冷冻或冷藏东亚飞蝗的循环系统解剖与观察

贾凤龙 张丹丹 张 平

（中山大学生命科学学院 广东广州 510275）

昆虫的解剖几乎是各高校动物学教学中必做的实验，由于蝗虫体型较大、容易获得，故成为了解昆虫内部结构的好材料，传统上使用棉蝗Chondracris rosea rosea（De Geer）［1］或印度黄脊蝗Pantaga succincta（Johan.）［2］，也有使用东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis（Meyen）［3］的。棉蝗和印度黄脊蝗目前国内没有饲养，当实验需求量较大时很难获得活体，故常用的是酒精或福尔马林浸泡的蝗虫。东亚飞蝗饲养广泛，便于获取，但也受到季节性的制约。实验材料的处理方法对于能否更好地观察内部结构是十分重要的，不论是使用浸泡标本，还是活体热水烫死后再进行解剖［2］，这些方法对观察蝗虫的循环系统往往效果不佳。笔者在实验中发现，使用经冷冻或冷藏处理蝗虫，观察循环系统的效果非常好。

1 材料和方法

实验材料：市场购买活体东亚飞蝗，放入2 层塑料密封袋内，尽量排除空气后迅速置于4℃冰箱内24 h 以上，或置于普通冰箱冷冻层进行冷冻24 h 以上（若时间较长，可在密封袋内加冰块防止干燥）备用。

实验器材：眼科剪、眼科镊、解剖针、培养皿、解剖镜、清水。

2 实验操作与观察

2.1 背血管的解剖 去除解冻（从冷冻冰箱内取出4 h 以上）或冷藏的东亚飞蝗翅和足，左手持蝗虫使其背部向上，右手持解剖剪，自腹部末端尾须处开始沿气门线上方将左右两侧体壁剪开，剪至前胸背板前缘，放入培养皿中，加水。用眼科镊轻轻将背板掀开（在解剖镜下操作更佳），用解剖针沿背板外骨骼内侧轻轻地将连接背板和身体的膜挑断，使背血窦和围脏窦间的背膈和血管留在蝗虫身体上。或沿背膈膜分离，使背膈和血管留于背板，在腹部背板将背膈小心去除，在胸部部位分离时，要保留部分肌肉于背板上，以免将前大血管破坏，在解剖镜下用解剖针和眼科镊小心清除气管和附近的肌肉（注意加水并更换水），可见完整的背血管。

2.2 背血管的观察 由于蝗虫经冷冻或冷藏处理，血液仍存于血管中，故背血管饱满（图1）。东亚飞蝗背血管由前端的大血管和后部膨大的心脏2 个部分组成。

心脏：由腹部第9 节向前延伸至第2 腹节，共7 个，每个心脏两侧在背膈上有三角形的翼状肌。若采用冷藏休眠法，可观察到心脏的搏动。

前大血管：由第2 腹节向前延伸至头部。

辅搏器： 沿背血管向前在胸部小心清除周围的肌肉和气管清除，可观察到与大血管相连的中胸辅搏器和后胸辅搏器。辅搏器位于中胸和后胸翅基部，分别是一膨大的褐色球状体，后胸辅搏器较中胸辅搏器略大。

如果分离背板时，背血管留在身体上，则能很清楚地观察到饱满的心脏和背膈上的翼状肌及辅搏器（图1）。如果分离背板时将背血管留在背板上（图2），可以很清楚地观察到无色背膈，由于背膈的覆盖，心脏和翼状肌较不清楚，去除背膈后能够清楚观察到上述结构。

图1 背血管在身体上的观察

图2 背血管在背板上的观察

3 讨论

国内近些年使用的动物学实验教材都写为棉蝗的解剖，但实际上各教材使用的蝗虫种类不同。依据白庆笙等［2］书中图片显示实际是印度黄脊蝗，贺秉军等［3］书中的图片为东亚飞蝗，但内部结构基本相同。这些教材的图片展示背血管均不完整，翼状肌不易观察，而且也没有展示出胸部的辅搏器。刘凌云等［5］所绘制的东亚飞蝗的心脏和背血管图中标示的“背膈”实际是背膈上面的翼状肌，背膈是在围脏窦和背血窦之间完整的无色膜，该图并未绘出背膈的其他部分。

采用热水处死蝗虫的方法，易导致背血管收缩，血管中几乎无血液，血管和翼状肌观察不清晰。使用福尔马林浸泡标本，虽然背血管观察比较清楚，但导致实验室内气味过大，操作者眼睛易受刺激。因此，可采用活体蝗虫密封袋加冰、排除空气、密封冷冻法保存，这种方法对观察其他内部结构均无影响。

国内实验教材在蝗虫解剖实验中都未要求学生找到胸部血液循环辅搏器，因为胸部具有发达的肌肉，胸部背血管的解剖相对困难，而且胸部到头的背血管较细，因此学生在解剖和观察背血管时通常忽略了胸部和到头部的血管。但胸部的循环系统辅搏器比较容易观察，可以通过辅搏器定位胸部至头部的背血管。而且通过观察辅搏器可以让学生理解蝗虫的开放式循环是如何进行定向循环的。

致谢： 感谢中山大学生命科学学院生物系黄建荣博士和植物实验室李春妹女士给予的帮助。感谢中山大学生命科学学院生物博物馆庞虹教授、李韵先生和陈凯博士拍摄照片。