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生物实验:蚯蚓再生的试验报告

以下是关于蚯蚓再生的试验报告

将蚯蚓按不同部位切断,得到有头无尾,无头无尾,无头有尾三种不同的体节段,在室温有土条件下培养,观察其再生现象.结果发现蚯蚓从头到尾都有再生能力,但不同体段,不同体节长度的蚯蚓再生能力不同.其中尾部的再生能力最强,再生速度最快,中间体段次之,头部的最差.还观察到按不同体节数剪切对蚯蚓的存活率有很大的影响,所剩体节数与存活率成正比关系.

关键词:"太平二号"蚯蚓;再生;存活率

再生(regeneration)是生物个体或器官对非自然丢失部位的修补和复原,被认为是生物适应环境的最重要机制之一.人们很早就发现折断损伤后的蚯蚓具有再生恢复的能力.2002年,中国科学院动物研究所三位专家(齐莉萍,戈峰,周晓东)在《应用与环境生物学报》上发表《蚯蚓再生能力的研究》,并指出蚯蚓的再生能力与切割部位有关以及存活率与体节数正相关等观点,丰富了人们对蚯蚓再生能力的认识.近年来,随着细胞生物学,分子生物学和神经生物学的兴起和发展,为深入研究蚯蚓的再生机制提供了基础.

"大平2号"蚯蚓在以牛粪为饲料,温度23℃～24℃,相对温度为60%的条件下饲养,卵期为14～18天;幼蚓期为40～45天,从具有繁殖节到产卵为5～7天."大平2号"的繁殖能力非常强,适合于做长期的实验;切割后,一般不会出现坏死和死亡现象,为实验提供了保证.本实验通过对蚯蚓不同体节的切割和对不同体节数切割对存活率的影响,初步探讨了蚯蚓再生的机制和对环境的适应性.

1材料与方法

1.1 材料来源 "太平二号"于深圳市华强北鱼饵店购买,在直径9cm培养皿培养,以苹果皮为饲料.

1.2 培养与观察 解剖镜下"太平二号"的形态学观察:总体节数为85—110节,生殖环为三节,位于体节的前端,生殖环后约2/3体节数.按照不同要求切割蚯蚓后,放入直径9厘米的培养皿,在暗处培养,每天补充少量水分,隔日喂养苹果皮,并每天上下午各观察一次,记录蚯蚓的死亡数.观察蚯蚓的再生情况,并对再生现象明显的拍下照片.

1.3 研究方法

1.3.1 二段分组 (1)取5条蚯蚓,分别平分头尾2段;(2)取5条蚯蚓,分别在距离尾端四分之一体长的地方切成头尾2段;(3)取5条蚯蚓,以环带为界限,而后分切成头尾2段,使含头的那一段为无环带;(4)取5条蚯蚓,以环带为界限,而后分切成头尾2段,使含头的那一段为有环带

(5) 取5条蚯蚓,分别平分头尾2段,不切断;(6) 把上面(1)-(4)所切成的蚯蚓片段,分别编号,放培养皿中饲养.

1.3.2 三段分组 (1) 取5条蚯蚓,把其等分长三段;(2) 取5条蚯蚓,以环带为界限,将环带和头部作为一节,以距离尾端四分之一体长作为一节,中间为一节;(3) 取5条蚯蚓,以环带为界限,使含头的那一段为无环带,以距离尾端四分之一体长作为一节,中间包括环带的为一节;(4) 取5条蚯蚓,把其等分长三段,不切断;(5) 把上面(1)-(4)所切成的蚯蚓片段,分别编号,放培养皿中饲养.

1.3.3 四段分组 取5条蚯蚓,把其等分成四段,分别编号,放培养皿中饲养.

1.3.4 五段分组 取5条蚯蚓,把其等分成五段,分别编号,放培养皿中饲养.

1.3.5 空白对照组 取5条蚯蚓,编号,放培养皿中饲养.

1.3.6 混和培养组 取5条完好蚯蚓和5条二等分的蚯蚓,编号,放培养皿中饲养.

2. 结果

2.1 不同体节不同程度的再生情况 结果表明不同切法所得的蚯蚓的不同体节都有不同程度的再生现象,其中尾部的再生能力最强,再生速度最快,中间体段次之,头部的最差.

图1-1 1-2的再生情况; 图1-2,图1-4 1-3的再生情况; 图1-3 1-4的再生情况;

图1-5 1-5的愈合情况; 图1-6 刚切割的蚯蚓对照图

2.2不同体节的存活率 对蚯蚓不同体节的13种切割的存活率分析(图2)表明,1-3,1-5的存活率最高,第4组的存活率最低,大体趋势为切割的段数越多,存活率就越低.但明显有一组例外(1-2),可能是外界环境如湿度造成的.由此可以得出结论:体节越多的存活率越高,有头无尾的比有无头有尾的再生能力强,无头无尾的存活率最低,再生能力也最弱.

图2 不同切法的存活率图示

2.3体节数和存活率的关系 通过对蚯蚓存活率与其体节数的分析(图3),发现蚯蚓的存活率与其体节树正相关,即体节数越多,蚯蚓的存活率越高.

图3 体节数和存活率的关系

3讨论

3.1实验的整体进展情况 蚯蚓从切割开始,每天给少量水分补给,隔天喂食苹果皮,生活生长情况良好,从第7天开始出现再生,先是在伤口出现形成一个颜色浅淡的环节,然后环节变粗颜色边暗,与此同时,伤口愈合初长出嫩黄色的小牙,如图1和图四.以后小牙变长变粗,漫漫形成了原来剪切掉的部位.实验进行了二十天,达到了令人满意的效果.以前有很多师兄师姐做过类似的实验,但都失败了.当我们确定题名的时候,老师们严肃的告诉我们,这个实验不好做,以前很多人做都失败了.当时我们听了也怀疑,但我们不放弃,诚恳请教了老师和师兄师姐,最后我们一致认为造成蚯蚓大量死亡而实验失败的可能原因是蚯蚓的培养过程.以前多是在无土培养条件实验的,很可能蚯蚓因不适应这种新环境而死亡.鉴于此,我们做有土培养,并定时补充水分,尽量保持蚯蚓原来的生态环境,果然,蚯蚓存活率大大上升.我们由此意识到,做实验要胆大心细,敢于创新,迎难而上.

3.2不同切割蚯蚓的再生能力 不同切割对蚯蚓的影响如图2所示,从中可以看出,切的段数越少,蚯蚓的存活率相对越高.实验中还观察到,切断尾部的再生能力最强,切掉头部的再生不如切掉尾部的明显,而切掉两段的再生不强,多表现为愈合.对此,我提出了疑问,再生强的尾部是不是该处储存的营养物质丰富 还是尾部的细胞的分化程度低 机体又是如何意识到缺失的部位并组织再生的 这些问题,在实验中没找到答案,我查阅了相关资料,其说法不一,希望今后对实验进一部完善,最终揭开蚯蚓再生的神秘机制.

3.3剪切后体节数和存活率的关系 由图3可以看出,剪切后的蚯蚓的存活率随体节数增加呈上升趋势,即体节越短,死亡率越高,这可能和蚯蚓体节长其抗逆能力强及所储存的营养物质多有关,但剪切后蚯蚓体段是否有头或有尾与蚯蚓的存活率无关.