螯虾与棉蝗的解剖比较

1 螯虾和棉蝗的解剖对比

（普通动物学实验）

学生：吴莎极 指导老师：王茜

生命科学学院 2010级 生物科学专业

摘要：利用解剖比较的方法，根据对螯虾与棉蝗的观察比较，了解其在外部形态、呼吸系统、消化系统、排泄系统、循环系统、神经系统、生殖系统等方面的演化形式，从而了解到节肢动物种类多、数量大、分布广的原因，节肢动物比环节动物高等的原因，昆虫对陆地生活的适应性以及对昆虫呼吸系统高效性的分析。

关键词：棉蝗 螯虾 解剖结构 比较

前言：节肢动物的身体有很多体节组成，并且分部，体外有外骨骼，有分节的附肢。节肢动物种类多、数量大、分布广，是动物界第一大门，也是无脊椎动物中登陆取得巨大成功的一门动物，与人类关系密切。螯虾（Cambarus）生活在溪流、池塘和沼泽中，经常躲藏在石块和植物下。它们在其生活的环境中，能在基质上缓慢爬行，也能用尾巴在水中快速游泳。昆虫的身体分为头、胸、腹三部分，头部为感觉和摄食中心，具有1对触角，1对复眼、单眼和口器。胸部为运动中心，具有3对足，通常有2对翅。昆虫适应能力强，分布范围极广，绝大多数为陆生种类。因为棉蝗（Chondracris rosea）体型较大，其成体为蝗虫实验的最佳材料。该实验通过对棉蝗与螯虾的外部形态与内部结构的解剖比较，了解到节肢动物种类多、数量大、分布广的原因，节肢动物比环节动物高等的原因，昆虫对陆地生活的适应性以及对昆虫呼吸系统高效性的分析。

1. 材料与方法

1.1实验材料

以螯虾（Camarus）活体与棉蝗（Chondracris resea rosea）浸制标本为实验材料

1.2实验方法

比较解剖法 整体到局部、外形到解剖结构，由呼吸系统、消化系统、排泄系统、循环系统、神经系统、生殖系统依次观察的方法

2. 结果与分析

2.1螯虾的外形与解剖结构观察

2.1.1螯虾的外形观察

取一螯虾标本置于解剖盘中，注入清水，进行观察：螯虾的身体分为头胸部和腹部，共分21节，头部6节，胸部8节，腹部7节，还有一尾节。体表被以 2 几丁质外骨骼，体色几近红棕色。腹部长而侧扁。如图1所示：

图1 螯虾的整体结构

1）头胸部

由头部和胸部愈合而成，外被一坚硬的薄壳状头胸甲（carapace），约占体长的一半。头胸甲前端中央向前伸出一棘状突起为额剑（rostrum）。螯虾的额剑背腹扁平，上缘有11-14个锯齿，下缘有2-3个锯齿。头胸甲的近中间有一弧形横沟，称颈沟（cervical groove），为头部和胸部的分界线。颈沟以后，头胸甲两侧的部分称鳃盖。鳃盖的下方与体壁分离，形成一个腔，称鳃腔。额剑的下方两侧有1个粗短的能活动的眼柄，其顶端着生复眼（compound eye）。口器位于头胸部前端中央，由大颚、小颚和3对颚足组成。如图2所示：

图二 螯虾的头部

2）腹部

腹部较细而直，背腹扁平，分为明显的6节，各节的外骨骼可分为背面的背板、腹面的腹板及两侧下垂的侧板.第六腹节末端还有一锥形扁平的尾节，背面有2对短小的活动刺，腹面正中有一总裂缝，为肛门。透过腹面的体壁可见在腹 3 中线处有一暗绿色的条纹，为体壁内侧绿色的神经下动脉。如图3所示：

图3 螯虾的腹板与肛门

3）附肢

19对，除第一体节和尾节无附肢外，各节均有附肢1对，头部5对，胸部8对，腹部6对，为双肢型，基本上由原肢及着生其上内肢和外肢组成。各附肢内肢和外肢的结构与机能变化非常大。如图4所示：

图4 螯虾附肢

左手持虾，使其腹面朝向观察者，仔细观察螯虾各附肢的心态和着生位置。将一侧的附肢从前到后依次取下，按顺序放在解剖盘内（摘取附肢时，用镊子夹住其基部垂直向外拔，保证所取下的附肢的完整性又不损伤内部器官）：

头胸部及腹部附肢由前到后依次为：

①头部附肢：共5对，2对触角、1对大颚和2对小颚。

小触角（antennule）：眼柄内侧、额剑下方有1对小触角，原肢3节，末端有内外两触鞭，还包有一短小的须状腹鞭。

大触角（antenna）：眼柄下方为1对大触角，较长，原肢2节。外肢呈片状内肢为一细长触鞭，基节腹面有1对圆孔，为排泄器官触角腺（antennal gland）的开口。触角基部腹面有排泄孔。

大颚：坚硬，形成咀嚼器，分为门齿部和臼齿部，门齿部扁平，边缘有小齿， 4 可切断食物，臼齿部的齿面圆而有小突起，可研磨食物。

小颚：第一小颚原肢2节，薄片状，内缘具有次或毛，内肢演变为小颚须，外肢退化；第2小颚原肢2节，内肢细小，外肢发达，扁平宽大叶片状，称为颚舟片，具有拨动水流、促进鳃室内水循环的功能。如图5所示：

图5 螯虾头部附肢

②胸部附肢：共8对。

颚足：第1颚足，原肢2节，底节基部外侧具肢鳃。外肢基部大，末端细长，内肢细小；第2颚足，原肢2节，底节具1支鳃及1足鳃，内肢发达分5节，屈指状，外肢细长；第三颚足，原肢2节，着生1足鳃，肢分3节，外肢细长。

步足：5对。原肢2节，称为基节和底节。内肢发达，分为座节、长节、腕节、掌节和指节5节，外肢退化。前3对步足末端为钳状，其中第二对特别长，尤其是雄虾，其余为爪状。注意个足鳃基部鳃的着生情况。雄虾第1对步足特别大，具大型钳，为螯肢，是捕食和御敌的器官。雄虾的第5对步足基部内侧各有一雄性生殖孔，雌虾的第3对步足基部内侧各有一雌性生殖孔。如图6所示：

图6 螯虾胸部附肢

③腹部附肢：6对，包括5对游泳足和一对尾肢。游泳足扁平呈片状，原肢2节，内、外肢均不分节，周缘密生刚毛。

第一附肢，外肢大，内肢很短小；第二附肢，内肢有一短棒状的内附肢，雄性在内附肢内侧有一指状突起的雄性附肢。第三、四、五附肢形状相同，具片状的内、外肢，内肢具有内附肢。位置为腹部第六对附肢，粗壮，内外肢均扁平宽大，不分节，与尾节构成尾扇。雄虾第2对附肢的内肢特化为交接器。如图7 5 所示：

图7 螯虾腹部附肢

4) 雌、雄螯虾的外形比较

①雄虾的第5对步足基部内侧各有1雄生殖孔；雌虾的第3对步足基部内侧各有1雌生殖孔 ，在第4、5对步足间的腹板上有受精囊孔纵裂开口。

②雄虾第1对腹肢变成管状交接器；雌虾的退化且第2对腹肢细小、外肢退化

如图8图9所示：

图8 雄虾生殖系统 6

图9 雌虾生殖系统

2.1.2螯虾的解剖

用剪刀头将虾头胸甲的一侧剪掉，即露出鳃腔中的鳃，观察呼吸系统。然后用剪刀沿头胸甲向前剪，并用镊子将头胸甲与下面的器官轻轻剥离移去，在用剪刀沿腹部两侧由前向后剪，将腹部背面的外骨骼去掉。

2.1.3螯虾内部结构观察

1.呼吸系统

用剪刀剪去侧面的头胸甲，可见到一排白色的絮状物，即为螯虾的鳃。鳃共有7对，位于颚足和步足的基部。用镊子从基部摘下一只步足（如有困难可用剪刀先在足基部两侧剪两个口子），放在盛有水的培养皿中，在解剖镜下观察鳃的结构。如图10所示：

7 图10 螯虾的呼吸体统

2.循环系统

用剪刀剪去背面的头胸甲，在头胸部的后部可见到有一近方形的白色半透明囊状结构即为围心腔，仔细观察可见到围心腔膜在轻轻颤动。小心地除去围心膜，可见到一个半透明、近四方形的块状组织在有规律地搏动，为心脏。在心脏上有3对小孔（背、腹和侧面各1对）即心孔，来自出鳃动脉的血液流进围心腔后从心孔进入心脏。用镊子轻轻托起心脏，可见到从心脏发出7条细而透明的动脉，血液由这些动脉流入分支血管，输送到身体各部分及组织间隙的血窦中。

用镊子轻轻提起心脏观察，由心脏前端发出动脉5条，级1条眼动脉、一条触角动脉和一对肝动脉。由心脏后端发出1条腹上动脉，在腹部背面沿后肠背方后行到腹部末端。腹上动脉基部发出1条弯向胸部腹面的胸直动脉，直达腹面神经索腹方后，再向前后分为2支，向前的1支为胸下动脉，向后的1支为腹下动脉。动脉中的血液最后流向血窦，经鳃进行气体交换，再流入围心窦，经心孔回心脏。

螯虾为开管式的循环系统。如图11所示：

图11 螯虾循环系统I

图12 螯虾循环系统II

3.生殖系统

雌性生殖系统：在心脏的前端与黄色絮状物（消化腺）之间，有两小块乳白色或淡褐色结构，可见到有许多颗粒状结构，此为卵巢的一部分。除去心脏和围心膜后，将黄色絮状物从中间分开，显露出呈Y形结构的卵巢全貌。卵巢分3叶，前部2叶，后部1叶。卵巢在发育过程中颜色因卵粒的成熟度而变化，未成 8 熟的卵呈乳白色，成熟卵呈褐色。卵巢与肠并行延伸可达腹部末端，从卵巢两侧腹面通出1对输卵管，终止在第三对步足的基部内侧的雌性生殖孔。在第四和第五步足间的腹甲上，有一椭圆形突起，中间有一纵行开口，内为空囊，即受精囊。如图13所示：

图13 雌性生殖系统

雄性生殖系统：精巢一对，位于心脏的前下方，乳白色，半透明。前端呈球形，在性成熟的个体后部呈圆柱形。从精巢通出1对弯曲的输卵管，从胸部侧后方下行，开口在第三对步足的基部内侧的雄性生殖孔。如图14图15所示：

图14 雄性生殖系统I

图15 雄性生殖系统II

4.消化系统

在围心腔的前端有一团黄色的絮状结构，为螯虾的消化腺---肝脏。肝脏的 9 前端为一半透明的倒三角结构，即螯虾的胃。去除侧面的鳃和内侧骨板，可见在胃下方有1条细管为食道，前端为口。仔细分离肝脏，在胃后伸出1跟细长的管道为中肠。从腹面背面中央剪去约3mm宽的背板，掀去肌肉，露出腹面的肠道。有时中肠显暗绿色，为肠道内有未消化完的食物。在腹面末端出肠稍变粗，此处为直肠，末端以肛门开口在尾节腹面中央。如图16所示：

图16 螯虾消化系统侧面观

仔细分离消化道，将其取下置于盛水的培养皿中（从食道前端剪断，捏住胃将食道轻轻向后抽出，以防拉断围食道神经）。胃可分成两部分，前端为薄壁的贲门胃（cardiac stomach），后端为厚壁的幽门胃（pyloric stomach）。将胃纵向剪开，可见贲门胃内有3个脚趾齿，故也称作磨胃；幽门胃内着生有许多刚毛如图17图18所示：

图17 螯虾胃的内部结构I 10

图18 螯虾胃的内部结构II

5.排泄系统

螯虾的排泄系统为触角腺或称绿腺（green gland），由腺体部（端囊）、细长的排泄管和囊状的膀胱组成。去除胃后，在大触角基部的内侧，可见1对扁圆形的结构，呈灰白色或暗绿色，为触角腺的端囊。用镊子小心地将圆球拔出，可见腺体通出1根吸管即排泄管，在基部的膨大部分为膀胱，通向触角基部内壁，开口在大触角的腹侧基部。如图19图20图21所示：

图19 螯虾的排泄系统

图20 螯虾的绿腺