基本介紹
- 中文學名：渦蟲
- 界：動物界
- 門：扁形動物門
- 綱：渦蟲綱
- 目：三腸目
- 屬：真渦蟲屬
- 分布區域：世界各地
基本介紹,內部特徵,外部形態,生活習性,所屬分類,淡水渦蟲,採集手段,進化研究,標本製作,飼養方法,科技套用,
基本介紹
三腸目(Tricladida)非寄生的扁蟲(flat-worm)。分布於溫暖地區海域或淡水之中。長2毫米至10厘米不等，體扁且對稱，具單眼點和嗅覺器官。通過擺動體表纖毛在水中滑行。咽管長，可收縮，食無脊椎動物。
內部特徵
消化系統
取一條渦蟲置於載玻片上的水滴中，將少許硫酸鎂結晶緩緩投入載玻片上水滴中，可見渦蟲逐漸麻醉，在體視顯微鏡下觀察，可見有一管狀結構從口中伸出體外，此即咽。一半蓋住，將培養皿置於光下片刻後，觀察渦蟲的趨光性反應。
取飢餓數日的渦蟲於小燒杯中，將熟蛋黃與洋紅粉末混勻後投餵渦蟲。1-2h後肉眼觀察可見蟲體內部已顯紅色。取出渦蟲於載玻片上，置低倍鏡下觀察已呈紅色的腸管分支狀況。
排泄系統
取飢餓數日的渦蟲，置載玻片上水滴中，待蟲體伸展時，加蓋蓋玻片，隨即用鉛筆的橡皮頭輕壓蟲體，使蟲體被均勻展開。此時有破碎組織外溢。置低倍鏡下觀察，可見蟲體兩側有一系列不規則閃爍亮光。選取較清晰處轉高倍鏡觀察，可見閃爍處有細管道分支，其中有液體不停地定向流動。流動液體的邊界即原腎管管壁，閃爍亮光則為原腎管分支末端焰細胞內纖毛擺動所致。
神經系統
神經與感官：梯形神經系統，頭部有一對腦神經節，由此分出一對腹神經索通向體後，在腹神經索之間有橫神經相連，因而構成梯形。
低倍鏡下觀察示神經系統的渦蟲整體裝片，可見體前有一對神經節組成的"腦"。由此沿身體兩側後行有2條縱神經索，索間有許多橫神經連線，似梯形，"腦"發出神經到眼、耳突各部。
生殖系統
雌性生殖系統：蟲體前端兩眼後方有1對卵巢，深色，圓形。兩卵巢各有1條輸卵管沿身體兩側向後行，在咽後方匯合通入生殖腔。生殖腔前方有一橢圓形的受精囊也通入生殖腔。兩輸卵管外側還有許多顆粒狀的卵黃腺。
雄性生殖器官：蟲體兩側與輸卵管平行有許多圓球形精巢，每精巢由一輸精小管（不易清）通入1對輸精管，輸精管在咽兩側膨大成儲精囊；儲精囊在生殖腔前方匯合成陰莖，陰莖通入生殖腔。生殖腔有生殖孔通體外。
外部形態
用放大鏡或在體視顯微鏡下觀察。可見渦蟲體扁長，背部微凸，灰褐色；體前端呈三角形，兩側略突起稱耳突，前端背面、耳突內側有一對黑色眼點；體後端稍尖。用解剖針將蟲體翻至腹面向上，可見其腹面較扁平，顏色較淺，密生纖毛，腹面近體後1/3處有口。
體呈葉片狀，柔軟，有纖毛。頭鏟形，有兩眼，有時具觸鬚。尾尖。口在腹面後側，常在近體後1/3處。無體腔。咽可從口內伸出，咽下接腸，腸為盲管。體長一般約3～15公厘(0.1～0.6寸)，有的超過30公分(約1尺)。熱帶種色鮮艷，北美的Dugesia屬黑灰或褐色，波浪式游泳或匍匐前進。多數肉食性，夜出取食原生動物、小螺和蠕蟲。雌雄同體。生殖器在初秋開始發育。春季產出含受精卵的卵繭，發育不經變態。平角渦蟲屬(Planocera)有一幼蟲期在卵內度過。有些種在產卵繭後身體一分為二，每一半又長成新個體。微口渦蟲屬(Microstomum)的尾端能長出新個體，稱為芽，能附在母體上一段時間，有時3或4個芽組成鏈狀。渦蟲由於再生能力強而常用於實驗。
生活習性
渦蟲大多生活在潔淨富氧的海水或淡水中。生活在溪流淺水處的，多隱於石塊下面，晝伏夜出。身體柔軟，頭部具眼點和耳突，體呈樹葉形，背腹扁平，腹面密生纖毛，可爬行。全體淡褐色，長10餘毫米。頭呈三角形，背側有1對黑色眼點，兩側各有一耳突，為嗅覺器官。體末端鈍尖。體中部稍後處的腹中央有口，連於咽囊，囊內有一肌肉性管狀的咽，可伸出體外。咽與腸相連，腸分3枝，1枝向前，2枝向後。渦蟲以蠕蟲、甲殼類、昆蟲等為食，咽吸住食物後，腸即分泌消化液，使之溶為液狀物，再吸入腸內，進行消化。不能消化的食物殘渣，仍由口排出。無肛門。養分為腸壁吸收，貯存於實質中。代謝產物由原腎管排除，許多排泄孔位於背側。呼吸作用經體表進行。雌雄同體，生殖器官複雜，生殖孔位於口後。生殖時，二渦蟲尾端一段腹面相貼在一起，生殖孔相對，互相交換精子。卵在體內受精，數個受精卵和卵黃（營養物質）被生殖囊分泌的粘液形成的膜狀卵繭包裹，排出體外，在外界孵化成幼渦蟲。渦蟲再生力極強，是一種很好的實驗材料。橫切為2段或多段，每段均可再生成一完整的渦蟲。實質組織是分化新細胞和再生組織的主要來源。再生具有極性。如切為3段，前段再生出後端，後段生頭，中段前生頭後生後端。
渦蟲
渦蟲所屬分類
迪熱氏渦蟲屬(Dugesia)渦蟲世界上已發現近400種，我國記錄7種，以日本三角渦蟲（Dugesiajaponica）分布最廣，這也是亞洲東部常見的一種。且日本三角渦蟲在我國分布極其廣泛，從台灣、香港、雲南、福建至北京、遼寧、吉林絕大多數省市均有分布。
海產渦蟲中許多是原始種類，多腸目（Polycladida）渦蟲的腸有許多側枝；無腸目（Acoela）無腸；單腸（Rhabdocoelida）的腸為一直管。有的自由生活，少數寄生。陸生的土蠱（Bipalium），生活在山區潮濕隱蔽處，最長的可達1尺。
淡水渦蟲
淡水渦蟲體多細長、柔軟而扁平。背面稍突，多黑色、褐色、棕色或乳白色，腹面稍平而色淺。頭部一般呈三角形、截頂狀或弓形，頭的兩側往住伸出長短不一的耳突，頭部背面有2個黑色的眼點，有的種類限點多達數百個，生活於洞穴中的種類眼點退化或消失。口位於腹面近體後咽，為肌肉質長管狀，能從口中自由伸出。用以捕捉食物，咽後為腸，分3支主幹，1支向前，2支向後，故名三腸目。每支主幹又反覆分出小支，末端為盲管，有口無肛門，食物從口進入、不能消化的食物殘渣仍由口排出體外。體腹面密生纖毛，由於纖毛和肌肉的運動，使其能在物體上作游泳狀爬行。渦蟲對食物是正向反應、對光線的刺激是避強光、就弱光、夜間活動強於白晝。渦蟲的生殖有兩種方式。其中無性生殖通常在夏季以橫分裂的方式進行，其分裂面常發生在咽後方。分裂時蟲體後端粘附於底鉤上，前端向前移動，直到蟲體斷裂為兩半，然後各自再生出失去的一半，形成2個新個體。一些小型渦蟲，經數次分裂後新個體並不立即分開，彼此相連形成蟲體鏈，當幼體生長到一定程度後，再彼此分離營獨立生活。有性生殖主要在秋末和冬季進行，但在不同的地區略有差異。
採集手段
渦蟲生活在淡水裡，常吸附在石塊上，不大活動，也不喜歡陽光。它常隱蔽在水底的石塊或樹葉下面，在水流不急，上游又有豐富有機物的溪水中，很容易找到它。例如，溪流從小村莊繞過，注入池塘再流出不遠的下游，翻開溪底的石塊或樹葉，往往也能找到它。
發現渦蟲後，用毛筆將它刷下，落入盛有清水的廣口瓶里，再撿幾塊採集地的小石塊，以備回家後放入飼養缸。
如果發現渦蟲數量不多，可用食物誘捕。選擇新鮮的魚鰓或動物肝臟作誘餌，用石塊將誘餌壓在有渦蟲生活的溪流中。過幾小時後再檢查，往往會見到有許多渦蟲在誘餌上取食。
進化研究
渦蟲是首先出現兩側對稱、三胚層的動物，扁形動物的出現，是動物發展史上一次質的飛躍，它標誌著動物界的演化發展已開始由水生向陸生、由固著或漂浮生活向自由爬行生活過渡，因此在動物的進化中具有重要意義。由於渦蟲的再生能力特彆強，因而又是研究細胞分化與去分化分子機理和動物行為及染色體的好材料，一直是動物界熱衷探索的研究領域。
標本製作
取渦蟲橫切面玻片標本置顯微鏡下觀察。渦蟲橫切面背面隆起，腹面扁平，為三胚層無體腔動物。
外胚層為體壁最外一層排列緊密的柱狀上皮細胞，其間夾有的色深、條狀結構為桿狀體，此外，還可以看到一些向裡層（中胚層）深入的囊狀、含深色顆粒的單細胞腺及其通向體表的部分管道。轉高倍鏡觀察，可見腹面表皮細胞具有纖毛，表皮細胞的基底為一薄層基膜。
中胚層形成肌肉組織和實質組織。鏡下可見緊貼基膜內側底環肌，環肌內側為縱肌，它們與表皮共同構成體壁，即皮肌囊。此外，在橫切面的背腹體壁間還可見背腹肌纖維。在體壁與消化管之間充滿呈網狀、含有許多黃色小泡的結構，為中胚層實質組織，無體腔。
內胚層切片中間，可見到幾個小空腔，即為腸腔，腸壁為單層柱狀上皮細胞，是內胚層形成的消化管。
飼養方法
野外採回的渦蟲，可移入金魚缸或其他玻璃容器內飼養。飼養缸必須很乾淨，否則就會影響渦蟲正常生活，甚至會引起死亡。另外，渦蟲有避光的習性，飼養缸要放在陰涼處，缸內放些採集地帶回的小石塊。缸口蓋上一層紗布，以防蚊子等產卵。飼養水最好用井水，如用自來水，須放2－3天后才可使用。
渦蟲喜食易消化的動物性食物，可用新鮮的動物肝臟或煮熟蛋黃餵餌，也可餵少量魚蟲。一般每周飼食一次，可在換水前進行。可把肝或蛋黃分成指甲大的小塊，投入缸底，渦蟲會很快地吸附其上，伸出咽取食。幾小時後，渦蟲的體色會有明顯的變化；餵肝時體色變深，餵蛋黃時體色變黃。
及時換新鮮水是飼養渦蟲的關鍵，在夏季尤為重要。換水時，用毛筆將渦蟲一一移入盛有清水的臨時容器里，把飼養缸內的水倒掉，並刷洗乾淨，再注入清水，最後將渦蟲移回。渦蟲對水質很敏感，一旦飼養水開始變質，渦蟲就會離開水底石塊，或浮上水面，或不安地遊動，這時應立即換水。
科技套用
渦蟲器官再生基因
英國諾丁漢大學的科學家對渦蟲身體部位的再生能力進行了研究，這些部位包括頭部和大腦，有一天這項研究有可能會使老化或受損的人體器官和組織再生成為可能。諾丁漢大學生物學院的英國研究委員會成員阿齊茲·亞布巴克博士是這項研究的領導者，該研究顯示，一種被稱作“Smed-prep”的基因顯然是導致渦蟲的頭部和大腦適當再生的基本要素。
渦蟲具有在被截斷後，身體部位再生的獨特能力，這些部位包括頭部和大腦。它們含有成熟幹細胞，這些細胞經常分裂，變成身體缺失的所有類型的細胞。該研究顯示，當渦蟲的身體部位進行再生時，是一套基因在控制這一過程，使它們在正確位置再生出大小、形狀和方位保持原狀的肢體。該研究成果發表在《公共科學圖書館·遺傳學》雜誌上。
人體器官有望因渦蟲基因而再生
亞布巴克說：“這些令人震驚的蠕蟲為我們觀察一種非常簡單的動物的組織再生能力提供了很好的機會，它們可再生的肢體範圍非常廣泛，而且再生起來相當輕鬆。我們想弄明白成熟幹細胞是如何幫助任何動物形成和再生受損的或失掉的器官和組織的。了解其他動物的再生能力，會給人類再生醫學研究帶來很大好處。”
他說：“如果我們清楚組織在正常環境下再生時都發生了什麼，我們就能構想出安全取代人類由外傷或疾病導致受損的器官、組織和細胞的方法。例如，這對治療老年痴呆症非常有價值。通過這種知識，我們還能評估出當幹細胞在正常再生過程中出現錯誤，會產生什麼後果，例如血液幹細胞出現問題，可導致白血病。”
研究人員表示，Smed-prep是組成渦蟲頭部的細胞正確分化和定位的必要因素，也是確定頭部位置的關鍵。他們還發現，儘管Smed- prep的出現是導致頭部和大腦處於正確位置的決定因素，但是蠕蟲幹細胞會在其他不相干的基因影響下，形成腦細胞。不過研究人員表示，即便如此，如果沒有 Smed-prep，這些細胞是無法自行組織起來，形成正常大腦的。
參與這項研究的研究生丹尼爾·菲利克斯說：“從分子層面了解組織的改造和再生，對再生醫學的研究至關重要。渦蟲因其強大的再生能力而特別 出名，它們能在頭部被砍掉以後再生一個新的出來。通過Smed-prep的同源異位基因，我們確定了第一種對再生期間獲得上述結果和模式起關鍵作用的基因。這是一項振奮人心的研究項目，能參加這項研究，並把它作為我的論文課題，我感到非常幸運。”
真渦蟲頭部可再生保留以前記憶
塔夫斯大學研究人員發現，真渦蟲不僅能再生一個頭，這個新頭還擁有以前的記憶。他們把這些斬首前的蠕蟲放在一個培養皿中訓練它們尋找食物。它們的新頭重新長出來時，這些蠕蟲依然能記住這些技能。真渦蟲有兩個探測強光的眼點。這些眼點扮演了光感受器的角色，有助於真渦蟲遠離強光光源。生物學家訓練這些蠕蟲尋找隱藏在一個照亮培養皿中心的食物，使它們克服對光的恐懼。科學家發現，真渦蟲不僅在頭被切掉後可以再生一個頭，而且這個再生的頭還含有和被砍掉的頭一樣的記憶。
新頭重新長出來時，依然能記住這些技能。通過分析它在一個實驗室環境中用了多久找到食物，波士頓塔夫斯大學研究人員檢驗了真渦蟲的記憶。他們訓練這些黃色小蟲忽略實驗室內的亮光，使它們在集中注意力下找到食物。這些科學家發現，即使真渦蟲被斬首，依然記得這個訓練。這意味著這些蠕蟲必須經過訓練才能克服光的恐懼找到食物。
一旦它們學會這個技能，就被斬首。兩周后，也就是大多數真渦蟲重新長出頭來的時候，科研組把這些蠕蟲放回培養皿中。這些科學家用視頻跟蹤技術發現，接受訓練的真渦蟲比普通真渦蟲更快找到被亮光照射的食物。儘管它們在第一次嘗試中未能找到食物，但經過一次訓練後立即恢復以前學到的技能，將亮光忽略。它們的動作比失去頭前沒有接受訓練的斬首真渦蟲快得多。但研究人員尚不清楚這是怎么發生的以及發生這種事的原因。
他們的發現顯示，真渦蟲的記憶可能儲存在它們身體的其他部分中。這些研究人員提出的第二個理論是真渦蟲的舊腦為適應光改變神經系統，而神經系統的這些變化在新腦長出來時依然存在。科學家說，還需進行更多研究才能準確了解真渦蟲是如何保留以前記憶的，但他們的發現可用作研究人類和其他動物可能恢復記憶原因的起點。《實驗生物學雜誌》刊登了這項新研究。
