二、沙蚕的结构和生理

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二、沙蚕的结构和生理

2024-07-09 10:27| 来源: 网络整理| 查看: 265

显微镜下,沙蚕体节组织学的横切面,似两个同心管 套在一起,其内管壁为消化管,外管壁为体壁,两管壁间 的空腔即为体腔(图1-6)。

(一)体壁

体壁从外及内由以下几层组成。

1.角质膜

角质膜为表皮细胞分泌而成的非几丁质的硬蛋白 膜。较薄且易弯曲,具保护作用。在组织学制片过程中 易溶解失去,故常不易见。

2.表皮

表皮为角质膜下方的单层柱状上皮细胞层。其中, 具腺细胞和感觉细胞,尤以腹侧面和疣足叶基部腺细胞 较多。腺细胞分泌黏液,以润滑虫体或其栖居的穴壁。 表皮富血管,以利于呼吸。沙蚕表皮下的基膜不明显。

图1-6 沙蚕体节的横切面(仿Beauchamp)

3.肌肉层

肌肉层分环肌、纵肌和斜肌等。环肌为外层环生者, 较薄,于疣足处间断;内层较厚者为纵肌,纵肌分成4束, 背腹侧各两束;在每个体节内,还有1对斜肌,每个斜肌 又分为两支,一支穿过体腔达背部,另一支至疣足的腹基 部;此外,疣足还具复杂的疣足肌。在功能上,环肌的收 缩可使虫体变细长,纵肌的收缩使虫体变粗短,而斜肌和 疣足肌则控制疣足叶和刚毛的运动。

4.壁体腔膜

壁体腔膜位于体壁的最内层,为一层扁平细胞,是体 腔膜的一部分。

(二)体腔

体腔为体壁与肠管间宽阔的腔隙(图1-6),内外围有 体腔膜。其中,近体壁的部分为壁体腔膜,而近肠管的部 分为肠体腔膜或脏体腔膜。体腔内充斥着体腔液和变形 细胞,具循环功能。在生殖期,体腔内具不同发育阶段的 生殖细胞。

在发生上,体腔是由原口处的两个中胚层端细胞增 殖、演化成中胚层带,后由中胚层带细胞间的裂隙演变而 成,又称裂生体腔。因中胚层带按节排列,且每个体节具 左右两个体腔囊,故当左右两个体腔囊在体节背、腹中线 相遇时便形成背、腹肠系膜;被背、腹肠系膜排挤而残留 的囊胚腔将是背、腹血管腔;前后体节的体腔膜相遇即发 展为隔膜。沙蚕成体,隔膜常部分消失或具孔,使前后体 腔得以联系,供循环或执行液体骨骼的功能。体腔经肾 管或体腔管与体外相通。

体腔的出现,为运动、消化、循环等器官系统的功能 复杂化提供了空间和物质基础。

(三)消化系统

消化系统包括消化管和消化腺两部分(图1-7A)。

1.消化管

消化管为从口到肛门的直管。根据其结构和来源可 分为前肠、中肠和后肠三部分。前肠包括口、口腔、咽,口 横裂于围口节腹面,口腔壁薄位于围口节内,咽富肌肉、 可达第4体节,口腔和咽外为肌肉鞘包围形成口咽区,内 衬角质膜或深褐色颚齿,前端具两个大颚;中肠包括食 道、胃、肠,食道短而窄、达第9体节,两侧具1对大而不 分枝的食道腺,可分泌消化液入食道,食道后部具括约 肌,胃一肠是按节收缩的薄壁的直管;后肠(直肠)位于体 后,最后的体节或称肛节,具肛门与体外相通。

消化管的组织学结构:显微镜下观察消化管的组织 学切片,由外至内为脏壁膜、肌肉层(外层为纵肌层、内层 为环肌层)、肠上皮。此外,在口腔和咽尚衬一层角质膜。

A.体侧切面(示主要器官系统的相对位置);

B.体节横切面(示循环路径);C.后肾(示意图)(A仿Villee等)

图1-7 沙蚕的内部结构

沙蚕主要摄食软体、甲壳、其他小型动物以及有机碎 屑或海藻。摄食时,体前部伸出穴外,同时因伸肌的牵引 和体腔液的压力,驱动口咽区外翻成吻或称翻吻。一旦 大颚挟持住食物,外伸的体前部便缩回穴中,翻吻也因缩 肌的收缩而缩回。食物被吞咽后,在肠肌有节律地蠕动 和食道腺及肠上皮腺细胞分泌的酶的作用下,运往肠中 进行消化(细胞外消化)和吸收。未被消化的物质,经直 肠由肛门排出体外。

(四)呼吸系统

沙蚕无特殊的呼吸器官。体表、尤其是薄的背表面和 疣足的舌叶,都充满微血管网,微血管网是气体交换的主要 场所。

(五)循环系统(图1-7A,B)

沙蚕为发达的闭管式循环系统。血液皆在血管内流动。

1.主要血管

主要血管包括背血管、腹血管、连接血管。背血管, 纵行于肠背中部的两背纵肌束之间,具收缩力,可使血液 由后向前流,也收集体壁、肾、疣足和体节的两对背肠血 管来的血液,约在第5体节分枝入食道壁;腹血管,纵行 于肠下方腹中线,为无收缩力的分布性血管,血液由前向 后流,并于每一体节通出两对腹肠血管;在肛节,背、腹血 管以直肠血管环相连接;除第4、第5体节外,每个体节两 侧皆具两对环状的连接血管,在疣足和体壁形成具呼吸 功能的毛细血管网。

2.血液

沙蚕血液亮红色。血红蛋白溶于血浆中,血浆中还 含有变形的无色具核的血球。溶解的营养物质、代谢产 物以及其他物质能通过血液到达身体各处,并通过壁薄 的微血管扩散达组织。

(六)排泄系统(图1-7C)

除体前几体节外,每个体节都具一对按节排列的体 节器,因具一个开于前体节体腔的纤毛肾内孔而不同于 原肾,故又称后肾。后肾为一合胞体致密的腺体,腺体表 面密集血管,腺体内具螺旋的纤毛肾管和无纤毛的端管。 除肾内孔外,在疣足基部近腹须处具细而圆的肾外孔。 由血液、体腔液带来的代谢产物,经后肾纤毛肾管的渗透 和吸收浓缩后,形成含氮代谢产物(主要是氨)排出体外。

(七)神经系统(图1-8A)

与主动捕食生活相适应,沙蚕神经系统发达,为链式 神经系,主要神经索位于腹部。其神经系统包括中枢、外 周和内脏3个神经系。

A

B

C

A.神经系统;B.眼的切面;C.一个视网膜细胞

图1-8 刺沙蚕Neanthes的神经系统和眼(仿Kotpal)

1.中枢神经系

中枢神经系主要包括脑、围咽神经环、咽下神经节和 腹神经索。脑又称咽上神经节或脑神经节,位于口前叶 背部,为一个双叶形团块;围咽神经环,围绕咽使脑与第1 躯干节腹面的咽下神经节相连;咽下神经节,系由腹神经 索的前两对神经节愈合而成;腹神经索,始于咽下神经 节,位于腹中线腹血管下方,纵贯虫体全长,该索为左右 两条神经索愈合,且在每一体节都具一个膨大的体节神 经节使腹神经索呈链状,故沙蚕神经系统被称为链式神 经系。

研究指出,运动的抑制和兴奋中枢,分别为脑和咽下 神经节。另外,脑还分泌阻止个体过早成熟的激素。

2.外周(围)神经系

外周(围)神经系为脑和各神经节发出的神经。由脑 向前发出1对神经到触手,1对神经到触角,脑背部发出 两对神经到眼,由脑向后发出1对纤细的神经到项器。 腹对触须系由围咽神经环上的神经节发出的神经支配, 而到背对触须的神经则是由咽下神经节向前发出的1对 平行于围咽神经环的副连接神经提供的。此外,各神经 节还通出环节神经,在刺沙蚕属Neanthes,除前两体节具 两对外,其余体节都具3对,其中1对到体节前、1对到疣 足、第3对到隔膜部器官。而在沙蚕属Nereis每个体节 神经节发出4对神经,第1、第4对达纵肌和体壁,第3对 由本体感受器的纤维组成。每条外周神经皆含传入和传 出纤维。

3.脏神经系

脏神经系由纤细的神经组成,并具几个神经节到咽 壁,以控制吻的伸缩,一方面与脑后部相连,另一方面与 围咽神经环相连。

(八)感觉器官

触手、触须都具触觉功能。而触角除具触觉功能外, 又似其他动物的侧唇,亦具味觉和嗅觉功能。

项器系嗅觉和化学感受器官。

眼(图1-8B,C),黑色,4个,位于口前叶背表面,是特 殊的视觉器官。每个眼都呈杯状,杯壁为视网膜,杯中具 晶体,眼表面为扁平上皮细胞和透明的角质层共同形成 的角膜。视网膜是由辐射排列的高而窄的接受光的视网 膜细胞组成。而每个视网膜(视觉)细胞具向杯内突入的 透明的角质棒(视棒)、有色素的细胞中部和向外延伸为 视神经的神经纤维3部分。显然,视网膜细胞是变形的 外胚层细胞并与其边缘的上皮细胞相连续。此外,眼杯 向角膜处的开孔具瞳孔的功能。

(九)生殖系统

沙蚕除淡水者有雌雄同体外,多为雌雄异体,没有明 显固定的生殖腺(精巢和卵巢)。生殖腺只是在生殖季 节,由腹隔膜体腔上皮细胞快速增殖而成。除体前端体 节,几乎每节都可能有生殖细胞。

生殖细胞处于精原细胞或卵原细胞阶段时,便被排 入体腔,在体腔液中分别发育成熟为精子和卵。精子小, 具圆形的头部和长的尾。卵大而圆,富卵黄球。

沙蚕无生殖管,肾管兼具生殖管的功能。有人认为,位 于各体节背部纵肌束两侧的1对背纤毛器,在性成熟时亦 具生殖管的功能。有的沙蚕,体壁常裂开排出生殖细胞。



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