大马哈鱼和三文鱼:蚯蚓的观察报告

世界各地都有蚯蚓分布，种类达到3000种以上。根据蚯蚓所栖息的生态环境，可以将它们分为陆生蚯蚓和水栖蚯蚓两大类。但是，入们一般所讲的蚯蚓多指的是陆生蚯蚓。
我们国家三千年前的《诗经》中就有关于蚯蚓的记载。后来，在《本草纲目》、《本草纲目拾遗》等著作中都有记述。19世纪以后入们对蚯蚓有了比较深入的研究，著名英国科学家达尔文于1881年10月，在72岁时发表了他一生中最后一本著作《蚯蚓的习性和它对植物土壤的作用》。这是达尔文创立生物进化论后，他的又一个独创性的发现，并在全世界引起广泛重视。
目前，入们越来越认识到蚯蚓在农业、林业、牧业生产上的重要性和对环境保护的特殊作用。据调查我国每公顷土地内大约有蚯蚓15万～180万条。由于蚯蚓的掘地性和杂食性，每年每公顷土地内的蚯蚓排出的蚓粪就可以达到几十吨至几百吨。富含腐殖质的蚓粪是植物生长的极好肥料。蚯蚓的活动还可以改良土壤，加速分解土壤中的有机物，恢复和保持土壤的生态平衡。此外，蚯蚓在处理垃圾中的有机废物，降解环境中的污染物和为入类提供蛋白质新来源等方面都日益受到入们的重视。
通过对蚯蚓的解剖和观察，让学生从感性上掌握环节动物的重要形态特征，如动物进化到了环节动物时身体出现了分节现象和发达的真体腔；由于有了发达的真体腔，环节动物就有了比较发达的器官系统。同时，通过观察和解剖，认识动物形态结构和功能是统一的，并学会使用解剖无脊椎动物的工具和一般解剖方法。
一、实验准备
蚯蚓的来解剖。我国大体形大小相差很大，长度小于30mm的为小型，在30～100mm以之间的称中型蚯蚓，大于100mm的为大型蚯蚓。一般大型蚯蚓适宜用型蚯蚓主要有链胃蚓科、正蚓科和巨蚯科的蚯蚓。其中分布最广泛、种类最多的是巨蚓科中的环毛蚓属的蚯蚓。环毛蚓属蚯蚓的特征是刚毛环生；环带在第14～16节；雄性生殖孔位于第18节，雌性生殖孔位于第14节；砂囊一个，位于第7和8节之间至第10和11节之间，我国已经发现了133种环毛蚓属的蚯蚓。另外我国养殖最多的蚯蚓是赤子爱胜蚓，属于正蚓科，爱胜蚓属。这种蚯蚓刚毛对生，每节只有4对刚毛，位于腹部两侧，每侧两对；环带马鞍形，在第25～33节，共占9节；雄性生殖孔一对，位于第15节两侧，雌性生殖孔位于第14节。这两类蚯蚓都可以作为解剖材料，但以大型环毛蚓为好。
温带地区蚯蚓在低温时进入休眠状态，到第二年春天随着气温回升蚯蚓开始活动。一般说来每年4～5月及8～12月是蚯蚓最活跃的时期。北京地区4月底可以见到环毛蚓解除休眠，从6月底进入雨季后，直到11月初皆为蚯蚓的活动时期。即使在我国南方蚯蚓的活动也有季节性，例如，云南地区的蚯蚓在5～10月的雨季最为活跃，当土壤含水量降到7％以下时，蚯蚓也要休眠。蚯蚓的活动温度一般为5～30℃，最适温度是20℃左右。
（一）采集和饲养
采集蚯蚓要根据当地的气候条件，选择温暖和雨后的晚上或者清晨，在蚯蚓排泄物附近挖取。一般大雨后常常有较多的蚯蚓出现，采集到的蚯蚓可以放入容器内饲养。只要保持容器内的蚯蚓密度不要过分拥挤，并保持一走的湿度和投以树叶或菜叶，或者投以猪、牛、羊的粪都可以使采到的蚯蚓正常生存。如果要进行蚯蚓的大量繁殖，可以参考有关书籍介绍的方法进行。
（二）购买
在没有条件采集和饲养蚯蚓的地区，可以采取向标本厂购买的方式准备解剖用的蚯蚓。最好从南方邮购，并注明要买环毛蚓。邮购的蚯蚓一般是用塑料袋包装经过甲醛处理的，买回后应该将蚯蚓取出，放入质量分数为5％的甲醛液中保存。
（三）实验用标本的制备
可以用《九年义务教育三年制初级中学生物第一册（下）教师教学用书》中介绍的方法，即让生活状态的蚯蚓在制备前24h或更长的时间内停止进食，待排出粪便后喂质量分数为10％的琼脂（洋莱），再进行麻醉，也可以直接麻醉。麻醉时将蚯蚓洗干净，放入清水中，逐滴加入酒精或白酒，在酒精的体积分数达到10％左右时，静置1～2 h待蚯蚓麻醉后，用水洗去蚯蚓体表的黏液，直接用于解剖。如果没有酒精或白酒，也可以逐渐给放有蚯蚓的清水加温，使蚯蚓慢慢进入热麻痹状态，然后进行解剖。如果要长期保存标本，则应该用注射器将体积分数为70％的酒精和质量分数为5％的甲醛等量混合液向蚯蚓的体腔内注射，如果没有酒精，只用质量分数为5％的甲醛注射也可以。然后将10条左右的蚯蚓平铺在一张比蚯蚓略长的纸上，不要使蚯蚓身体弯曲，把纸卷起来，外面用线轻轻地捆扎好，放入质量分数为5％的甲醛液中保存。在上述过程中，不管是购买的还是自备的蚯蚓都应该尽量使蚯蚓垂直存放，不要让蚯蚓身体弯曲，避免存放过程中将蚯蚓的身体压扁，影响将来学生解剖。
（四）解剖用具
双筒解剖镜、放大镜、镊子、解剖剪、解剖针、大头针、解剖蜡盘。
二、方法步骤
蚯蚓种类很多，形态结构不尽相同，此处以环毛蚓为例介绍蚯蚓的观察和解剖方法。环毛蚓是环节动物门、巨蚓科、环毛蚓属蚯蚓的统称。环毛蚓一般个体较大，因体表刚毛环生得名。环带位于第14～16节间，在第18节处有雄性生殖孔1对，第14节处有雌性生殖孔1个，第3～9节间有受精囊孔1～6对，是陆栖大型蚯蚓中分布最广的一类。
（一）实验中的技巧
1．解剖后插大头针前，应该先将解剖好的蚯蚓靠近蜡盘长端放置，然后再插大头针。因为这样可以在用双筒解剖镜观察蚯蚓内部结构时，被观察的结构不会在视野之外。否则将难以用双筒解剖镜观察。
2．在蜡盘上用大头针固定解剖好的蚯蚓时，大头针要以大约45度斜插在蜡盘上，大头针倾斜的方向要与蚯蚓纵轴垂直。这样可以插得牢固，同时又可以使蚯蚓身体两侧的大头针之间有较大的操作空间。
3．插大头针时要先从环带正中开始。这样就可以保证针是插在第15体节，然后再向前每5节插一根大头针。这样做的好处是因为蚯蚓的很多内部结构与体节的位置相关，解剖后可以根据大头针的位置准确快速地判断体节数，有利于尽快找到要看的结构。
4．解剖时和插大头针时不要加清水，待插完大头针后再加清水。这样做的好处是容易操作。万一蚯蚓的消化道被戳破，不会使消化道内的泥土在水中扩散，影响以后的观察。
5．蚯蚓的循环系统是相对难观察的，但是可以从颜色上判断。蚯蚓的血液中有血红蛋白，经甲醛固定后血管内呈紫黑色。根据颜色可以比较容易地找到循环系统。
6．插针和计算体节时要注意节间沟与体环的区别，不要把第一节误计为两节。节间沟是体节与体节之间的深沟，而体环是体节上的较浅的凹环。
（二）外部形态的观察
1．将一条浸制的环毛蚓放在清水中洗去甲醛液，置于蜡盘中，用肉眼和放大镜观察外形，首先认出前、后端和背、腹面。性成熟的环毛蚓前端一般有环带。环毛蚓的身体背面颜色较深，腹面颜色较浅。
2．用手从环毛蚓的前端向后摸，然后再用手从后端向前摸，可以感觉到刚毛着生方向的不同。环毛蚓的刚毛在体节上向后生长，用放大镜可以看到每一体节中部生有一圈刚毛。如果将活的环毛蚓放在纸上，可以听到蚯蚓运动时刚毛与纸的摩擦声。
3．性成熟的环毛蚓在第14～16体节间有一个环带，也叫生殖带。
4．仔细观察可以看到蚯蚓体表有一些孔。环带的第一节，即第14节的腹面中央有一开孔，称为雌性生殖孔。第18节腹面两侧各有一个乳突状的雄性生殖孔。背中线的节间位置还有背孔，可以用纱布将蚯蚓身体擦于，然后用手指轻轻捏身体两侧，会有液体自背孔流出。
（三）内部结构的解剖
1．以左手中指和食指夹住蚯蚓前端，拇指与无名指夹住后段，让蚯蚓的身体背面向上。用右手持解剖剪，在拇指与无名指夹住的部位略偏背中线的右侧，将解剖剪插入蚯蚓体壁并稍向上挑，向前剪开体壁。剪到前2～4节时要特别注意，以免破坏脑神经节。
2．从刚才下剪处向后用同样的方法剪开体壁后端。
3．将剪好的蚯蚓放在蜡盘中，先找到环带的位置，将虫体靠近蜡盘长端，用大头针以45度向外倾斜插住环带正中的一侧于蜡盘上。用同样的方法插住另一侧。环带正中是第15节，这时一边用解剖刀划开消化道与体壁之间的隔膜联系，一边向前每5节的两侧各插一根大头针，插到前面的14节左右时节间隔膜越来越厚，肌肉很多，需用剪子将隔膜和肌肉剪开，再插大头针。插完前端后，以同样的方法向后每10节或每20节两侧各插一根大头针，直至肛门。
4．完成上述步骤后，将清水加入到蜡盘内，水量以浸没蚯蚓为宜。
（四）内部器官的观察
1．消化系统
环毛蚓的消化系统是一条直管，从前向后依次为口、咽、食道、嗉囊、砂囊、胃、肠、盲肠、肛门
2．循环系统
蚯蚓是闭管式循环系统。解剖参环毛蚓可以看到一条背血管、一条腹血管和连接背腹血管的8对大血管弧，血管弧分别位于身体第5、6、7、10（两对）、l1、12和13体节。一般称其中4对血管弧（环状血管）为心脏。不同种的环毛蚓心脏个数和位置可能有所不同。背血管位于消化道的背中线上，腹血管位于消化道之下，腹神经链之上，背血管和腹血管都是纵贯身体前后的血管。环状的心脏连接背、腹血管，用镊子向一侧掀起砂囊即可看见。
3．生殖系统
蚯蚓为雌雄同体，在观察完消化系统和循环系统后，用镊子和剪刀小心地将食道至第20节之间的消化道去除，但要保留隔膜。这时可以看到雄性生殖器官，包括储精囊、椭圆形的精巢囊、很细的输精管、第18体节腹面的一对雄性生殖孔和花瓣状的一对前列腺。还可以看到雌性生殖器官，包括：一对位于第13体节前隔膜后壁上的一对很小的卵巢；第13体节后隔膜上的两个喇叭状的卵漏斗；卵漏斗后接两个很短的输卵管，输卵管穿过隔膜进入第14体节，在第14体节腹神经索下方会合，开口于第14体节的雌性生殖孔。属于雌性生殖器官的还有2～3对受精囊，每一个受精囊由一个盲管和一个囊组成，共同开口于前一节的受精囊孔。
4.神经系统
蚯蚓的链状神经系统包括咽上神经节、围咽神经、咽下神经节和腹神经索。用解剖针和镊子小心剥除咽部附近的肌肉，就可以看到第3节咽的上部有一个白色的咽上神经节，两侧有围咽神经绕过咽，连接到腹面。用解剖剪将咽上神经节前的口腔管剪断，用解剖针小心剥离咽上神经节与咽的粘连，然后从后端将咽抽出，若将后面的消化系统全部去掉，就可以看到完整的神经系统。在腹神经索上，每个体节都有一个膨大的神经节，由神经节发出的神经分支通到体壁和内脏器官。
三、教学建议
应该在解剖前向学生讲清楚实验中要注意的技巧，使学生懂得为什么要这样做。学生解剖时最好同步进行，这样有利于教师统一检查和辅导。实验结束后，让学生将解剖好的蚯蚓保留完整的生殖系统和神经系统，交给教师评分。