文湖北省武昌實(shí)驗(yàn)中學(xué) 陳之坤
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蚯蚓如何再生
文湖北省武昌實(shí)驗(yàn)中學(xué)陳之坤
蚯蚓俗稱地龍,是一種常見(jiàn)的陸生環(huán)節(jié)動(dòng)物,生活在距地10厘米至30厘米左右富含有機(jī)物的土壤里,晝伏夜出,以畜禽糞便、有機(jī)廢物為食,連同泥土一同吞入,也攝食植物的莖葉等碎片。蚯蚓可使土壤疏松、提高肥力,促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。
蚯蚓喜歡陰暗潮濕的環(huán)境,它具有很強(qiáng)的再生能力,被切斷后,傷口截面附近會(huì)迅速形成新的細(xì)胞團(tuán),這些細(xì)胞團(tuán)會(huì)使傷口閉合,并形成環(huán)狀。
此時(shí),蚯蚓體內(nèi)的一部分未分化的細(xì)胞很快被輸送到這里,形成再生芽。之后,蚯蚓體內(nèi)的器官、神經(jīng)系統(tǒng)及血液等組織細(xì)胞通過(guò)大量繁殖,迅速向再生芽里生長(zhǎng),直至變成兩條頭尾完整的蚯蚓。
為弄清其中的秘密,我利用課余時(shí)間完成了如下三個(gè)有趣的探究實(shí)驗(yàn)。
將切斷的兩節(jié)蚯蚓分別放在兩個(gè)裝有潮濕泥土的盒子里,第二天用小鑷子在小盒子里找到那兩段蚯蚓,發(fā)現(xiàn)都已經(jīng)死亡。這是為什么?
通過(guò)查詢資料,我終于找到了原因:原來(lái)被切斷的蚯蚓想要再生,切斷的部位很關(guān)鍵。蚯蚓由100個(gè)至200個(gè)體節(jié)組成,如果切到第11節(jié)至第36節(jié)的位置(那里剛好是它的心臟部位),就不能再生??赡芪艺们械搅怂囊Γ瑢?dǎo)致它一命嗚呼。
找一條長(zhǎng)約8厘米的蚯蚓,避開(kāi)要害部位將其切成兩段,被切開(kāi)的傷口處有血流出,還分泌出黃色的黏液。我將它們分別放在裝有濕潤(rùn)土壤的兩個(gè)盒子里,泥土的濕度保持在80%左右。
第二天早上查看蚯蚓,輕觸無(wú)頭的那段,沒(méi)有任何反應(yīng),整段身子呈灰白色,軟軟的;而無(wú)尾的那一段還活著。為確認(rèn)無(wú)頭的那段蚯蚓是否活著,我拿來(lái)放大鏡,用鑷子碰了碰它,這次它竟然動(dòng)了;有頭的那段則開(kāi)始到處亂爬。
蚯蚓解剖圖
第六天,無(wú)尾蚯蚓傷口處長(zhǎng)出了尾巴,第七天時(shí),長(zhǎng)出的尾巴變得光滑,可清晰地看到血管,還有蚯蚓的大便拉出,說(shuō)明它的肛門已經(jīng)長(zhǎng)成。此時(shí)無(wú)頭蚯蚓除了傷口處有點(diǎn)變尖外,沒(méi)有其他變化。
第八天,無(wú)頭蚯蚓傷口處突出,長(zhǎng)出很淡的環(huán)帶。第九天,無(wú)頭蚯蚓傷口處長(zhǎng)出了尖尖的東西,偶爾還會(huì)伸縮、扭動(dòng),它的頭終于長(zhǎng)成了!
如果將蚯蚓切成三段,中間那段能成活嗎?
我將蚯蚓從特定部位切斷,得到有頭無(wú)尾、無(wú)頭無(wú)尾、無(wú)頭有尾3段蚯蚓,在溫度為20℃的人工氣候箱中培養(yǎng),觀察其再生情況。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),剪切處理后的蚯蚓體段在10天左右再生完畢,且從頭至尾都有再生能力;但不同體段的蚯蚓再生能力不同,有頭無(wú)尾、無(wú)頭無(wú)尾的體段再生速度比無(wú)頭有尾體段的要快。其中,無(wú)頭無(wú)尾體段的頭部、尾部都可以再生,但尾部再生的速度快于頭部。
剪切后所剩蚯蚓體段的多少,對(duì)蚯蚓存活率有很大影響。所剩的體節(jié)數(shù)越多,蚯蚓的存活率越高。
蚯蚓的再生能力從身體前端到后端,沿體軸而遞減:口端或頭部最強(qiáng),尾部最弱,頭部神經(jīng)系統(tǒng)集中,代謝率最高。
蚯蚓的口端有很多未分化的、保持胚胎狀態(tài)的細(xì)胞,這可能是頭部再生能力強(qiáng)的原因。
若將蚯蚓切成兩段,再摘除腹神經(jīng),蚯蚓就失去了再生能力。這些實(shí)驗(yàn)都說(shuō)明神經(jīng)在再生過(guò)程中起重要作用。