温和周围及水体环境；
13、解剖镜下分离、暂养数日，数码镜下拍照；整理和标注数码图片；查阅资料，整理和写作。,四、实验方案设计提示,14、淡水动物群落的演替与水质的关系设计不同水质环境，可以用生物方法或化学方法；目的：不同生物体组成的水体对外来污染的承受和净化能力；实验观察水样内物种类群的变化。对照组、实验组1实验组x定期检查、记录水体内物种数量和种群数量定期检测、记录水体pH值、透明度等。,四、实验方案设计提示,15、淡水无脊椎动物群落组成对淡水生态环境的影响 a.取同一种水体（污染水体）；设计对照组、实验组1实验组x；b.每组投放不同水生动物类群，或不同组合；c.观察水样内物种类群的变化；d.定期检查、记录水体内物种
14、数量和种群数量e.定期检测、记录水体pH值、透明度等。f.探索完整的动物食物链在抗水体富营养进程方面的作用。,四、实验方案设计提示,16、涡虫胚胎发育过程的观察 刚刚产出的某种涡虫卵单独培养；每日观察2次，记录颜色变化和胚胎变化；数码显微镜拍照记录；涡虫出壳、壳的外形，幼虫形态、大小；幼虫出壳至产第一枚卵的时间；产卵数、成虫体色变化；成虫死亡时间；至少观察10只虫卵。,四、实验方案设计提示,17、动物再生能力的探索水螅和三角涡虫有非常强的再生能力，其他类群涡虫也有此能力吗？大口涡虫属类群，单肠目类群；蚯蚓；设计不同切割方法，查找文献；参考三角涡虫切割方法进行实验和记录；用小型的商品蚯蚓，记录种
15、名，用原土、琼脂、纱布为材料。动物切割前2d停止喂食。,四、实验方案设计提示,18、某些水质对低等水生动物生长的影响*饮用水：商品矿泉水、自然矿泉水、纯净水、饮料等；*实验室用水：纯水、高纯水、自来水、冷开水；*自然水：池水、湖水、污水；*动物：水螅、涡虫、轮虫等；*水体内放入一定个数的某种动物，观察单位时间内动物的死亡率；*水体对三角涡虫再生的影响；每日至少定时观察2次；,四、实验方案设计提示,19、防止摇蚊幼虫在生活用水中孳生*自来水*找摇蚊幼虫、三角涡虫；*一定大小三角涡虫捕食摇蚊幼虫数量/日；*放涡虫与不放涡虫水体内摇蚊幼虫数量变化；*记录涡虫的捕食行为、过程和时间；*分析涡虫的防蚊能
16、力。,四、实验方案设计提示,20、某种涡虫精子形态发生比较*采集涡虫；*配置生理盐水；0.7 NaCl；*解剖镜下分别取精巢、储精囊，置于载波片，加 生理盐水，盖上盖玻片，镜检、数码拍照。*分析精子的不同发育期的形态结构。*整理图片，绘制生物图，扫描储存。,五、石蜡切片技术,1.载玻片及盖玻片的清洗 用洗衣粉液浸洗半小时，蒸馏水冲洗多次致完全无泡沫。用95%酒精浸泡数半小时，再次用蒸馏水冲洗。2.旧切片需用稀清洁液配方浸泡：重铬酸钾（工业用）2份 浓硫酸（工业用）3份 水 50份配制事宜，先将重铬酸钾溶于水中（可加热溶解），然后慢慢加入硫酸。将玻片一片一片浸入清洁液，一般浸泡12-24h。从清
17、洁液中取出后，用水浸洗12-24h（与清洁液浸洗的时间等长），中途须换几次水，然后再浸入95%酒精中，浸数小时到一天。取出擦干，便可应用。,五、石蜡切片技术,2.Bouin 氏液配方：苦味酸饱和水溶液 85份 福尔马林 10份(4%)冰醋酸 5份3.盐酸酒精：配成0.5-1%浓度（体积浓度），用作染色后的分色。盐酸酒精配方：盐酸 0.51ml 5%的酒精 100ml,五、石蜡切片技术,4、Mayer 氏苏木精 此种染色液有多种配方，下列配方效果很好。Mayer 氏苏木精配方：苏木精 25 mg 蒸馏水 75 ml 钾明矾（硫酸铅钾）1.25 g 碘酸钠 5 mg,五、石蜡切片技术,配制时，碘酸
18、钠的量切勿多加，因为它是强氧化剂，加多后反而失效。配好后可立即使用，也可置冰箱内保存使用多时，且使用时毋需过滤。此液另一优点是大大节约了苏木精的用量。此液能使细胞核染得非常细致，尤其是对菌类、藻类的细胞核的染色特别有效。应用于动物组织的整块染色，获得良好效果。,五、石蜡切片技术,5.复制曙红 先将0.5g曙红溶于5ml蒸馏水中，溶解后一滴一滴加入冰醋酸，边滴边搅动，可见有沉淀生成，至成浆糊状时，再加数毫升蒸馏水，继续滴加冰醋酸至沉淀不再增加时，过滤。将沉淀物连同滤纸一起置于50-60C温箱中烘干。将烘干物溶于100ml 95%酒精中即成。用复制曙红染色很易染上，尤其用于动物组织块的整块染色，效
19、果很好。,五、石蜡切片技术,6.石蜡切片法 取材 应尽可能采取新鲜的材料。尤其是动物取材时，应在杀死动物后立刻进行，否则组织发生死后变化（时间稍久便发生组织自溶现象），使制片达不到预期效果。固定 某些材料在固定数小时后，仍需进一步修切，即用锋利的剃刀或刀片将 不需要的部分切除。将材料修切整齐后，再继续固定。时间2-24小时，若气温4固定时间大于12小时，气温20-25固定2-6小时。浸洗 固定后的材料，75%酒精浸洗，目的在于洗去固定液。先用少量洗2次后，再浸洗2 次每次30分钟。,五、石蜡切片技术,脱水和透明 采用逐渐提高酒精浓度（85%一次、95%二次、无水酒精二次、无水酒精和二甲苯各半1
20、次、纯二甲苯2次）每次10分钟来减少材料中水分的含量并脱去酒精，这样可避免组织过度的收缩。浸蜡（透蜡）最后一次二甲苯透明后组织块切勿取出，在抽出上层二甲苯后，组织块不露出液面为准，再加入等量石蜡。在50%的石蜡二甲苯液中浸蜡10min。100%的石蜡液中浸蜡10min。这后在烘箱中加热石蜡半熔化状态下浸蜡3h,注意加盖防止污染。包埋 将熔化了的石蜡倒入纸盒内少许。然后用加温的镊子将材料从杯蜡中取出，迅速放入纸盒内的蜡中，加蜡淹没组织。,五、石蜡切片技术,切片 在切片之前需将蜡块切小，切至材料四周剩留一小部分石蜡。切修时注意，蜡块四边和要切的那一面要切平，特别是被切的上下两边要切平行，否则，切片
21、时切下的切片蜡带会发生卷曲。一定要切成矩形。展片和贴片 水温3842(45)烤片首选在38-42烤片24-72小时。60-表面溶化温度烤片12-24小时。,五、石蜡切片技术,染色切片取出，冷却至室温入纯二甲苯至肉眼看不到石蜡 3分钟左右入纯二甲苯2分钟入纯二甲苯1分钟二甲苯：无水乙醇(1：1)2分钟无水乙醇3分钟无水乙醇2分钟95%乙醇2分钟85%乙醇2分钟75%乙醇2分钟,50%乙醇2分钟30%乙醇2分钟蒸馏水一2分钟苏木精 30-60分钟蒸馏水二 30秒0.5-1%盐酸酒精分色液5秒蒸馏水三 3秒40ml蒸馏水加2滴氨水 3秒蒸馏水四 5秒30%乙醇2分钟50%乙醇2分钟75%乙醇淹没整个
22、载玻片5分钟85%乙醇淹没整个载玻片7分钟,五、石蜡切片技术,95%乙醇淹没整个载玻片6分钟曙红3分钟95%乙醇淹没整个载玻片 3秒无水乙醇淹没整个载玻片3分钟无水乙醇淹没整个载玻片4分钟二甲苯：无水乙醇(1：1)淹没整个载玻片 2分钟纯二甲苯淹没整个载玻片3分钟纯二甲苯淹没整个载玻片2分钟十一、固定（封片）滴一滴树胶在组织上，加盖盖玻片。十二、贴标签,六、显微数码摄影与数码图片处理,1.数码显微摄影（操作演示）普通光数码显微镜的基本原理与用途及使用要点。相差显微镜的基本原理与用途及使用要点。暗视野显微镜的基本原理与用途及使用要点。微分干涉显微镜的基本原理与用途及使用要点。荧光显微镜的基本原理
23、与用途及使用要点。透射电镜与扫描电镜的应用范围。数码相机参数的设置。,六、显微数码摄影与数码图片处理,2.数码图片处理（操作演示）处理软件：Adobe Photoshop 7.0(6.57.2)根据论文需要，精选图片。按顺序标号。根据需要去色或微调色彩。调整图片反差。精确标定图片比例尺。裁剪和设定图片的大小。拼出图版（大小：1625cm）。给每个图片标号，统一调整比例尺的粗细和位置。在图片上标注英文缩写词，直标法和引标法使用。插入word文档。,七、生物图现代绘制技术,用Photoshop软件去色，加大数码照片的反差；裁除图片不需要边角和空白部分；在普通打印机上把图片打印在普通A4纸上；用晒图
24、纸附在打印的图片上；用绘图笔（碳素墨水）描绘；用数码扫描仪转换成数码图；用Photoshop软件略作修改；标注比例尺、图注和编号。,八、论文格式与撰写技巧,题目（2号，全文宋体）姓名（小四）（学院 专业 年级 学号）（5号）指导教师：姓名（小四）摘要 简述方法、实验结果、目的和意义。（不超过300字；5号）前言：1、简述与本实验相关的文献资料。2、叙述做本实验的目的和当前文献的不同之处以及可能的意义。（小四）,八、论文格式与撰写技巧;,1 材料与方法（一级标题为加粗四号，其他标题加粗小四号；内容一律为小四号宋体）1.1 动物来源1.2 动物实验处理和取材方法1.3 简述切片和染色方法1.4 简
25、述照片制作方法,八、论文格式与撰写技巧,2 结果2.1 描述实验切片（1）的形态结构和对照组的形态结构，注明在图X和部位。2.2 描述切片（2）的形态结构和对照组的形态结构，注明在图X和部位。图版；在图上注明必要的符号和图的编号图版说明：简述每张图的名称（注明符号的意义）。如；图1.图2.图3.,八、论文格式与撰写技巧;,3 讨论 3.1 叙述本实验的新发现。如举例和推理说明，表明意义，对不能下结论的做出适当的分析和今后的计划。3.2 叙述本实验的成功和不足，简单总结。参考文献1 作者姓名。文献题目。期刊名，年，卷（期）：XY。（必须是正式学术刊物上发表的论文）,八、论文格式与撰写技巧,附言：
26、对动物学创新性实验课的意见或建议以及要求1 对动物学实验课的教学设置和教学方式提出客观评价；2 个人通过动物学创新性实验课的学习和锻炼，简述自己的学习体会和感受；3 对该课程提出整改希望或建议。,八、论文格式与撰写技巧,示范论文 这是本学院2002级易艳琼、梁羽同学的作品，发表于动物学杂志2006年第一期上。中国小达氏涡虫和大变杰氏涡虫的生物学特性易艳琼 梁 羽（生命科学学院 2002级生物技术专业）指导教师：汪安泰 摘要 对单肠目（Rhabdocoela）达氏科（Dalyelliidae）的中国小达氏涡虫（Microdalyellia sinensis）和大变杰氏涡虫（Gieysztoria
27、 macrovariata 9-spinosa）进行了长期饲养和观察，了解和比较这两种涡虫的习性、繁殖、发育及组织学特点。结果表明；中国小达氏涡虫比大变杰氏涡虫反应敏捷，生殖器官的形态位置有明显区别；中国小达氏涡虫产卵周期约5d，每期产卵10.5枚；大变杰氏涡虫产卵周期约10d，每期产卵22.3枚；两种涡虫卵孵化期约60h，发育成熟期9d左右；最后探讨了卵胚非正常发育与雌雄生殖器官成熟期，以及涡虫的淡水生态学意义问题。关键词：涡虫；单肠目；中国小达氏涡虫；大变杰氏涡虫；生物学,对涡虫行为学的研究，离现在最近的是1951年Hyman的无脊椎动物系列丛书，之后这一领域很少受到关注1。行为学作为一门
28、基础学科，为蛋白功能、肌肉和神经功能等的研究提供不可缺少的检测基础。近几年对涡虫生态学、行为学的研究开始引起关注 2-3，对小达氏和杰氏涡虫属物种的一些生物学特性了解甚少。小达氏涡虫属（Microdalyellia）和杰氏涡虫属(Gieysztoria)是单肠目(Rhabdocoela)达氏亚目(Dalyellioida)达氏科(Dalyelliidae)内2个主要的淡水涡虫类群，分布广泛。我国目前对这些涡虫的研究仅限于新种描述4-5。作者数年来在广东、安徽、湖南、湖北等地采集到涡虫多种，有些物种正在鉴定中，部分种类能在实验室繁殖，有的只能生存数日。本文通过对两种涡虫的培养和活体观察，结合组织
29、学数据，分析并比较了两种隶属小达氏涡虫属和杰氏涡虫属涡虫的形态及行为特点，结合对涡虫野外生境的了解，初步探讨了涡虫的生态学意义。,1 材料与方法1.1 采集 中国小达氏涡虫4(Microdalyellia sinensis)采集于汕头市郊区小河的菱角叶反面；大变杰氏涡虫九刺亚种(Gieysztoria macrovariata 9-spinosa）采集于安徽芜湖市区九莲塘。采集方法同汪安泰（2004）3，用于活体观察和组织学的解剖和分析。1.2 培养与观察 解剖镜下分离涡虫，分别移入含有草履虫的直径9cm的培养皿，暗处培养。隔日添加草履虫饵料，及时补充因蒸发而减少的水分。每日9：00和17：0
30、0时在解剖镜下各观察一次。对于暂不使用的涡虫，在上述培养皿水中投入3粒小麦粒，每周更新小麦粒和补充水分。,1.3 整装片 涡虫移到载玻片上，加盖薄片，解剖镜下用滤纸小心吸取玻片上的水，待涡虫呈扁平状时，立即在玻片一侧加一滴F.A.A.固定液（75酒精85 ml；甲醛10 ml；冰醋酸5 ml），在玻片另一侧用滤纸吸除固定液，保持涡虫扁平体型2 min，把玻片上的涡虫移入固定液，室温固定24 h，水洗12 h，0.1%苯胺蓝和0.01%曙红混合液染色24 h，0.1%的曙红复染12 h，常规梯度酒精、二甲苯脱水和透明，中性树胶封片。1.4 石蜡切片 涡虫经5%的酒精麻醉，Bouin氏液固定4 h
31、，水洗，H.E.整体染色，连续纵切和水平切，切片厚6 m。在Olympus BX51显微镜下观察，同时用DP70数码相机记录图片，基于标本观察和连续数码图片数据，构建出中国小达氏涡虫和大变杰氏涡虫的结构图。,2 结果 2.1 培养 不同涡虫对培养环境的要求不一致。中国小达氏涡虫和大变杰氏涡虫九刺亚种是实验室最易培养的涡虫，一般不需要换水，耐污染能力强。即使隔一两周不更换麦粒，生长良好。2.2 生活习性 2.2.1 捕食 以草履虫等原生动物和轮虫为食，24h都有捕食行为。当涡虫的头部碰触到草履虫时，头部稍微向后收缩，咽迅速向前伸出，开口似喇叭状，口吸住草履虫后回收，头部伸直，整个过程不足一秒。草
32、履虫进入涡虫肠道，在肠道内仍能游动数秒（图1A）。2.2.2 运动方式 1.在水底滑行；2.尾部朝下，头部向上，斜向上方，头部带动全身快速螺旋前进；3.其尾黏附在沉积物上，头部左右弯曲探取游动方向，游动缓慢且伴有捕食行为；4.头部带动身体在垂直方向作环形旋转运动和捕食。2.2.3 排遗 排遗时身体纵向延长，体中部似葫芦状紧缩，肠内废物被挤压至肠前端。经35次挤压运动后，咽扩张，肠内废物从口排出（图1：B）。这类涡虫有集体排遗现象，即数条涡虫聚集于表面皿边缘，当其中有涡虫出现排遗时，其他个体依次进行排遗，排遗后涡虫各自朝不同方向游走。,栖息 培养皿内有十余只涡虫时，个体间一般靠得较近；有几十只涡
33、虫时，个体间较分散。白天喜爬到麦粒下方或培养皿的边缘，晚上则滞留在水底或麦粒上方。涡虫也喜欢生活在草履虫培养液的絮状沉积物上或草履虫密集的区域。2.2.5 个体间反应 当两条游动的涡虫发生接触时，两者头部迅速收缩，然后转移方向，迅速游走。当一条游动的涡虫碰到另一停栖的同类时，停息者无反应，游动的涡虫立刻收缩后掉头游走。2.2.6 对灯光的反应 对光的反应小达氏涡虫比杰氏涡虫灵敏。在解剖镜灯光下，小达氏涡虫迅速游离视野；杰氏涡虫行为迟钝，仅出现轻微移动或头部摆动。小达氏涡虫在显微镜灯光内，无法用数码显微镜拍摄出清晰的生活图片，必须进行麻醉后才能拍照。而杰氏涡虫可以直接进行拍照。,2.3 生殖与发
34、育2.3.1 交配行为 两种涡虫都是雌雄同体，异体交配，交配时，虫体相互靠近，各自尾部扭转，生殖孔对接。交配时间一般在下午，过程约半分钟。2.3.2 产卵 涡虫喜欢把卵产在沉渣中或表面皿的边缘；单个已受精涡虫饲养时，多个卵排列在一起；多个涡虫饲养时，存在数个产卵区，也有零星分布的卵。中国小达氏涡虫6个样本的产卵情况是：产卵周期56d，平均每期产卵10.5枚（813枚）；九刺杰氏涡虫3个样本的产卵情况是：产卵周期为10d左右，平均每期产卵22.3枚（2025枚）。2.3.3 受精卵孵化 两种涡虫相似，孵化周期60h左右。刚产出的卵黄色，内有均匀分布的黑色斑点（图版I：6A）；24h后，胚胎开始分
35、化和蠕动；36h出现脑和眼点；48h眼点发育完全，距眼点一端1/5处出现一斜圆环裂痕（图版I：6B），并分化出肠和尾，胚胎在卵壳内左右蠕动，但没有发现胚胎前后翻滚的现象；60h幼体从裂痕处破壳而出（图版I：6D）。当培养皿内涡虫种群达到一定限度，皿底遍布虫卵，不见虫卵发育；若将虫卵移至另一个培养皿，虫卵能进行发育。,2.3.4 非正常胚胎发育 两种涡虫相似，将一条刚孵化的小涡虫单独饲养，生长发育与群养的涡虫同步，但产卵滞后15d左右，产卵周期和产卵数目与已受精个体相似。卵内可见到胚胎分化、蠕动和发育完全的眼点（图版I：6C）。但卵壳一端没有出现像受精卵一样的斜圆环裂痕。胚胎不能破壳，随着时间延
36、长胚胎逐渐萎缩，留下黄色的完整的空壳（每种涡虫跟踪观察5只，结果相同）。2.3.5 发育 两种涡虫相似，刚孵出的涡虫身体透明；13d肠呈灰色；4d身体灰色，肠约占体长的1/3；5d体侧出现黄色斑纹；6d出现精巢、交接刺、储精囊、颗粒囊；8d的涡虫同成体；9d出现第一个卵；10d产下第一枚卵。即从卵产出至卵孵化、幼体发育成熟后产下第一枚卵的全过程平均历时12.5d（每种涡虫跟踪观察10只）。,2.4 形态结构两种涡虫的外形和内部器官位置见图2和图3，组织结构见图版I：15；712。虫体外表色彩深浅与阴茎角质化程度 不同种类的个体大小不一，一般成熟个体的体长为11.5mm左右。头部较为扁平，后端为
37、锥形，整个身体纺锤形。中国小达氏涡虫体形修长，外观呈棕红色；大变杰氏涡虫身体中部较宽，整个虫体臃肿，外观呈红色。两种涡虫体表的花纹不同，同种个体之间花纹的颜色有深有浅，但纹路相同。取同种色彩深浅不同的个体，检查角质阴茎的发育情况，发现色彩鲜艳的个体阴茎较软，在临时装片下，待盖玻片下水分蒸发后，交接刺明显萎缩、变型，轻推盖玻片，交接刺出现扭曲现象，表明交接刺没有完全角质化；颜色较淡的个体阴茎已经完全呈角质化，相同实验条件下，交接刺不出现变型、萎缩和扭曲，轻压盖玻片时交接刺出现碎裂。2.4.2 脑 中国小达氏涡虫的眼点位于身体前端的背面，眼睛的下方是脑，水平切片可以看到靠近背面和腹面的脑的神经细胞
38、结构，细胞核明显，而脑的中心位置HE染色呈粉红色，无细胞核，呈蝶形，是由两侧对称的脑神经节膨大连接而成的。左右两侧的脑神经节各分出两支延伸向下（图版I：2，3）。没有分辨出两种涡虫脑部结构的差异。,2.4.3 捕食、消化器官的形态特点 大变杰氏涡虫的口位于身体前端的腹面。在开口处，一圈与脑相连的变移细胞成桶状包裹在咽的外面，延伸到咽的前五分之一处(图版I：9)。咽为肌肉质，桶状，占体长的四分之一，活体观察为乳白色，H E染色呈红色，从外到内依次为纵肌、环肌、纵肌（图版I：9，10）。环肌呈辐射状，与两端纵肌相连，其间分布有神经细胞和咽腺细胞。咽后连接盲端的肠，在咽肠交界处有一圈食管腺细胞，细胞
39、个体显著，比一般的细胞大两到三倍，直径约为20m(图版I：10)。细胞质呈粉红色，细胞核明显。有些腺细胞有一条管道深入到咽肠交界处（图版I：10)，肠占体长的三分之一左右，肠上皮细胞为单层立方细胞。中国小达氏涡虫结构同大变杰氏涡虫。,图2 中国小达氏涡虫侧面观Fig.2 lateral view of Microdalyellia sinensisag：粘液腺；b：脑；bc：交配囊；e：眼；eg：卵；en：肠；go：生殖孔；o：卵巢；og：食管腺；p：咽；ps：阴茎刺；rs：受精囊；t：精巢；tc：变移细胞；u：子宫；v：卵黄腺；vd：输精管；vg：颗粒囊；vs：储精囊。ag:adhesive
40、 glands;b:brain;bc:bursa copulatrix;e:eye;eg:egg;en:enteron;go:gonopore;o:ovary;og:oesophagical glands;p:pharynx;ps:penis stylet;rs:receptaculum seminis;t:testes;tc:transitional cell;u:uterus;v:vitellaria;vd:vas deferens;vg:vesicula granulorum;vs:vesicula seminalis.,图3.大变杰氏涡虫侧面观Fig.3 lateral view of
41、 Gieysztoria macrovariataag：粘液腺；b：脑；bc：交配囊；e：眼；eg：卵；en：肠；go：生殖孔；o：卵巢；og：食管腺；p：咽；ps：阴茎刺；rs：受精囊；t：精巢；tc：变移细胞；u：子宫；v：卵黄腺；vd：输精管；vg：颗粒囊；vs：储精囊。ag:adhesive glands;b:brain;bc:bursa copulatrix;e:eye;eg:egg;en:enteron;go:gonopore;o:ovary;og:oesophagical glands;p:pharynx;ps:penis stylet;rs:receptaculum semin
42、is;t:testes;tc:transitional cell;u:uterus;v:vitellaria;vd:vas deferens;vg:vesicula granulorum;vs:vesicula seminalis.,3 讨论3.1 中国小达氏涡虫和大变杰氏涡虫的一些生物学特性比较本文的两种涡虫以及实验室饲养的其他涡虫 4 5，其食性、捕食、运动、栖息、排遗、繁殖周期相似。小达氏属涡虫身体修长，对外界反应较敏感。杰氏属涡虫身体较臃肿，倾向于群居且活动范围窄，反应较迟钝。本实验发现，两种涡虫体表色彩依物种而异，同物种相近，颜色深浅各异，一些老化的或将要死亡的个体，其阴茎角质化程度
43、很高，而颜色鲜艳的个体，尽管已经产卵数日，其阴茎角质化不完全，不易选作模式标本或副模标本，不然会引起该类群涡虫分类鉴定上的混乱。该现象提示，两种涡虫雌雄同体，只有一个公用的生殖孔通到体外，但雄性交配器官的最后形成的时间明显滞后于雌性生殖器官，在一定程度上可以预防自体受精，确保后代繁衍。相对于三角涡虫（Dugesia）和大口涡虫（Macrostomum），本文两种涡虫的脑神经节或咽与身体的体积比明显大于前2种，其捕食过程快速敏捷，无疑与较为发达的脑和咽的结构有密切关系。,3.2 卵胚非正常发育与雄性生殖器管成熟滞后时间推测幼体单养的涡虫比群养涡虫延迟15 d后陆续产卵，卵胚能够发育，但不能破壳。
44、正常受精卵孵化48h后在卵壳的一端出现一斜圆环状裂痕，胚胎从此处破壳，而前者没有裂痕。本文分析，在生殖器官的形态解剖上，阴茎腔与输卵管相通，正常情况下，雌性生殖器官先发育成熟，接受异体精子，由于异体精子先充满交配囊，后充满受精囊。待自体精子成熟时，很难实现自体受精。卵胚发育而不能出壳的现象，是没有获得异体精子而出现自体受精；另一方面，单养涡虫延迟15 d产卵，正常涡虫产卵周期分别为56 d（中国小达氏涡虫）和10 d（大变杰氏涡虫），卵细胞受精至产出卵需1 d，本文认为生殖器官成熟时间雄性滞后于雌性13 d左右。也就是说，正常情况下这两种涡虫几乎不会出现自体受精。,3.3 涡虫的分布、繁殖与淡
45、水生态环境的关系淡水涡虫在平原、山区及丘陵地区的河流、湖泊和池塘内广泛分布。我们在深圳、汕头、湛江等市区或郊区的池塘、小河和水沟中采到不同种类的涡虫，甚至在生活污水污染严重的池塘采集到三肠目（Tricladida）、大口虫目（Macrostomida）、链虫目（Catenulida）和单肠目（Rhabdocoela）涡虫。由此可见，我国有丰富的涡虫资源。数年的涡虫采集和饲养观察发现，不同种类涡虫适应环境的能力存在很大差异。如，本文的大变杰氏涡虫生活于重污染水域（内有绿眼虫），极易人工繁殖；有些杰氏涡虫生活在水的源头，对水质的理化条件要求高，人工饲养不易。深圳杰氏涡虫（Gieysztoria s
46、henzhensis）5于1999年首次在深圳大学文山湖发现，但近年该湖污染严重，湖面漂浮一层蓝藻，涡虫在该湖绝迹。一些来自清澈溪流中的涡虫，当水体变质或食物缺乏时，个体不能正常产卵，体内出现多卵现象，数日后卵在母体内发育。在污染水体中采集到的涡虫无此现象。该现象是涡虫对不利环境的一种适应策略，延迟卵胚的发育，有利于保护后代繁衍，还是环境不利造成涡虫难产，有待进一步研究。该现象表明，对环境敏感的涡虫类群，从它的产卵行为可以了解其对环境的适应能力，同时也提示对环境保护的迫切性。,3.4 涡虫在淡水生态环境中的作用涡虫在生态系统中的作用近些年开始引起关注1。本文认为涡虫在维持淡水生态系统方面具有不
47、可忽视的作用。如，我们采集涡虫时发现，地处深圳市郊坪山水库大坝附近的一个池塘，上有猪圈，猪排泄物流入池塘。水体应属于富营养化水质。但池水清澈见底，水体内无水生植物，水中有螺类等多种无脊椎水生动物。我们在池塘内采集到数百条三肠目、大口虫目6、单肠目7和链虫目等多种涡虫种类和百余条水螅。本文认为猪排泄物引发细菌繁殖，促进原生动物、轮虫和水蚤的繁衍，为水螅、涡虫提供饵料；同时原生动物、轮虫、水蚤、水螅和涡虫是小鱼的饵料。涡虫能及时清理水蚤等动物残骸，将底层能量传递给上层动物，维持该水体的生态平衡（图4）。该现象提示，在富营养化程度不高的水域中引入一些耐污的涡虫种类，至少有可能控制水体富营养化的进程。
48、在两个高60cm70cm40cm的养有水蚤和数条水草的水族箱内，一个箱内放入一些涡虫（主要是三肠目、大口虫目和单肠目种类），另一个作对照。3周后，没有放涡虫的水箱内的水蚤全部死亡，水质发臭、浑浊；放入涡虫的水箱一切正常，水体清澈，水蚤生长良好。表明对涡虫的环境生态学研究具有一定的应用价值。,图4 涡虫、水螅协同净化富营养水体示意图Fig.4 Showing the program of the purification of eutrophication water through cooperation by turbellarian and Hydra致谢：感谢汪安泰老师的悉心指导。我院2
49、002级卢锋同学采集中国小达氏涡虫标本，2003级涂斌同学帮助培养部分涡虫，在此一并感谢。,图版说明16 中国小达氏涡虫；712 大变杰氏涡虫九刺亚种1.水平切；2.前中部水平切；3.头部水平切；4.咽肠交界水平切；5.过卵巢水平切；6.（A.刚产出受精卵；B.已发育的受精卵（箭头：裂痕）；C.已发育未受精卵；D.孵化后的卵）；7.整装片；8.纵切；9.咽的前部；10.咽肠交界处；11.卵黄腺局部图；12.整染显示的阴茎刺.b：脑；c：纤毛；e：眼；en：肠；ep:上皮；o：卵巢；og：食管腺；p：咽；ps：阴茎刺；t：精巢；tc：变移细胞；v：卵黄腺；vg：颗粒囊；vs：储精囊。Figs.1
50、-6 Microdalyellia sinensis;Figs.7-12 Gieysztoria macrovariata 9-spinosa1.Horizontal section of whole body;2.Horizontal section of anterior and mid of body;3.Horizontal section of head;4.The boundary of pharynx and enteron;5.Horizontal section through ovary;6.Eggs of Gieysztoria macrovariata 9-spinos
