Invertebrate Anatomy OnLine
Daphnia magna ©
Water Flea
19jun2006
Copyright 2000 by
Richard Fox
Lander University
Preface
This is one of many exercises available from Invertebrate Anatomy OnLine , an Internet laboratory manual for courses in Invertebrate Zoology. További gyakorlatok a bal oldali linkekre kattintva érhetők el. A készletekről és a laboratóriumi technikákról szóló szószedet és fejezetek is rendelkezésre állnak. Az ezekben a gyakorlatokban használt terminológia és filogenitás megfelel a Ruppert, Fox, and Barnes (2004) gerinctelen Állattani tankönyvének. A kötőjel alakú feliratok a tankönyv ábráira utalnak. A nem elválasztott feliratok a gyakorlatba ágyazott számokra utalnak. A szószedet tartalmazza a tankönyv kifejezéseit, valamint a laboratóriumi gyakorlatokat.
szisztematika
Arthropoda p
az Arthropoda, messze a legnagyobb és legkülönbözőbb állati taxon, magában foglalja a kelicerátokat, rovarokat, myriapodákat és rákféléket, valamint számos kihalt taxont, például trilobitomorpha. A szegmentált test primitíven visel egy pár illesztett függeléket minden szegmensen. Az epidermisz egy komplex kutikuláris exoskeletont választ ki, amelyet meg kell olvasztani, hogy lehetővé tegye a méret növekedését. A fennmaradt ízeltlábúak regionális specializációt mutatnak a szegmensek és függelékek felépítésében és funkciójában, de az ősnek valószínűleg hasonló függelékei voltak minden szegmensben. A testet általában fejre és törzsre osztják, amelyből a törzs gyakran tovább oszlik a mellkasra és a hasra.
a bél foregutból, midgutból és hindgutból áll, és meghosszabbítja a test hosszát az elülső szájtól a hátsó végbélnyílásig. A Foregut és a hindgut epidermális invaginációk, amelyek az embrionális stomodeumból és a proctodeumból származnak, és kutikulával vannak bélelve, mint az ízeltlábúak összes epidermális felülete. A midgut endodermális, és felelős a legtöbb enzim szekrécióért, hidrolízisért és felszívódásért.
a coelom az ivarmirigyekhez és a veséhez kapcsolódó kis terekre redukálódik. A funkcionális testüreg egy tágas hemocoel, amelyet egy vízszintes membrán oszt el egy dorsalis pericardialis sinusra és egy sokkal nagyobb perivisceralis sinusra. Néha van egy kis ventrális perineurális sinus, amely körülveszi a ventrális idegzsinórt.
a hemal rendszer tartalmaz egy hátsó, kontraktilis, csőszerű, ostiate szívet, amely vért pumpál a hemocoelbe. A kiválasztó szervek taxononként változnak, és magukban foglalják a Malpighian tubulusokat, a saccate nephridia-t és a nephrocytákat. A légzőszervek taxononként is változnak, és sokféle kopoltyút, könyv tüdőt és légcsövet tartalmaznak.
az idegrendszer két vagy három ganglionpárból álló hátsó, elülső agyból, circumenterikus csatlakozókból, valamint egy páros ventrális idegzsinórból áll, szegmentális ganglionokkal és szegmentális perifériás idegekkel. A különböző taxonokban különböző mértékű kondenzáció és cefalizáció található.
a fejlődés centrolecitális tojásból és felületes hasításból származik. Gyakran van lárva, bár a fejlődés sok esetben közvetlen. A fiatal egyedek a moltok által elválasztott instárok sorozatán haladnak át, amíg el nem érik a felnőtt méretet és a szaporodási állapotot. Ebben az időben az olvadás és a növekedés megállhat vagy folytatódhat, a taxontól függően.
Mandibulata
A Mandibulata a chelicerata testvér taxonja, ezzel szemben az első fejszakaszon antennák, a harmadikon mandibulák, a negyediken maxillák vannak. Az agy egy syncerebrum, amelynek három pár ganglionja van, nem pedig a két kelicerát. Az ősi mandibulátumnak valószínűleg birámos függelékei voltak, és J alakú bél, hátsó száj és ventrális táplálékhorony volt. A két legmagasabb szintű mandibuláris taxon a Crustacea és a Tracheata.
Crustacea sP
A Crustacea a tracheata testvér taxonja, és különbözik attól, hogy a második fejszakaszon antennák vannak, ami összesen 2 pár, ami egyedülálló. Az eredeti rákfélék függelékei birámosak voltak, de az uniramous végtagok gyakoriak a származtatott taxonokban. Az eredeti tagmata fej volt, de ezt sok taxonban felváltotta a fej, a mellkas és a has vagy a cephalothorax és a has. A kiválasztás egy, néha két pár saccate nephridia útján történik, és a légzés sokféle kopoltyúval történik, néha a testfelszínen keresztül. A nauplius a legkorábbi keltetési szakasz, a naupliar szem három vagy négy medián ocelliből áll.
Eucrustacea
az Eucrustacea a remipedes kivételével minden új rákfélét tartalmaz. A taxont egy primer tagmosis jellemzi, amely hőből, mellkasból és hasból áll, bár a cephalothorax és a has származtatott állapota gyakoribb. Nyolc a mellkasi szegmensek maximális száma.
Thoracopoda
az ősi thoracopodában a mellkasi függelékek turgor függelékek voltak, amelyeket szuszpenziós etetéshez használtak ventrális táplálékhoronnyal együtt. Az ilyen függelékek és táplálás számos közelmúltbeli taxonban fennáll, de sok másban módosultak.
Phyllopodomorpha
az összetett szemek primitívek, bár a származtatott ülő szemek sok taxonban előfordulnak.
Phyllopoda
A Phyllopoda négy magasabb taxonban mintegy 800 fajból áll; a “nagy phyllopodans”, amely Notostraca, Laevicaudata, valamint Spinicaudata és Cladocera, amelyek a “kis phyllopodans”. A törzs függelékei phyllopodák, egy nagy páncél pedig a test nagy részét vagy egészét körülveszi. A nagy phyllopodans általában olyan reliktuális szokásokban él, ahol a halak hiányoznak, de a Cladocerans nem mutat ilyen korlátozásokat. A Tagmata a fej, a mellkas és a csökkent has. A hasnak nincsenek függelékei, de van egy hátsó farok furca a telsonon. A ventrális táplálékhorony általában jelen van és táplálkozik. A hátsó fej hátsó középvonalán úgynevezett hátsó szerv van jelen.
Cladocera o
A Cladocera 11 családja körülbelül 800, főként édesvízi planktonikus és bentikus rákfajt tartalmaz. A Cladocerans vagy a vízi bolhák kicsi (0,2-6 mm) vízi rákfélék. A legtöbb csendes édesvízben él. A rotifers és a copepods mellett az édesvízi zooplankton nagy részét teszik ki.
a legtöbb taxonban a páncél nagy és kéthéjú, így a fej kivételével az egész testet körülveszi. A két összetett szem összeolvad a középvonalon. A naupliar szem az élet során jelen van. A test oldalirányban összenyomódik. A kibővített második antennák lokomotoros (úszó) szervek, de az első antennák nőstényekben csökevényesek, férfiaknál nem sokkal nagyobbak. A mellkas rövid, csak négy-hat szegmenssel, a hasnak nincsenek függelékei.
A legtöbb szuszpenziós adagoló, amely fitoplanktont fogyaszt, amelyet a vízből szűrnek a mellkasi függelékek seta segítségével. Néhány ragadozó más kladoceránokat zsákmányol.
A Kladokeránok parthenogenetikusak, és az év nagy részében a populációk teljes egészében nőstényekből állnak, amelyek ivartalanul szaporodnak. A hímeket ritkán látják. A páncél egy fiasító tasakot zár be, amelyben az embriók megmaradnak és közvetlen fejlődés történik. A tél (vagy néha a nyár) közeledtével a hímek megjelennek, és a nemi szaporodás megtörténik, és rezisztens, túltelelő tojások termelését eredményezi. Az ilyen tojásokat be lehet zárni egy purselike ephippiumba, amely a tó vagy tó alján lévő üledékben nyugszik, amíg a pihenő tojások parthenogenetikus nőstényekké nem kelnek ki.
Anomopoda sO
az Anomopodáknak rövid törzsük és nagy kéthéjú páncéljuk van. A fej dorsálisan és oldalirányban meghosszabbodik, hogy fejpajzsot képezzen. A fejlődés közvetlen, a pihenő tojásokat ephippiumba zárják.
laboratóriumi minták
a cladoceran anatómiájának vizsgálata a helyi tavakban vagy tavakban plankton vontatókkal gyűjtött élő példányokon vagy a Carolina Biological vagy Wards Natural Science által elérhető olcsó kultúrákon alapulhat. A Daphnia magna jól alkalmazható erre a célra. Ez egy nagyon nagy faj, ahogy a cladocerans megy, és laboratóriumi kultúrákban könnyen karbantartható.
külső anatómia
helyezzen néhány daphniát egy 8 cm-es tóvíz tenyésztőedénybe, és figyelje meg az állatokat a boncoló mikroszkóp segítségével. Vegye figyelembe a jellegzetes szaggatott úszási mozgást. Ennek a mozgásnak az egyenetlen megjelenése annak az eredménye, hogy csak egy pár mozgásszervi függelék vagy evező van. Próbálja meg megfigyelni a nagy második antennák mozgását, amelyek az úszási függelékek. A megfigyelés javítható úgy, hogy a víz nagy részét eltávolítjuk az edényből úgy, hogy az állatokat a felületi fóliában az edény aljához rögzítjük.
fogjon meg egy egyént egy nagy furatú műanyag pipettával, figyelembe véve az állatok hatékony kitérő hatását. Készítsen elő egy minta nedves rögzítését viaszlábakkal ellátott fedőlap segítségével. Ezen állatok vastagsága miatt vastag lábakra van szükségük a fedőlap alátámasztásához. Helyezze a tárgylemezt az összetett mikroszkóp színpadára, és szükség szerint vizsgálja meg 40x és 100x felbontással. Ne használja a 400X-et, hacsak erre külön nem utasítják.
Tagmata
a Daphnia teste oldalirányban összenyomódik, ezt az állapotot a fedőlap nyomása eltúlozza. A test elülső fejre, középső mellkasra és hátsó hasra oszlik (1.ábra, 19-15a). A mellkas és a has a karpáncélba van zárva, de a fej nem a karpáncél előtt helyezkedik el.
Fej
a cladoceran feje ventrálisan hajlított, a Daphnia magna feje pedig simán lekerekített. Sok fajban a fej elülső vége folyamatgá vagy fejgerincgé alakul (19-15b ábra), de nincs benne D. magna. A daphnia fejének ventrális területe meghosszabbodik, hogy hegyes szónok legyen (1.ábra). A fej dorsálisan csatlakozik a test többi részéhez, de ventrálisan egy mély hasadék választja el tőle.
a fej legszembetűnőbb jellemzője a nagy biramous második antenna, amely mindkét oldalon a fej közepe közelében keletkezik (1.ábra). A második antenna egyetlen bazális cikkből, a kocsányból áll, amelyet erős izmok vezérelnek. Az izmok az átlátszó testfalon keresztül láthatók. Két rami keletkezik a kocsány disztális végéből. A D. magnában négy cikk található a felső ramusban, az alsó ramusban pedig három.
a két rami nagy plumose natatory setae-t visel. Nézd meg a nagyobb erővel rendelkező söréteket, és figyeld meg az apró, csúcsosan elrendezett sörték sorait a nagy söréteken. Az eredmény tollszerű, ezért a melléknév, plumose, mint egy toll. Az antennák evezők, a sörték pedig növelik a vízzel érintkező felületet az áramütés során. A helyreállítási stroke során összeomlanak, felületük csökken.
a női Első antenna nagyon kicsi, de valószínűleg csak a szónok csúcsa után látható (1.ábra). Nagyobb a férfiaknál, ahol érzékszervi funkciója van, de nagyon valószínűtlen, hogy a példány hím.
az állcsontok jól fejlettek, bár a teljes készletekben nem nyilvánvalóak. Mindegyik hosszú ovális, szklerotizált fogakkal a disztális végén (1, 19-15a ábra). A jobb és a bal mandibula fogai a száj mindkét oldalán, a fej hátsó végén fekszenek.
az első maxillák nagyon kicsik, a második maxillák hiányoznak.
az ős (és az embrió) párosított laterális összetett szemei a felnőttek középvonalán összeolvadnak, hogy egyetlen medián összetett szemet képezzenek a fej belsejében. Fel van szerelve szemizmokkal, és valószínűleg látni fogja, hogy mozog. Az izmok hátulról nyúlnak ki a szemtől. Láthatjuk a kis lencsék klaszterét a fekete pigment perifériája körül a szem belsejében.
sok kladokerán, köztük D. magna és D. pulex, egyetlen, apró, medián, naupliar szem, vagy ocellus, hátsó és ventrális a sokkal nagyobb összetett szem. Az agy szélébe ágyazódik, amely óvatos fénybeállítással és fókuszálással látható lehet (1.ábra).
1. ábra a női Daphnia. Freeman-től újrarajzolva & Bracegirdle (1971). Clad99L.gif
a száj a ventrális fejen helyezkedik el, és hátul mutat, de valószínűleg nem fogja látni. A két mandibula között fekszik.
egyes fajokban egy sekély bevágás, a nyaki sinus, a hátsó középvonalon elválasztja a fejet a mellkastól. A daphniának nincs nyaki sinusa. Néhány fajnak hátsó szerve van a középvonal integumentumában, közvetlenül a nyaki sinus mögött, de a Daphnia nem.
Carapace
A páncél a testfal hatalmas kettős hajtása, amely hátulról és oldalirányban nyúlik ki a hátsó fejrészből. Összehasonlították a csak a nyak hátsó részéhez rögzített köpenyt. A legtöbb cladoceranban (anomopodák és ctenopodák) egy nagy, vékony, rugalmas lap, amely a hátsó középvonal mentén hajtva két szelepet képez, az egyik az állat mindkét oldalán. Oldalirányban tömörítve van. A néhány onychopod és haplopod cladocerans esetében viszonylag kis fiasítássá redukálódik, és nem zárja be a törzset (19-16a,B ábra). A páncél hátrafelé zárva van, de ventrálisan és hátul két szelepe ásít, hogy lehetővé tegye a tápáram be-és kilépését (19-15b ábra).
sok kladocerán, beleértve a Daphnia Magnát is, rendelkezik hátsó apikális gerincvel (= carapace gerinc), amelynek feladata lehet a ragadozás megzavarása (1., 19-17b ábra). Sok fajnak gerince is van a fején, néha nagyon nagy. A planktonikus kladoceránokat a zooplanktivoros halak és más gerinctelenek fogyasztják, különösen a phantom midge, a Chaoborus lárvái.
A páncél átlátszó, általában színtelen vagy sárgás. A belső szervek többsége, valamint a mellkasi függelékek átlátszó falain keresztül láthatók.
Thorax
a mellkas közvetlenül a fej után helyezkedik el, és a test többi részének nagy részét alkotja. Teljesen be van zárva a páncélba.
a daphnia mellkasa öt pár biramous, setose thoracopodát (= mellkasi függelékeket) visel, amelyek disztális csúcsai a páncél ventrális ásításától nyúlhatnak ki (1.ábra). Ezen függelékek közül négy generálja az etetési áramot. Mozgásuk vizet húz a ventrális középvonalból egy szetális szűrőn keresztül, majd oldalirányban a végtagok közötti terekbe, ahonnan oldalirányban kilép (19-12. ábra). Az élelmiszer-részecskéket a setal szűrő megállítja és visszatartja a ventrális élelmiszer-horonyban, amelyben elülső irányban mozognak a függelékről a függelékre, amíg el nem érik a hátsó irányba irányított szájat.
>1a. helyezzen egy kis csepp vazelint egy száraz tenyészedény közepére. Fogjon egy kladokeránt egy nagy furatú pipettával, és helyezze a zselé mellé. Finom csipesszel nyomja a cladocerant fejjel lefelé a zselébe anélkül, hogy károsítaná. Ne nyomja össze a csipesszel. Teljesen intoleránsak, ha megszorítják őket, és ez megöli őket. Lehet, hogy ezt több állattal kell kipróbálnia, mielőtt sikeres lenne.
amikor cladocerant biztosított a zselében, óvatosan adjon hozzá tóvizet, amíg az állat el nem merül. Figyeljük meg a fejjel lefelé lény 40x a boncoló mikroszkóp (ábra 19-15b). Különös figyelmet kell fordítani a függelékek mozgására. Nézze meg a második antennát. Nézd át a ventrális gape a páncél és nézd meg a thoracopods. Figyelje meg a has mozgását. Helyezzen egy kis csepp kármin szuszpenziót a vízbe, és figyelje a részecskék áramlási mintázatát az úszási és etetési áramokban. <
has
folytassa a teljes készlet tanulmányozását. Hátul a mellkas szűkül, hogy hassá váljon (1.ábra). A hasnak nincsenek függelékei, de rugalmas, izmos és nagyon mozgékony. Általában élesen előre hajlik, hogy behajt a mellkas alá, ahol teljesen be van zárva a páncélba.
a végbélnyílás a has hátsó csúcsán nyílik meg. Egy pár postabdominális karom hátulról nyúlik ki a hasból. A hasat és a karmait a mellkasi függelékek tisztítására és az eltömődések, például a fonalas algák eltávolítására használják a szűrőadagoló készülékhez. Egy pár hosszú plumose hasi setae nyúlik ki a has hátsó szélétől.
két hosszú hasi folyamat nyúlik hátrafelé a has hátsó szélétől. Ajtóként működnek, hogy bezárják a fiasító tasakot,és megakadályozzák a tojások vagy a fiókák korai felszabadulását. A nőstény csökkenti a hasi folyamatokat, amikor ki akarja kilakoltatni a fészket a kamrából.
a has kiegyenesíthető, hogy hátulról kinyúljon a páncélból. Úgy tűnik, hogy az állat rugdos, amikor ezt teszi, és ha a példány él, akkor kétségtelenül látni fogja, hogy ezt teszi.
Hemal rendszer
a hemal rendszer szívből, hemocoelből és vérből áll. A hemocoel a testüreg. A rövid ovális szív az elülső mellkas hátsó részének szembetűnő jellemzője (1, 19-15a ábra). A szívet a hemocoel veszi körül.
a szívnek egyetlen ostia párja van, de ezek nem feltétlenül nyilvánvalóak. Nincs véredény. A szív összehúzódása a vér elülső részét a fej hemocoelébe kényszeríti, ahonnan három hemocoelikus csatornán keresztül hátulról áramlik a mellkasba. A két oldalsó csatorna a páncél egyik oldalát szolgálja, míg a medián csatorna ventrálisan fut a bél felé, és ágakat ad a mellkasi függelékeknek. A páncél a fő gázcserélő felület. A vér ezen területek mindegyikéből visszatér a szívbe.
emésztőrendszer
A C-alakú bél könnyen látható, legalább hosszának egy részében, a szájból, a háti mellkason keresztül, a hason keresztül a végbélnyílásig a has disztális vége közelében (1.ábra, 19-15a). A bél táplálékkal töltött régiói könnyen láthatók, valószínűleg zöldek fitoplanktonnal vagy barna szárított cladoceran pelletekkel. Az üres területeket nehezebb látni. Egy pár rövid diverticula, az emésztő ceca, az elülső középső gödörből származik, és a fejbe nyúlik (1.ábra, 19-15a)
reproduktív rendszer
az ivarmirigyek hosszú csövek vagy zsákok, amelyek a mellkas hosszának nagy részét a bél mindkét oldalán meghosszabbítják (1. ábra). A gonoduktok a külső felé nyílnak gonopores az utolsó mellkasi függelékpár után. Nőstényeknél a petefészek dorsálisan, petevezetéken keresztül nyílik a fiasítás kamrájába. Férfiaknál a vas deferens ventrális gonoporhoz vezet a postabdomenen.
a női kladoceránok nagy vízzel töltött fiasító tasakkal rendelkeznek, amelyek hátul helyezkednek el a hátsó páncél alatt (1., 19-15a ábra). A petéket itt extrudálják a petevezetékekből, és addig kotlik, amíg az embrionális fejlődést be nem fejezik, és fiatal kladokeránokká válnak. Ebben az időben szabadulnak fel, és önálló létet kezdenek. A minta fiasítás tasakja tele lehet tojással, embriókkal vagy fiatalkorúakkal. Próbáld meg meghatározni, hogy melyik és nézd meg az osztálytársaid példányait, hogy más korai élettörténeti szakaszokat láthass.
A nőstények kétféle tojást termelnek. A nyári tojásoknak kevés sárgája van, parthenogenetikusan fejlődnek, megtermékenyítés nélkül. A nyári tojásokat, általában sokakat, a fiókák kamrájában hordozzák legalább kikelésükig, egyes fajokban pedig addig, amíg ivarérettek és saját fiókáik nem lesznek.
A pihenő tojások viszont nagyon sárgásak és vastag héjúak, és csak megtermékenyítés után keletkeznek. Csak két pihenő tojás keletkezik, mindegyik petefészekből egy. Ezeket a tojásokat a fészekkamrába is engedik, de megtermékenyítik, míg a nyári tojásokat nem. Téli tojás, ellentétben a nyári, nem brooded inkább gyorsan megjelent a női, vagy zárt védő kutikuláris ephippium, vagy meztelen, attól függően, taxon. Az ephippium felszabadul, amikor a nőstény megolvad. Az Ephippia fajtól függően elsüllyedhet vagy lebeghet. A téli tojások a következő tavasszal kelnek ki. A téli tojások mindig parthenogenetikus nőstényekké kelnek ki, azaz nőstények, amelyek megtermékenyítés nélkül szaporodnak. Végül, a parthenogenetikus nőstények Egy vagy több generációja és nyári petéik után hímeket hoznak létre, és megtermékenyítés történik, hogy új generációs nyugalmi tojásokat hozzanak létre.
> 1b. ha rendelkezésre áll, nézze meg a daphnia ephippia teljes méretű diáit (19-17a ábra). A két tojásnak megfelelő megvilágítással láthatónak kell lennie. <
édesvízi Plankton
>1C. A helyi tóból vagy tóból származó friss planktongyűjtemény elérhető lehet a laboratóriumban. Ha igen, vegyen egy kis edényt a boncoló mikroszkópba, és vizsgálja meg. Nézze meg, meg tudja-e különböztetni a jelenlévő fajok egy részét. Használjon nagy furatú műanyag pipettát a különböző fajok egyedeinek elfogásához, és nedvesítse meg őket az összetett mikroszkóppal történő vizsgálat céljából. A gyűjtemény copepodokat és különféle rotifereket is tartalmaz. A rotiferek sokkal kisebbek, mint a cladocerans és a copepods, és felületesen hasonlítanak a csillós protozoákra. A Copepod nauplii valószínűleg szintén jelen lesz (19-8.ábra). <
Dodson SI, Frey DG . 1991. Cladocera és más Branchiopoda in Thorp, J. H. & A. P. Covich (Szerk.). Az észak-amerikai édesvízi Gerinctelenek ökológiája és osztályozása. Akadémiai Sajtó, San Diego.
Freeman WH, Bracegirdle B. 1971. A gerinctelen szerkezet atlasza. Hienemann Oktatási Könyvek, London. 129 pp.
Pennak RW. 1989. Az Egyesült Államok édesvízi gerinctelenjei, 3. kiadás. Wiley, New York.
Ruppert EE, Fox RS, Barnes RB. 2004. Gerinctelen állattan, funkcionális evolúciós megközelítés, 7 th ed. Brooks Cole Thomson, Belmont ca. 963 pp.
kellékek
nagy furatú műanyag Pasteur Pipetta (vágja le a szabványos műanyag Pasteur pipetta hegyét)
6 cm-es tenyészedény
tó vize
méhviasz boncolási készletek, centiméter szabály
boncoló mikroszkópok
összetett mikroszkópok
vazelin
daphnia kultúra
teljes ephippia csúszda
kármin felfüggesztés