实验9  节肢动物解剖观察及分类

一、实验目的

1．观察沼虾和棉蝗的外形和内部结构，了解节肢动物门甲壳纲和昆虫纲动物的主要特征。

2．认识节肢动物各纲的代表种类。

二、实验材料

1．沼虾、棉蝗的活个体。

2．节肢动物门各纲常见种类标本。

三、实验器具与药品

显微镜、解剖镜、放大镜、解剖剪、眼科剪、解剖针、便镊、尖头镊、蜡盘、解剖盘、大头针、吸水纸、擦镜纸等。

四、实验内容与操作

（一）沼虾（Macrobrachium）的外形观察和内部解剖

1．外形观察

沼虾身体由20个体节组成，异律分节，分为头胸部和腹部（图9-1）。体表披有几丁质的外骨骼，掩盖着头胸部背面的外骨骼为头胸甲，其两侧游离称鳃盖，盖住鳃部，头胸甲的前端有一长而尖的的额剑，两侧各有一长在能活动眼柄上的复眼。腹部分为6节，末节为尾柄，尾柄连着尾肢，肛门位于尾肢腹面基部。沼虾的每一体节都有附肢一对，共有19对附肢，随着不同的位置演化为不同功能的器官。

2．内部解剖

用眼科剪除去沼虾的外骨骼和分离其表层的肌肉，依次解剖、观察下列各系统（图9-2）。

（1）呼吸器官  把头胸部右侧的鳃盖去除，可见鳃腔中有鳃7对，成羽状。

（2）循环系统  从头胸部后缘开始向前小心剪除整个头胸甲，可见心脏位于头胸部后背方，包被在围心腔膜内，呈三角形，黄白色，有心孔3对。用镊子把心脏轻轻地提起，可见连接的呈粉黄色丝状的血管，向前一条为前大动脉，再分出眼动脉、触角动脉、肝动脉等；向后一条为后大动脉，再向背面和腹面分出动脉干。

（3）排泄器官  绿腺（触角腺）1对，位于大触角的基部，呈浅黄绿色，其上附着膀胱和排泄管，在触角基部开口。

（4）生殖系统  除去心脏可见到生殖腺，雌雄异体。雌虾有卵巢1对，左右愈合为一个，位于心脏的前端或延至腹面，成对的输卵管由两侧向下、通到第三对步足基部内侧的雌性生殖孔。雄虾有精巢1对，前部分开、后部合并呈“V”字形，位于心脏的前下方，向后发出成对而迂曲的输精管，向下开口于第五对步足基部内侧的雄性生殖孔。

（5）消化系统  除去生殖腺，可见一大形的消化腺（肝脏）包围着幽门胃，幽门胃前接贲门胃，贲门胃连至食道通口腔；幽门胃后接细长的中肠和后肠，经球状的直肠最后通至尾节腹面的肛门。

（6）感觉器官  复眼1对，具柄，位于头部前端能向各方转动。在第一触角（小触角）基部有平衡囊，为囊状小窝，内有平衡石及刚毛，司平衡。

（7）神经系统  把肌肉去掉，暴露整条神经链，在头部有咽上神经节（脑），通过围食道神经与食道下神经节相连，接着是腹神经链。

3．附肢解剖观察
各个系统观察完毕，可用尖头镊子把各对附肢依次取下，再用乳胶贴在硬纸板上或置于载玻片上观察。

沼虾头胸部有13对附肢，包括触角2对、口肢3对、颚足3对和步足5对（图9-3）。

第一触角（小触角）
原肢3节，第一节背面具平衡囊，第三节具3条细长的触鞭（内肢）。

第二触角（大触角）
原肢2节，外肢宽大，呈长方形；内肢呈鞭状触须。

大颚
原肢坚硬不分节，分为切齿部和臼齿部；内肢3节呈触须状。

第一小颚
原肢2节片状，内缘有刺；内肢不分节，末端内侧有2个钩状小突。

第二小颚
原肢2节，片状，内缘有刺；内肢细小不分节，外肢宽大呈片状，称颚舟叶。

颚足
原肢均分为2节，第一颚足内肢不分节，第二颚足则分5 节，第三颚足内肢因第1、2节和第3、4节愈合而只见3节；外肢呈触须状不分节，端部具羽状毛。

步足
原肢2节，内肢5节。第一步足较小，第二步足较长大，两者末端皆呈钳状（螯足）；第3、4、5对步足大小如同第一步足，但末端皆为爪状。

游泳足
沼虾腹部有6对附肢，称游泳足。原肢2节，内、外肢片状不分节。雄性第2腹肢具一雄性附肢；第6腹肢（尾肢）粗大，与尾节构成尾扇。

（二）棉蝗（Chondracris rosea）的外形观察和内部解剖

1．外形观察  棉蝗体色鲜绿，缀以黄色斑纹，雌性个体大（体长40-50mm）、雄性个体较小（30-40mm），身体分为头、胸、腹3部分（图9-4）。

（1）头部

卵圆形，外骨骼愈合成头壳，头壳的上方为钝圆形的头顶，前方为略成方形的额，额的下方是一横置长方形的唇基，额的两侧为颊。

复眼  1对，卵圆形，棕褐色，位于头部的两侧。用放大镜观察复眼的表面，可见由许多六角形的小眼镶嵌呈蜂巢状构造。

单眼  3只，浅黄色，一个位于额的中部，其余两个分别在两复眼内侧的上方。

触角  1对，位于复眼的内侧前方；细长呈丝状，由柄节、梗节和鞭节构成，鞭节又分为许多亚节。

口器  咀嚼式，由头部的三对附肢和上唇、舌所构成（图9-5）。

① 上唇：一片，连接唇基之下，覆盖口器的前方；

② 上颚：1对，位于颊的下方，以解剖针沿颊下缝插入，使缝间联系分离，即可取出上颚。上颚具切齿部和臼齿部，强大而坚硬，呈棕褐色；

③ 下颚：1对，位于上颚之后，用镊子紧镊基部扯下，可见其基部有一轴节，中部有一茎节，外侧有瓣状的外颚叶和内侧具锐齿的内颚叶，旁边的细小负颚须节上有一根5节的下颚须；

④ 下唇：1对，左右愈合为一片，位于下颚之后，其基部为一弯月形的后颏，前接一片状的前颏（颏），两侧有一对3节的下唇须，前颏前沿有1对侧唇舌；

⑤ 舌
1个，位于口腔中央，卵圆形，基部具一小柄；舌的表面有若干几丁质齿突。

（2）胸部

以略收缩的膜质颈与头部相连，由前胸、中胸和后胸3节组成。

外骨骼  每一胸节由4块骨板组成，即位于背面的背板、两侧的侧板和腹面的腹板。

① 背板  前胸背板发达，马鞍形，向两侧和后方延伸；中、后胸背板常被前胸背板后缘遮盖，呈方形，又分为若干小骨片；

② 侧板
前胸侧板位于背板下方前端，退化为小三角形骨片；中、后胸侧板发达，每侧板又由侧沟划分成前侧片和后侧片；

③ 腹板  前胸腹板长方形，中央有一横弧线和一钩状腹板突；中、后胸腹板合成一块，又分为若干骨片。

足  各胸节均着生一对分节的足，由基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节构成。跗节又分为3节，其中第一节较长，形成3个假分节；前跗节包括1对爪和爪间一中垫。后足腿节粗壮，适于跳跃，称为跳跃足；前、中足皆为步行足。

翅  中胸背方着生1对革质、狭长的复翅（前翅）；后胸有1对扇状的膜翅（后翅），翅脉明显，休息时褶迭藏于复翅下。中、后胸侧板前缘各有气门1对。

（3）腹部

由11个体节组成。

外骨骼  每一腹节只有背板和腹板，侧板退化为连接背、腹板的侧膜。第一腹节与后胸紧密相连，不能活动；第九、十腹节背板缩短愈合，其间具一浅沟；第十一节背板呈三角形，盖在肛门上方，称为肛上板，两侧各有一肛侧板，为第十一节的腹板；第十节后缘两侧各有一尾须，为第十一节的附肢。棉蝗的腹板数目雌、雄有别，雌虫第九、十节无腹板，第八节腹板后端延伸成一尖突的导卵器；雄虫第九、十节腹板愈合，顶端尖翘成生殖下板。

外生殖器  雌虫为一产卵器，雄虫为一交配器（图9-6）。

① 产卵器  由一对背瓣和一对腹瓣组成，位于腹部末端；

② 交配器  为一对钩状阴茎，把生殖下板往下压，即可见到。

听器  为1对卵圆形的鼓膜，位于第一腹节的两侧。

气门  共10对，其中胸部2对，分别位于中、后胸侧板的前缘；腹部8对，位于第1-8腹节背板下缘的前方。可用放大镜观察棉蝗呼吸时气门启闭的情况。

外形观察完毕，可将附肢及翅的各部分分解下来，用乳胶粘贴在硬纸板上，经干燥处理后制成标本。

2．内部解剖

将已剪去翅和附肢的棉蝗放置解剖盘上，用解剖剪自虫体两侧从尾端开始沿气门稍上方向前胸节剪开，头部暂不剪开，取下胸、腹部的背板，依次观察下列各系统（图9-7）：

（1）循环系统  将取下的背板翻转，在内壁近腹部的中央可见到一条管状透明的、由8个心室构成的心脏，每一心室两旁都附着三角形的翼状肌，由于翼状肌的收缩，使心脏有节律地博动；心脏前接位于胸部的大动脉（图9-8）。

（2）呼吸系统  观察棉蝗的腹部，自气门向体内有许多白色分支的气管（图9-9），用镊子取一些放在载玻片上，用低倍显微镜观察气管的结构，可见其内壁具有螺纹；在内脏器官两侧还有许多膨大的气囊。

（3）生殖系统
雌雄异体，实验时可交换观察。

① 雄性生殖器官（图9-10）

精巢  位于消化管的背方，1对，左右合并成一长椭圆形结构，由许多精巢管组成；

输精管  1对，从精巢腹面两侧向后发出。用剪刀分离肛门附近的肌肉，把消化管向腹面扯至一侧，可见输精管一端与精巢相接，另一端绕过后肠至腹面汇合成一射精管，射精管折向背方成一阴茎，开口于生殖下板的背面；

副性腺  位于射精管的前端，为左右两丛小盲管，每丛12条，开口于射精管；

储精囊  1对，由射精管基部向两侧分出，呈长囊状。

② 雌性生殖器官（图9-11）

卵巢  1对，位于消化管的背面，每一卵巢由许多卵巢管组成，卵巢管的端部有一端丝，相互集结成一悬带并伸向前方，附着在后胸背板内壁；

输卵管  1对，位于卵巢的两侧，前段较粗与卵巢管相接，称为卵萼；后段较细，后行至第八腹节腹板（后肠下方），左右汇合成一阴道，以生殖孔开口于导卵器的基部（解剖观察方法同输精管）；

受精囊  1个，囊状，基部以一细长盘曲的管子与阴道相通；

副性腺  1对，为卵萼前端一弯曲的管状腺体。

（4）消化系统  除去气管、气囊和生殖器官，露出整条消化管道。

前肠  口腔位于消化道的前端，后接短管状的咽，咽后为食道，食道后是膨大的嗉囊，前胃接嗉囊之后，其管壁富有肌肉，外侧被胃盲囊的前半部包围；

中肠（胃）  管状粗长，在与前肠的前胃交界处向前、后伸出指状胃盲囊6个；

后肠  分为回肠、结肠、直肠三部分，回肠与中肠相接，较粗短，结肠细而弯曲，直肠膨大，内壁增厚形成6个纵列的直肠垫（回收水分），末端开口于肛门。

唾液腺  1对，位于胸部（前胃）腹面两侧，白色呈葡萄状，有细管通至舌的基部。

（5）排泄器官  在中肠与后肠交界处有许多细长的盲管称为马氏管，开口于后肠（图9-12）。

（6）神经系统  用剪刀从食道后端剪断，除去消化道，并小心剥离头部的外骨骼和肌肉，注意保留复眼、单眼和触角。

脑  为位于两复眼之间的淡黄色块状物，由两侧发出一对围咽神经，绕过食道连接于腹面的咽下神经节；

腹神经链  为接于咽下神经节后面的一对愈合的纵行神经，它在某些体节膨大成神经节，并发出神经到相应的器官（图9-13）。

（三）示范标本观察

1．三叶虫亚门TTrilobitomorpha

三叶虫纲Trilobita

三叶虫（化石）  触角1对，身体背面中央耸起，两侧斜落，形成三叶状。

2．有螯亚门Chelicerata

（1）肢口纲Merostomata

中国鲎Tachypleus tridentatus  体形似瓢，分头胸部、腹部及尾剑3部分（图9-14）。头胸部呈马蹄形，背面隆起而腹面凹陷，不分节，有6对附肢；腹部略似六角形，两侧有若干活动的倒刺，附肢6对，扁平；用书鳃呼吸，书鳃为书页状薄片，位于后5对腹肢的外肢节内侧。

（2）蛛形纲 Arachnoida（图9-15）

钳蝎Buthus martensi  属蝎目Scorpionida。体黄褐色，可分为头胸部和腹部，头胸部短，具头胸甲，有中眼1对，侧眼3对，附肢6对，第一、二对末端螯状；腹部较长，又可分为宽大的前腹部及狭长的后腹部，分节明显，共13节，无附肢，末端有一尾刺，内有毒腺。

园蛛Aranea  属蜘蛛目Araneida。体被硬度不大的几丁质外骨骼，体明显分为头胸部及腹部。头胸部不分节，前端有单眼8个；6对附肢，螯肢2节，有毒腺开口于螯钳近末端，脚须6节，雄蛛脚须末端形成交接器；腹部不分节，近圆形。用书肺及气管呼吸，书肺孔为1对横的裂缝，位于腹部前端两侧，腹部末端有3对纺织突起，其中二对较大。

人疥螨Sarcoptis scabici  属蜱螨目Acarina。寄生在人体的皮肤内，体细小呈椭圆形，头胸部及腹部完全愈合在一起，分节不明显，体前端有一由螯肢和脚须构成的假头，步足4对。

3．甲壳亚门Crustecea

（1）鳃足纲Branchiopoda

水蚤Daphnia  体卵圆形，分节不明显。身被两片甲壳，在背部愈合，尾缘有一针状壳刺；头部有大形黑色的复眼1个，在复眼与第一触角之间有一小形的单眼；第一对触角甚小，位于吻端，后部两侧有1对大型分枝的第二触角，胸肢5对；虫体背侧有一大型的育儿囊。为鱼类的饵料。鳃足纲常见种类见图9-16。

（2）桡足纲Copepoda

剑水蚤Cyclops  体分头胸部与腹部，头胸部由头部与5个胸节组成（头部与第一胸节愈合）。头背部中央有1眼点，第一触角较第二触角大，均为单肢型，胸肢4-5对；腹部有5个腹节，呈圆柱形，无附肢。雌体腹部两侧常挂有一对卵囊，末端有一分枝的尾叉，其上着生有刚毛。也为鱼类的饵料。桡足纲常见种类见图9-17。

（3）蔓足纲Cirripedia

藤壶Balanus  海产，营固着生活。体部分节消失，胸肢6对，双肢型，发达，卷曲如瓜蔓，其他附肢退化；身体包被在头部皮肤延长的外套中，由外套分泌形成石灰质的壳板，虫体仰卧于壳内。蔓足纲常见种类见图9-17。

（4）软甲纲Malacostraca（图9-18、图9-19、图9-20）

鼠妇Porcellio  属等足目Isopoda。体扁平，无背甲，胸部十分发达，腹部短。腹肢双肢型。

虾姑Squilla  属口足目Stomatopoda。背甲不完全掩盖胸部，胸部前5对附肢（颚足）发达，指骨向前方曲揩。尤以第2对胸肢最强大，状如螳螂的前足。

对虾Penaeus  属十足目Decapoda长尾亚目Macrura。雌性个体大，雄性个体小。头胸部较短，额剑长，上缘具7-9个锯齿，下缘3-5个；胸肢不粗大，第1-3步足末端呈钳状。腹部发达，第6对附肢与尾节构成尾扇。

三疣梭子蟹Neptunus  属十足目Decapoda短尾亚目Brachyura。头胸甲两侧各有一个梭状棘，背面中央有三个疣状突起；腹部萎缩折贴在头胸部的腹面，附肢退化。

寄居蟹Pagurus  属十足目Decapoda歪尾亚目Anomura。腹部随寄居的螺壳而弯曲，第6对附肢不形成尾扇。

4．单肢动物亚门Uniramia

（1）唇足纲Chilopoda

蜈蚣Scolopendra  体扁平，呈蠕虫状，常由22节组成。分为头部及躯干部。第一节具附肢2对，其余各节具附肢1对。第一对附肢基部愈合，末节变为毒爪，附肢内有毒腺（图9-21A）。

（2）倍足纲Diplopoda

马陆Drospirobolus  体呈圆筒形，可分为头部和躯干部，触角1对，细长，体节甚多，除前4节及末节外每一体节具2对足（图9-21B）。

（3）昆虫纲Insecta

棉蝗Chondracris rosea 等。

五、作业与思考题

1．
沼虾哪些附肢属于单肢型或双肢型附肢？试述它们的构造和功能。

2．
解剖和观察棉蝗在形态结构方面如何适应陆生生活。

3．比较节肢动物门各纲种类特征的异同点。