冷凍或冷藏東亞飛蝗的循環(huán)系統(tǒng)解剖與觀察

賈鳳龍 張丹丹 張 平

（中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510275）

昆蟲的解剖幾乎是各高校動物學(xué)教學(xué)中必做的實驗，由于蝗蟲體型較大、容易獲得，故成為了解昆蟲內(nèi)部結(jié)構(gòu)的好材料，傳統(tǒng)上使用棉蝗Chondracris rosea rosea（De Geer）［1］或印度黃脊蝗Pantaga succincta（Johan.）［2］，也有使用東亞飛蝗Locusta migratoria manilensis（Meyen）［3］的。棉蝗和印度黃脊蝗目前國內(nèi)沒有飼養(yǎng)，當(dāng)實驗需求量較大時很難獲得活體，故常用的是酒精或福爾馬林浸泡的蝗蟲。東亞飛蝗飼養(yǎng)廣泛，便于獲取，但也受到季節(jié)性的制約。實驗材料的處理方法對于能否更好地觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)是十分重要的，不論是使用浸泡標(biāo)本，還是活體熱水燙死后再進行解剖［2］，這些方法對觀察蝗蟲的循環(huán)系統(tǒng)往往效果不佳。筆者在實驗中發(fā)現(xiàn)，使用經(jīng)冷凍或冷藏處理蝗蟲，觀察循環(huán)系統(tǒng)的效果非常好。

1 材料和方法

實驗材料：市場購買活體東亞飛蝗，放入2 層塑料密封袋內(nèi)，盡量排除空氣后迅速置于4℃冰箱內(nèi)24 h 以上，或置于普通冰箱冷凍層進行冷凍24 h 以上（若時間較長，可在密封袋內(nèi)加冰塊防止干燥）備用。

實驗器材：眼科剪、眼科鑷、解剖針、培養(yǎng)皿、解剖鏡、清水。

2 實驗操作與觀察

2.1 背血管的解剖 去除解凍（從冷凍冰箱內(nèi)取出4 h 以上）或冷藏的東亞飛蝗翅和足，左手持蝗蟲使其背部向上，右手持解剖剪，自腹部末端尾須處開始沿氣門線上方將左右兩側(cè)體壁剪開，剪至前胸背板前緣，放入培養(yǎng)皿中，加水。用眼科鑷輕輕將背板掀開（在解剖鏡下操作更佳），用解剖針沿背板外骨骼內(nèi)側(cè)輕輕地將連接背板和身體的膜挑斷，使背血竇和圍臟竇間的背膈和血管留在蝗蟲身體上。或沿背膈膜分離，使背膈和血管留于背板，在腹部背板將背膈小心去除，在胸部部位分離時，要保留部分肌肉于背板上，以免將前大血管破壞，在解剖鏡下用解剖針和眼科鑷小心清除氣管和附近的肌肉（注意加水并更換水），可見完整的背血管。

2.2 背血管的觀察 由于蝗蟲經(jīng)冷凍或冷藏處理，血液仍存于血管中，故背血管飽滿（圖1）。東亞飛蝗背血管由前端的大血管和后部膨大的心臟2 個部分組成。

心臟：由腹部第9 節(jié)向前延伸至第2 腹節(jié)，共7 個，每個心臟兩側(cè)在背膈上有三角形的翼狀肌。若采用冷藏休眠法，可觀察到心臟的搏動。

前大血管：由第2 腹節(jié)向前延伸至頭部。

輔搏器： 沿背血管向前在胸部小心清除周圍的肌肉和氣管清除，可觀察到與大血管相連的中胸輔搏器和后胸輔搏器。輔搏器位于中胸和后胸翅基部，分別是一膨大的褐色球狀體，后胸輔搏器較中胸輔搏器略大。

如果分離背板時，背血管留在身體上，則能很清楚地觀察到飽滿的心臟和背膈上的翼狀肌及輔搏器（圖1）。如果分離背板時將背血管留在背板上（圖2），可以很清楚地觀察到無色背膈，由于背膈的覆蓋，心臟和翼狀肌較不清楚，去除背膈后能夠清楚觀察到上述結(jié)構(gòu)。

圖1 背血管在身體上的觀察

圖2 背血管在背板上的觀察

3 討論

國內(nèi)近些年使用的動物學(xué)實驗教材都寫為棉蝗的解剖，但實際上各教材使用的蝗蟲種類不同。依據(jù)白慶笙等［2］書中圖片顯示實際是印度黃脊蝗，賀秉軍等［3］書中的圖片為東亞飛蝗，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同。這些教材的圖片展示背血管均不完整，翼狀肌不易觀察，而且也沒有展示出胸部的輔搏器。劉凌云等［5］所繪制的東亞飛蝗的心臟和背血管圖中標(biāo)示的“背膈”實際是背膈上面的翼狀肌，背膈是在圍臟竇和背血竇之間完整的無色膜，該圖并未繪出背膈的其他部分。

采用熱水處死蝗蟲的方法，易導(dǎo)致背血管收縮，血管中幾乎無血液，血管和翼狀肌觀察不清晰。使用福爾馬林浸泡標(biāo)本，雖然背血管觀察比較清楚，但導(dǎo)致實驗室內(nèi)氣味過大，操作者眼睛易受刺激。因此，可采用活體蝗蟲密封袋加冰、排除空氣、密封冷凍法保存，這種方法對觀察其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)均無影響。

國內(nèi)實驗教材在蝗蟲解剖實驗中都未要求學(xué)生找到胸部血液循環(huán)輔搏器，因為胸部具有發(fā)達(dá)的肌肉，胸部背血管的解剖相對困難，而且胸部到頭的背血管較細(xì)，因此學(xué)生在解剖和觀察背血管時通常忽略了胸部和到頭部的血管。但胸部的循環(huán)系統(tǒng)輔搏器比較容易觀察，可以通過輔搏器定位胸部至頭部的背血管。而且通過觀察輔搏器可以讓學(xué)生理解蝗蟲的開放式循環(huán)是如何進行定向循環(huán)的。

致謝： 感謝中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物系黃建榮博士和植物實驗室李春妹女士給予的幫助。感謝中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物博物館龐虹教授、李韻先生和陳凱博士拍攝照片。