第七节 青蛙个体发育观察
蛙属于两栖类的蛙科,全世界共有 500 余种,是两栖类中最大的一科, 我国常见种类有黑斑蛙、金线蛙、泽蛙和东北林蛙(哈士蟆)等,习惯上把它们统称为青蛙。青蛙捕食各种农业害虫。一只青蛙每年可以消灭害虫 1 万多只,是著名的有益动物。近年来,由于人们大量捕捉,再加以很多地区水域面积缩小和水质污染,使我国青蛙数量日益减少。因此,组织少年儿童观察青蛙的个体发育过程,对了解和保护青蛙,有着重要作用。
青蛙的个体发育,包括卵、蝌抖、幼蛙、成蛙等阶段。开展本项活动, 必须到野外采集蛙卵,带回实验室饲养,进行全面观察。
一、观察的用具用品
采集桶、长柄勺、培养缸、放大镜、解剖镜(显微镜)、培养皿、载玻片、记录本、笔等。
二、采集蛙卵
(一)青蛙产卵的时间青蛙大多在春夏季进行繁殖。例如,京津地区的黑斑蛙,多在 4 月下旬进行产卵,而金线蛙则在 6~7 月份。同一种类的蛙, 在不同地区产卵时间也不一致。因此,为了知道某种蛙在本地的产卵时间, 需要进行顽查。
青蛙产卵前,雌雄蛙在池塘、水沟或稻田中先行“抱对”,以后才开始产卵。在雌蛙向水中产卵的同时,雄蛙就将精液排入水中进行体外受精。卵在水中粘连成堆,每堆约数百粒至千余粒,浮于水面。这和蟾赊很不相同, 后者的卵粘连成条状。
(二)采集方法
青蛙一般在早晨 6 时左右产卵受精。卵受精以后两小时就开始分裂,进入二细胞期,以后每隔 1~1.5 小时分裂一次。因此,采集蛙卵要在早上 6 时以前到达现场,而且要采当天产的新卵。新卵与旧卵容易区别,新卵清新透亮,黑白分明,而旧卵则常常蒙上一层黄色尘土。
找到新鲜卵块后,先从卵块附近舀取一些带有水草的水,放进采集桶里, 然后用勺轻轻取出卵块,放入桶中。放入时,要把勺平放水中,待卵块在水中浮起后,再将勺从卵块旁边移出水面。注意取卵时不要猛碰卵块,向桶中移放时,不要倾倒,以免损伤蛙卵。
蛙卵采到后,应迅速返回实验室。如果采集点离学校较远,在返回途中, 每隔 1 小时,取出少量卵块,用 10%福尔马林固定,这样才不会漏掉最初发育阶段的标本。
三、 培养
蛙的个体发育,包括胚的发言和胚后发育两个阶段。胚的发育是指从受
精卵发育成幼体的过程;胚后发育是指幼体从卵膜孵化出来后发育成为成体的过程。这两个不同的阶段,要求不同的外界条件,因此须采用不同的培养方法。
(一)胚的发育阶段
将采来的卵块移人大型培养缸中培养。缸中的水最好取自采集地点。水温高低对蛙卵发育至关重要,最适宜的水温是 18~22℃。水温低于 18℃,发育就会减慢;水温过高,蛙卵就会大量死亡。因此平时要将培养缸放在阳光照射的地方,但中午要移到荫凉处。培养缸中的水,要每隔两三天更换一次, 换水时,新水温度和旧水温度要接近。
(二)胚后发育阶段受精卵经过 4—5 天后,发育成 6~7 毫米长的蝌蚪, 蝌蚪破卵膜出来时,头的两侧生有羽状分枝的外鳃,头部下方生有吸盘,吸附在水草上,这时还没有口,靠体内积存的卵黄生长发育。经过几天以后, 头部出现了口,开始取食水中的浮游生物和腐烂的有机物。以后随着外鳃消失和内鳃的出现,改食植物性食物,以水中各种水草为食。等到四肢出现以后,则又逐渐转为摄取动物性食物,靠捕食水中小动物生活。根据蝌蚪在不同发育时期的食性特点,在胚后发育开始时,可以向水中投放少量蛋黄或豆浆,这样既能供早期蝌蚪食用,又能产生蝌蚪喜食的大量浮游生物。水中还应放养金鱼藻、黑藻等水生植物,供蝌蚪吸附和作中期的食料。到蝌蚪生出后肢以后,可以喂给切碎的鱼、切断的蚯蚓和煮熟的鸡蛋白等动物性食料。
在饲养过程中,缸中的水应经常更换。当蝌蚪尾快要消失时,应在缸中放几块小木板,供幼蛙爬上去休息和呼吸空气。等到幼蛙长成以后移到室外饲养。
四、观察
(一)蛙的各个发育阶段所需要的时间
从受精卯分裂开始,到发育成能登陆的幼蛙为止,至少需要 50 天左右的
时间,其中胚的发育阶段约需 4 天左右,胚后发育阶段约需 46 天。
- 胚的发育阶段。本阶段包括许多发育时期,从受精卵开始到各主要发育时期所需时间是:受精卵→两个细胞期(3.5 小时)→四个细胞期(4.5 小时)→八个细胞期(5.7 小时)→三十二个细胞期(7.5 小时)→囊胚期(21 小时)→原肠胚期(34 小时)→神经褶期(67 小时)→尾芽期(84 小时)
→肌肉反应期(96 小时)。
- 胚后发育阶段。本阶段从受精卵开始到本阶段各主要发育时期所需要的时间是:外鳃出现(120 小时)→内鳃出现(240 小时)→后肢出现(40 天)→前肢出现、尾逐渐萎缩(45 天)→幼蛙形成(50 天)。
(二)观察方法
-
胚的发育阶段。由于本阶段各个发育时期进展很快,再加上外界条件发生变化时会改变胚胎发育速度,因此,必须勤观察。否则,就容易漏掉某些发育时期。观察时,可以将蛙卵放在载玻片上,用解剖镜或低倍显微镜进行实体观察。鉴于胚胎发育后期各时期的结构比较复杂,少年儿童不易理解, 可着重观察各时期的形态,并将各时期的形态特点加以比较区别。观察中应进行绘图和记录。
-
胚后发育阶段。本阶段的各个发育时期进展变慢,而且形体日益长大, 肉眼已能看清。观察时,可把各个发育时期的蝌蚪取出水外,用放大镜观察形态。同时要结合饲养,对蝌蚪的运动、呼吸和食性进行观察,也应将这阶段的观察结果进行记录和绘图。
五、分析
(一)分析青蛙个体发育各个时期的理论意义
要引导学生根据观察结果,对青蛙胚的发育阶段中各个发育时期,分析和理解它们是蛙的远祖长期演化进程的反映。对胚后发育阶段中各个发育时期,要分析和理解它们是蛙的近祖朝着现代蛙的方向演化的反映。还应该分析蝌蚪身上的吸盘、外鳃、内鳃、侧线和尾等器官在水生生活中的作用,以及成蛙的四肢和肺等器官在陆地生活中的意义。
(二)分析青蛙个体发育所需的环境条件
根据培养、观察所得的资料,引导学生分析和了解蛙的个体发育主要在水中进行,并进一步理解为了保证个体发育顺利进行,要有较大的池塘和沟渠面积,水质必须清洁、流动,并应含有丰富的饵料。在此基础上,使学生认识要保护青蛙,除了不能滥捕滥杀外,更重要的是要保护它的生活环境, 使青蛙得以世世代代繁衍下去。