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. Ytterligere øvelser kan nås ved å klikke på linkene til venstre. En ordliste og kapitler om forsyninger og laboratorieteknikker er også tilgjengelig. Terminologi og fylogeni brukt i disse øvelsene samsvarer med bruk i Invertebrate Zoology lærebok Av Ruppert, Fox, And Barnes (2004). Bildeforklaringer med bindestrek refererer til figurer i læreboken. Bildeforklaringer som ikke er delt med bindestrek, refererer til figurer som er innebygd i øvelsen. Ordlisten inneholder vilkår fra denne læreboken samt laboratorieøvelsene.
Systematikk
Arthropoda P
Arthropoda, den klart største og mest varierte dyr taxon, inkluderer chelicerates, insekter, myriapoder og krepsdyr samt mange utdødde taxa som trilobitomorpha. Den segmenterte kroppen bærer primitivt et par leddvedlegg på hvert segment. Epidermis skiller ut en kompleks cuticular exoskeleton som må smeltes for å tillate økning i størrelse. Bevarte leddyr viser regional spesialisering i struktur og funksjon av segmenter og vedheng, men stamfar trolig hadde lignende vedheng på alle segmenter. Kroppen er vanligvis delt inn i et hode og trunk, hvorav stammen er ofte videre delt inn i thorax og buk.
tarmen består av foregut, midgut og hindgut og strekker kroppens lengde fra fremre munn til bakre anus. Foregut og hindgut er epidermal invaginations, blir avledet fra embryonale stomodeum og proctodeum henholdsvis, og er foret med skjellaget, som er alle epidermal overflater av leddyr. Midgut er endodermalt og er ansvarlig for de fleste enzymsekresjon, hydrolyse og absorpsjon.
coelomet reduseres til små rom forbundet med gonader og nyre. Funksjonell kroppshulrom er en romslig hemocoel delt med en horisontal membran i en dorsal perikardial sinus og en mye større perivisceral sinus. Noen ganger er det en liten ventral perineural sinus rundt ventral nerve ledningen.
hemalsystemet inkluderer et dorsalt, kontraktilt, rørformet, ostiat hjerte som pumper blod til hemocoel. Excretory organer varierer med taxon og inkluderer Malpighian tubuli, saccate nephridia og nephrocytes. Åndedrettsorganer varierer også med taxon og inkluderer mange typer gjær, boklunger og tracheae.
nervesystemet består av en dorsal, fremre hjerne av to eller tre par ganglier, circumenteric connectives, og en parret ventral nervestreng med segmentale ganglier og segmentale perifere nerver. Ulike grader av kondens og cephalization finnes i forskjellige taxa.
Utvikling er avledet med sentrolecithale egg og overfladisk spaltning. Det er ofte en larve selv om utviklingen er direkte i mange. Juveniler passerer gjennom en serie instars separert av molts til de når voksen størrelse og reproduktiv tilstand. På denne tiden kan smelting og vekst opphøre eller fortsette, avhengig av taxon.
Mandibulata
Mandibulata er søster taxon Av Chelicerata og har i kontrast antenner på det første hodesegmentet, mandibler på den tredje og maksiller på den fjerde. Hjernen er en syncerebrum med tre par ganglier i stedet for de to av chelicerates. Den forfedre mandibulate hadde sannsynligvis biramous vedlegg og En J-formet gut, posterior-vendt munn, og en ventral mat groove. De to høyeste nivå mandibulate taxa Er Crustacea Og Tracheata.
Crustacea sP
Crustacea er søster taxon Av Tracheata og er forskjellig i å ha antenner på det andre hodesegmentet som resulterer i totalt 2 par, noe som er unikt. De opprinnelige krepsdyr vedheng var biramous men uniramous lemmer er vanlig i avledet taxa. Den opprinnelige tagmata var hodet, men dette har blitt erstattet av hodet, thorax, og magen eller cephalothorax og magen i mange taxa. Utskillelse er via en, noen ganger to, par saccate nephridia og respirasjon oppnås ved et bredt utvalg av gjeller, noen ganger av kroppsoverflaten. Nauplius er den tidligste klekkestadiet og naupliar øyet består av tre eller fire median ocelli.
Eucrustacea
Eucrustacea inkluderer Alle nylige krepsdyr unntatt remipedes. Den takson er karakterisert ved en primær tagmosis bestående av varme, thorax, og abdomen selv om den avledede tilstand av cephalothorax og abdomen er mer vanlig. Åtte er det maksimale antall thoracic segmenter.
Thoracopoda
i den forfedre thoracopod var thoracale appendages turgor appendages brukt til suspensjonsmating i forbindelse med en ventral matspor. Slike vedlegg og mating vedvarer i Flere Nyere taxa, men har blitt endret i mange andre.
Phyllopodomorpha
de sammensatte øynene er stalked primitivt, selv om avledede sessile øyne forekommer i mange taxa.
Phyllopoda
Phyllopoda består av ca 800 arter i fire høyere taxa; de «store phyllopodans» består Av Notostraca, Laevicaudata, Og Spinicaudata og Cladocera, som er de «små phyllopodans». Trunk vedheng er phyllopods og en stor ryggskjoldet omslutter mye eller hele kroppen. Store phyllopodans vanligvis bor relictual vaner der fiskene er fraværende, men Cladocerans viser ingen slike restriksjoner. Tagmata er et hode, thorax og redusert underliv. Magen mangler appendages, men har en bakre caudal furca på telson. En ventral matspor er vanligvis tilstede og ansatt i mating. Et såkalt dorsal organ er tilstede på dorsal midtlinje av bakre hode.
Cladocera O
De 11 familiene Av Cladocera inneholder omtrent 800 arter av hovedsakelig ferskvannsplanktoniske og bentiske krepsdyr. Cladocerans, eller vannlopper, er små (0,2-6 mm) akvatiske krepsdyr. De fleste bor stille ferskvann. Sammen med rotatorier og copepods står de for det meste av ferskvanns dyreplankton.
ryggskjoldet i de fleste taxa er stort og muslinger så det omslutter hele kroppen unntatt hodet. De to sammensatte øynene er smeltet på midtlinjen. Et naupliar øye er tilstede gjennom livet. Kroppen er lateralt komprimert. De forstørrede andre antennene er locomotory (svømming) organer, men de første antennene er vestigial hos kvinner og ikke mye større hos menn. Thoraxen er kort med bare fire til seks segmenter, og magen mangler vedlegg.
De fleste er suspensjonsmatere som forbruker fytoplankton som de filtrerer fra vannet ved hjelp av seta av thoracic appendages. Noen er rovdyr jakter på andre cladocerans.
Kladoceraner er parthenogenetiske og for det meste av året består populasjoner utelukkende av kvinner som reproduserer aseksuelt. Mann er sjelden sett. Carapace omslutter en brødpose der embryoer beholdes og direkte utvikling oppstår. Når vinteren (eller noen ganger sommeren) nærmer seg, vises menn og seksuell reproduksjon oppstår og resulterer i produksjon av resistente, overvintrende egg. Slike egg kan være innelukket i en purselike ephippium som hviler i sedimentet på bunnen av innsjøen eller dammen til de hvilende egg klekkes inn parthenogenetic kvinner.
Anomopoda så
Anomopoder har en kort stamme og stor toskallede ryggskjold. Hodet er utvidet dorsalt og lateralt for å danne et hodeskjold. Utvikling er direkte og hvilende egg er innelukket i et ephippium.
Laboratorieprøver
en studie av cladoceran anatomi kan være basert på levende prøver samlet med plankton slep i lokale innsjøer eller dammer eller på billig kulturer tilgjengelig Fra Carolina Biologiske Eller Avdelinger Naturvitenskap. Daphnia magna passer godt til dette formålet. Det er en veldig stor art, som cladocerans går, og en som lett vedlikeholdes i laboratoriekulturer.
Ekstern Anatomi
Plasser Noen Daphnia i en 8-cm kulturrett av pondwater og observere dyrene ved hjelp av dissekere mikroskop. Legg merke til den karakteristiske jerky svømming bevegelse. Det ujevne utseendet til denne bevegelsen er et resultat av at det bare er ett par lokomotoriske vedlegg eller årer. Prøv å observere bevegelsen av de store andre antennene, som er svømmevedleggene. Observasjon kan forbedres ved å fjerne det meste av vannet fra fatet slik at dyrene blir immobilisert i overflatefilmen mot bunnen av fatet.
Fang et individ med en plastpipett med stor boring, og legg merke til den effektive unnvikende virkningen som disse dyrene er i stand til. Forbered en våt montering av en enkelt prøve ved hjelp av et deksel med voksfødder. På grunn av tykkelsen på disse dyrene krever de tykke føtter for å støtte dekselet. Plasser lysbildet på scenen av sammensatt mikroskop og undersøk DET MED 40X OG 100X etter behov. IKKE BRUK 400X med mindre spesifikt beskjed om å gjøre det.
Tagmata
Daphnias kropp er lateralt komprimert, en tilstand som er overdrevet av dekkets trykk. Kroppen er delt inn i et fremre hode, en midtre thorax og en bakre buk (Fig 1, 19-15A). Brystkassen og magen er innelukket i karapellen, men hodet er ikke og strekker seg fremover foran karapellen.
Hode
kladoceranhodet er bøyd ventralt og Det Av Daphnia magna er jevnt avrundet. I mange arter den fremre enden av hodet er produsert i en prosess eller hodet ryggraden (Fig 19-15b), men det er ikke I d. magna. Det ventrale området Av Hodet Til Daphnia er utvidet for å danne et spiss rostrum (Fig 1). Hodet er forbundet med resten av kroppen dorsalt, men er skilt fra det ventralt av en dyp kløft.
den store biramous andre antennen er den mest iøynefallende egenskapen til hodet og en oppstår på hver side nær midten av hodet (Fig 1). Den andre antennen består av en enkelt basal artikkel, peduncle, som styres av kraftige muskler. Musklene er synlige gjennom den gjennomsiktige kroppsveggen. To rami oppstår fra den distale enden av peduncle. I D. magna er det fire artikler i øvre ramus og nedre ramus har tre.
de to rami bærer store plumose natatory setae. Se på setae med høyere makt og legg merke til radene av små pinnately arrangert setae på de store setae. Resultatet er featherlike, dermed adjektivet, plumose, som en plume. Antennene er årer og setae øker overflaten i kontakt med vannet under strømslaget. Under gjenopprettingsslaget kollapser de og overflaten deres reduseres.
den kvinnelige første antennen er veldig liten, men du kan sannsynligvis se den bare bakre til spissen av rostrummet (Fig 1). Det er større hos menn der det har en sensorisk funksjon, men det er svært lite sannsynlig at prøven din er en mann.
mandiblene er godt utviklet, men ikke lett synlige i wholemounts. Hver er en lang oval med sklerotiserte tenner i den distale enden (Fig 1, 19-15a). Tennene til høyre og venstre mandibler ligger på hver side av munnen på baksiden av hodet.
de første maxillene er svært små og de andre maxillene er fraværende.
de parede laterale sammensatte øynene til forfederen (og embryoet) smeltes sammen på midtlinjen av voksne for å danne et enkelt median sammensatt øye i det indre av hodet. Den er utstyrt medokulære muskler, og du vil sannsynligvis se den bevege seg. Musklene strekker seg bakover fra øyet. Du kan også se klyngen av små linser rundt periferien av det svarte pigmentet i det indre av øyet.
Mange kladokeraner, inkludert d. magna og D. pulex, har et enkelt, lite, median, naupliar øye eller ocellus, posterior og ventral til det mye større sammensatte øyet. Den er innebygd i kanten av hjernen, som kan være synlig med forsiktig lysjustering og fokusering (Fig 1).
Figur 1 en kvinnelig Daphnia. Tegnet på Nytt fra Freeman & Bracegirdle (1971). Clad99L.gif
munnen er plassert på ventralhodet og peker bakover, men du vil sannsynligvis ikke se det. Den ligger mellom de to mandiblene.
i noen arter skiller et grunt hakk, cervical sinus, på dorsal midtlinjen hodet fra thoraxen. Daphnia har ikke en cervikal sinus. Noen arter har en dorsal organ i integument av midtlinjen umiddelbart bakre til cervical sinus men Daphnia ikke.
Ryggskjoldet
ryggskjoldet er en enorm dobbel fold av kroppsvegg som strekker seg bakover og lateralt fra det bakre hodesegmentet. Det har blitt sammenlignet med en kappe festet bare til baksiden av nakken. I de fleste cladocerans (anomopods og ctenopods) er det et stort, tynt, fleksibelt ark foldet langs dorsal midtlinjen for å danne to ventiler, en på hver side av dyret. Det er lateralt komprimert. I de få onychopod og haplopod cladocerans det er redusert til en relativt liten stamfisk pose og ikke omslutter stammen (Fig 19-16a,B). Ryggskjoldet er lukket dorsaltvis, men ventralt og bakre sine to ventiler gape for å tillate inngang og utgang av matestrømmen (Fig 19-15b).
Mange kladoceraner, inkludert daphnia magna, har en bakre apikal ryggrad (= ryggskjold) hvis funksjon kan være å forstyrre predasjon (Fig 1, 19-17b). Mange arter har også en ryggrad på hodet, noen ganger en veldig stor en. Planktoniske kladoceraner forbrukes av zooplanktivorøse fisk og av andre hvirvelløse dyr, spesielt larver av phantom midge, Chaoborus.
karapellen er gjennomsiktig og vanligvis fargeløs eller gulaktig. De fleste indre organer, så vel som thoracic appendages, er synlige gjennom sine gjennomsiktige vegger.
Thorax
thoraxen er umiddelbart bakre til hodet og utgjør det meste av resten av kroppen. Det er helt innelukket i karapellen.
thoraxen i Daphnia bærer fem par biramous, setose thoracopods (= thoracic appendages), de distale spissene som kan strekke seg fra den ventrale gape av karapellen (Fig 1). Fire av disse vedleggene genererer matestrømmen. Deres bevegelser trekker vann fra den ventrale midtlinjen gjennom et setalfilter og lateralt inn i mellomrommene mellom lemmer hvorfra det går ut sideveis (Fig 19-12). Matpartikler stoppes av setalfilteret og beholdes i den ventrale matsporet der de beveger seg fremover fra appendage til appendage til de når den bakre rettede munnen.
> 1a. Plasser en liten skvett vaselin i midten av en tørr kulturrett. Ta en cladoceran med en stor borepipett og legg den ved siden av jelly. Bruk din fine tang for å presse cladoceran opp ned i geleen uten å skade den. Ikke klem det med tangen. De er helt intolerante for å bli presset og det vil drepe dem. Du må kanskje prøve dette med flere dyr før du lykkes.
når du har sikret en cladoceran i geleen, legg forsiktig til vann til dyret er nedsenket. Vær oppmerksom på opp ned skapningen MED 40X av dissekerende mikroskop(Fig 19-15b). Vær særlig oppmerksom på bevegelsen av vedleggene. Se på den andre antennen. Se gjennom den ventrale gape av karapellen og se på thoracopodene. Vær oppmerksom på bevegelsene i magen. Plasser en liten dråpe av en karmin suspensjon i vannet og se strømningsmønsteret av partiklene i svømming og matestrømmer. <
Abdomen
Fortsett studiet av hele din sum. Bakre thorax smalner for å bli magen (Fig 1). Magen mangler vedlegg, men er fleksibel, muskuløs og svært mobil. Det er vanligvis bøyd kraftig frem til brette under thorax der det er helt innelukket i ryggskjoldet.
anus åpnes på baksiden av magen. Et par postabdominale klør strekker seg bakover fra magen. Magen og klørne brukes til å rense thoracic appendages og fjerne blokkeringer, som filamentøse alger, til filtermatingsapparatet. Et par lange plumose abdominal setae strekker seg fra dorsal margin av magen.
To lange bukprosesser strekker seg dorsalt fra bukets dorsale margin. De fungerer som dører for å lukke stamfisk posen og hindre tidlig utgivelsen av egg eller rugende yngel. Hunnen senker bukprosessene når hun ønsker å kaste ut sin brød fra kammeret.
magen kan rettes for å strekke seg bakover fra karapellen. Dyret ser ut til å sparke når det gjør dette, og hvis prøven din er i live, vil du uten tvil se det gjøre dette.
Hemal System
hemalsystemet består av et hjerte, hemocoel og blod. Hemocoel er kroppshulen. Det korte ovale hjertet er et iøynefallende trekk ved dorsalområdet av den fremre thoraxen (Fig 1, 19-15a). Hjertet er omgitt av hemocoel.
hjertet har et enkelt par ostia, men disse kan ikke være tydelige. Ingen blodårer er til stede. Sammentrekninger av hjertet tvinger blod anteriorly inn i hemocoel av hodet hvorfra det strømmer bakover inn i thoraxen via tre hemocoelic kanaler. De to sidekanalene hver tjener den ene siden av karapellen, mens mediankanalen løper ventral til tarmen og gir av grener til thoracic appendages. Karapasen er hovedgassutvekslingsflaten. Blod kommer tilbake til hjertet fra hvert av disse områdene.
Fordøyelsessystemet
Den C-formede tarmen er lett å se, i hvert fall for en del av lengden, som strekker seg fra munnen, gjennom dorsal thorax, gjennom magen til anus nær den distale enden av magen (Fig 1, 19-15a). Tarmområdene fylt med mat er lett å se og er sannsynligvis grønne med fytoplankton eller brune med tørkede cladoceranpellets. Områder som er tomme er vanskeligere å se. Et par av kort diverticula, digestive ceca, oppstår fra fremre midgut og strekker seg inn i hodet (Fig 1, 19-15a)
Reproduktive System
gonadene er lange rør eller sekker avledet fra coelomic mellomrom som strekker seg mesteparten av lengden av thorax på hver side av tarmen (Fig 1). Gonoduktene åpner til utsiden via gonoporer bakre til det siste paret av thoracic appendages. Hos kvinner åpner eggstokken dorsalt, via en ovidukt, inn i stamkammeret. Hos menn fører vas deferens til en ventral gonopore på postabdomen.
Kvinnelige kladoceraner har en stor vannfylt stamfiskpose plassert bakerst under ryggskjoldet(Fig 1, 19-15a). Egg ekstruderes her fra oviduktene og brooded til de fullfører embryonisk utvikling og blir juvenile cladocerans. På dette tidspunktet blir de utgitt og begynner en uavhengig eksistens. Stamfisk posen av prøven kan være fylt med egg, embryoer, eller yngel. Prøv å avgjøre hvilken og se på eksemplene til klassekameratene dine for å se andre tidlige livsstadier.
Hunner produserer to typer egg. Sommeregg har liten eggeplomme og utvikler parthenogenetisk, uten befruktning. Sommeregg, vanligvis mange, bæres i stamfisk kammeret minst før de klekkes og i noen arter før de er kjønnsmodne og har unge av sine egne.
Hvilende egg, derimot, er veldig yolky og tykk skallet og produseres først etter befruktning. Bare to hvilende egg produseres, ett fra hver eggstokk. Disse eggene slippes også ut i stamkammeret, men befruktes mens sommereggene ikke var. Vinter egg, i motsetning til de av sommeren, er ikke brooded heller er raskt utgitt av den kvinnelige, enten innelukket i en beskyttende cuticular ephippium, eller naken, avhengig av taxon. Ephippium frigjøres når kvinnen smelter. Ephippia kan synke eller flyte, avhengig av art. Vinter egg klekkes i følgende våren. Vinteregg klekkes alltid inn i parthenogenetiske kvinner, dvs. kvinner som reproduserer uten befruktning. Til slutt, etter en eller flere generasjoner av parthenogenetiske kvinner og deres sommeregg, produseres menn og befruktning skjer for å produsere en ny generasjon hvilende egg.
>1b. hvis tilgjengelig, se på fullmonterte lysbilder Av daphnia ephippia (Fig 19-17a). De to eggene i hver skal være synlige med tilstrekkelig belysning. <
Ferskvannsplankton
>1c. En fersk plankton samling fra en lokal innsjø eller dam kan være tilgjengelig i laboratoriet. Hvis ja, ta en liten tallerken av det til dissekere mikroskop og undersøke det. Se om du kan skille mellom noen av artene som er tilstede. Bruk en stor boring plast pipett å fange individer av ulike arter og gjøre wetmounts av dem for undersøkelse med sammensatte mikroskop. Samlingen vil også inkludere copepods og en rekke rotatorier. Rotifers er mye mindre enn cladocerans og copepods og overfladisk ligner ciliate protozoans. Copepod nauplii vil trolig også være til stede (Fig 19-8). <
Dodson SI, Frey DG . 1991. Cladocera og andre Branchiopoda I Thorp, Jh & Ap Covich (eds). Økologi og klassifisering Av Nordamerikanske ferskvannsvirvelløse dyr. Akademisk Press, San Diego.
Freeman WH, Bracegirdle B. 1971. En atlas av virvelløse strukturer. Hienemann Pedagogiske Bøker, London. 129 pp.
Pennak RW. 1989. Ferskvannsvertebrater I Usa, 3.utg. Wiley, New York.
Ruppert EE, Fox RS, Barnes RB. 2004. Invertebrate Zoologi, en funksjonell evolusjonær tilnærming, 7.utg. Brooks Cole Thomson, Belmont CA. 963 pp.
Forsyninger
Stor boring Plast Pasteur pipet (kutte spissen av en standard plast Pasteur pipet)
6 cm kultur fatet
innsjø vann
dissekere sett med bivoks, centimeter regel
Dissekere mikroskoper
sammensatte mikroskoper
sammensatte mikroskoper
div>vaselin
daphnia kultur
helmount lysbilde av ephippia
karmin suspensjon