觀察河蚌排泄系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

張芮初 胡 雷

（清華大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100084）

河蚌，又稱無齒蚌（Anodonta），是軟體動(dòng)物門（Mollusca）雙殼綱（Bivalvia）的代表動(dòng)物。 河蚌的排泄系統(tǒng)由腎和圍心腔腺組成。圍心腔腺收集血液中的代謝廢物，排入到圍心腔。代謝廢物從腎口進(jìn)入海綿狀的腎體內(nèi)進(jìn)行過濾，最后經(jīng)過薄壁的膀胱通過腎孔排出。這種通過后腎管和圍心腔共同完成代謝廢物的收集和排泄的結(jié)構(gòu)也稱為心-腎復(fù)合體（heart-kidney complex）［1］。

由于亞甲藍(lán)（化學(xué)式：C16H18ClN3S）進(jìn)入人體后會(huì)從尿液排出，醫(yī)學(xué)上用于排泄試驗(yàn)［4］。受此啟發(fā)，猜想亞甲藍(lán)也可以通過河蚌的腎臟排出。

在普通動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，河蚌的解剖實(shí)驗(yàn)包括了對(duì)排泄系統(tǒng)的觀察，但僅僅是對(duì)其靜態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察。做完實(shí)驗(yàn)后，很多學(xué)生依然無法理解河蚌的排泄系統(tǒng)的工作原理，甚至混淆腎口和腎孔的功能。本研究對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了對(duì)活體河蚌的排泄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的觀察實(shí)驗(yàn)。采用亞甲藍(lán)做示蹤劑，跟蹤液體經(jīng)過河蚌排泄系統(tǒng)的過程。

1 實(shí)驗(yàn)材料和用品

新鮮的重約500 g的活體河蚌，2%亞甲藍(lán)溶液，解剖盤，解剖剪，鑷子，解剖刀，5 mL注射器，吸水紙。

2 實(shí)驗(yàn)步驟

將解剖剪尖端從前閉殼肌附近插入，邊插入邊旋轉(zhuǎn)解剖剪將兩殼撐開。然后將解剖刀伸入到河蚌左殼與外套膜之間，刀鋒緊貼貝殼前后移動(dòng)，將前、后閉殼肌分離后，揭開左側(cè)蚌殼［3］。

1）剪開外套膜，可以觀察到圍心腔內(nèi)搏動(dòng)的心室［2］，判斷河蚌依然存活。保持河蚌存活是進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。一般地，健康的活體河蚌在本實(shí)驗(yàn)過程中及結(jié)束后數(shù)小時(shí)，可以一直保持心室搏動(dòng)。

2）將外鰓瓣剪除，可以觀察到圍心腔側(cè)下方的一對(duì)黑褐色的腎體［2］。用注射器將1 mL左右的亞甲藍(lán)溶液注入到圍心腔內(nèi)。從注射完后開始計(jì)時(shí)。為防止亞甲藍(lán)溶液溢出，需要慢慢推入并及時(shí)調(diào)整蚌殼的角度。若有少量溢出，用濾紙吸去溢出的藍(lán)色液體。

3）將內(nèi)鰓瓣的前部剪下一部分，用鑷子提拉起內(nèi)鰓瓣連接處，暴露出內(nèi)鰓瓣的鰓上腔，找到腎孔。每隔5 min，將細(xì)條狀吸水紙置于腎孔處取樣，取出并擺放在白紙上，直到吸水紙出現(xiàn)藍(lán)色，在紙上記錄時(shí)間。

4）重復(fù)該實(shí)驗(yàn)5次并記錄時(shí)間。

5）最后，剪開圍心腔膜，將圍心腔內(nèi)的亞甲藍(lán)溶液用自來水沖洗干凈，先觀察腎口，再用鑷子翻開腎體，觀察腎體及其背面的膀胱（透明不太容易辨識(shí)）。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

正如在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之初所猜想的，亞甲藍(lán)注射到河蚌圍心腔后，經(jīng)過一段時(shí)間后從腎孔排出。

在5例實(shí)驗(yàn)中，吸水紙首次出現(xiàn)淡藍(lán)色的時(shí)間分別如下，見表1。

表1 腎孔處吸水紙首次出現(xiàn)藍(lán)色的時(shí)間

洗凈圍心腔后，觀察到腎口內(nèi)有少量藍(lán)色液體，腎體和膀胱的組織內(nèi)有藍(lán)色液體。

4 總結(jié)

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)者可以觀察到，亞甲藍(lán)從圍心腔中經(jīng)由腎口進(jìn)入腎體，然后經(jīng)膀胱通過腎孔排出。通過本實(shí)驗(yàn)，可以很好地體會(huì)到圍心腔在收集代謝廢物中起到的重要作用，同時(shí)也對(duì)軟體動(dòng)物由后腎管和圍心腔構(gòu)成的心-腎復(fù)合體的結(jié)構(gòu)和功能加深了印象。

在本實(shí)驗(yàn)中，亞甲藍(lán)從進(jìn)入河蚌的腎口到從腎孔排出的平均時(shí)間為33 min，可視為河蚌排泄系統(tǒng)大致的工作周期。由于本實(shí)驗(yàn)重復(fù)次數(shù)有限，采用的標(biāo)本大小比較相近，采樣間隔較大，而且沒有考慮解剖的刺激對(duì)正常代謝的影響，因此該實(shí)驗(yàn)的定量結(jié)論并不一定精確，但是并不影響定性的結(jié)論。