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. Exercícios adicionais podem ser acessados clicando nos links à esquerda. Está igualmente disponível um glossário e capítulos sobre fornecimentos e técnicas de laboratório. Terminology and phylogeny used in these exercises correspond to usage in the Invertebrate Zoology textbook by Ruppert, Fox, and Barnes (2004). Hifened figure callouts refere-se a figuras no livro. Callouts que não são hífen referem-se a figuras embutidas no exercício. O glossário inclui termos deste manual, bem como os exercícios laboratoriais.
X
Arthropoda P
Arthropoda, de longe, o maior e mais diversificado de animais táxon, inclui chelicerates, insetos, miriápodes e crustáceos, assim como muitos extinto táxons como Trilobitomorpha. O corpo segmentado tem primitivamente um par de apêndices Unidos em cada segmento. A epiderme secreta um exoesqueleto cuticular complexo que deve ser moldado para permitir o aumento de tamanho. Os artrópodes existentes exibem especialização regional na estrutura e função dos segmentos e apêndices, mas o ancestral provavelmente tinha apêndices similares em todos os segmentos. O corpo é tipicamente dividido em uma cabeça e tronco, dos quais o tronco é muitas vezes dividido em tórax e abdômen.
the gut consists of foregut, midgut, and hindgut and extends the length of the body from anterior mouth to posterior anus. Foregut e hindgut são invaginações epidérmicas, sendo derivadas do estomodeu embrionário e proctodeum respectivamente, e são revestidas por cutícula, Como são todas as superfícies epidérmicas de artrópodes. O midgut é endodérmico e é responsável pela maior parte da secreção enzimática, hidrólise e absorção.
o celom é reduzido a pequenos espaços associados às gónadas e rins. A cavidade corporal funcional é um hemocoel espaçoso dividido por um diafragma horizontal em um seio pericárdico dorsal e um seio perivisceral muito maior. Às vezes, há um pequeno seio perineural ventral em torno do cordão nervoso ventral.
o sistema hemal inclui um coração dorsal, contráctil, tubular e ostiato que bombeia sangue para o hemocelo. Os órgãos excretores variam com taxon e incluem túbulos Malpigianos, nefrídios saccatos e nefrócitos. Os órgãos respiratórios também variam com taxon e incluem muitos tipos de brânquias, pulmões de livros e traqueias.
o sistema nervoso consiste de um dorsal, cérebro anterior de dois ou três pares de gânglios, conectivos circunspectos, e um cordão ventral emparelhado com gânglios segmentais e nervos periféricos segmentais. Vários graus de condensação e cefalização são encontrados em diferentes taxa.
o desenvolvimento é derivado de ovos centrolecitais e clivagem superficial. Há frequentemente uma larva, embora o desenvolvimento seja direto em muitos. Juvenis passam através de uma série de instares separados por moldes até atingir o tamanho adulto e condição reprodutiva. Neste momento, a moldagem e o crescimento podem cessar ou continuar, dependendo do táxon.
Mandibulata
Mandibulata é a irmã do táxon de Chelicerata e em contrapartida tem antenas no primeiro segmento da cabeça, mandíbulas no terceiro, e maxilares no quarto. O cérebro é um sincerebrum com três pares de gânglios ao invés dos dois dos quelicerados. O mandibulado ancestral provavelmente tinha apêndices birâmicos e um intestino em forma de J, boca posterior, e um sulco ventral alimentar. Os dois táxons mandibulados mais altos são crustáceos e Tracheata.
Crustacea sP
Crustacea é a irmã do táxon de Tracheata e é diferente em ter as antenas no segundo segmento da cabeça, resultando em um total de 2 pares, que é único. Os apêndices de crustáceos originais eram birâmicos, mas membros unirâmicos são comuns em táxons derivados. O tagmata original era cabeça, mas este foi substituído por cabeça, tórax, abdômen ou cefalotórax e abdômen em muitos táxons. A excreção é feita por um, às vezes dois, pares de nefrídios saccados e a respiração é realizada por uma grande variedade de brânquias, às vezes pela superfície corporal. O náuplio é o primeiro estágio de incubação e o olho náupliar consiste de três ou quatro ocelli medianos.
Eucrustacea
Eucrustacea inclui todos os Últimos crustáceos, exceto o remipedes. O táxon é caracterizado por uma tagmose primária consistindo de calor, tórax e abdômen, embora a condição derivada de cefalotórax e abdômen é mais comum. Oito é o número máximo de segmentos torácicos.
Thoracopoda
No ancestral thoracopod torácica apêndices foram turgor apêndices utilizados para a suspensão de alimentação em conjunto com um ventral alimentos groove. Tais apêndices e alimentação persistem em vários táxons recentes, mas foram modificados em muitos outros.
Phyllopodomorpha
Os olhos compostos são perseguido primitivamente embora derivada sésseis olhos ocorrer em muitos táxons.
Phyllopoda
Phyllopoda consiste de cerca de 800 espécies em quatro taxa superiores; o “grande phyllopodans”, que consiste em Notostraca, Laevicaudata, e Spinicaudata e Cladocera, que são as “pequenas phyllopodans”. Os apêndices do tronco são filópodes e uma grande carapaça envolve muito ou todo o corpo. Os grandes phyllopodans tipicamente habitam hábitos relictuais onde os peixes estão ausentes, mas os Cladoceranos não mostram tais restrições. Tagmata é uma cabeça, tórax e abdômen reduzido. O abdômen não tem apêndices, mas tem uma furca caudal posterior no telson. Um sulco alimentar ventral é geralmente presente e empregado na alimentação. Um chamado órgão dorsal está presente na linha dorsal da cabeça posterior.
Cladocera O
11 famílias de Cladocera contêm cerca de 800 espécies, principalmente de água doce planctônicas e bentônicas crustáceos. Cladoceranos são pequenos crustáceos aquáticos (0,2-6 mm). A maioria habita águas frescas tranquilas. Juntamente com os rotificadores e copépodes, eles representam a maior parte do zooplâncton de água doce.
a carapaça na maioria dos taxa é grande e bivalvada, de modo que envolve todo o corpo, exceto a cabeça. Os dois olhos compostos estão fundidos na linha média. Um olho náupliar está presente através da vida. O corpo está lateralmente comprimido. As primeiras antenas são vestigiais em fêmeas e não muito maiores em machos. O tórax é curto, com apenas quatro a seis segmentos e o abdômen não tem apêndices.
a maioria são alimentadores de suspensão que consomem fitoplâncton que filtram da água usando o seta dos apêndices torácicos. Alguns são carnívoros que se aproveitam de outros cladoceranos.
Cladocerans are parthenogenetic and for most of the year populations consist entirely of femeas which reproduce asexually. Os machos raramente são vistos. A carapaça envolve uma bolsa de ninhadas na qual os embriões são mantidos e o desenvolvimento direto ocorre. À medida que o inverno (ou às vezes o verão) se aproxima, os machos aparecem e a reprodução sexual ocorre e resulta na produção de ovos resistentes e invernosos. Tais ovos podem ser fechados em um purselike ephippium que repousa no sedimento no fundo do lago ou lago até que os ovos em repouso eclodam em fêmeas partenogenéticas.
Anomopoda sO
Anomopodos têm um tronco curto e uma grande carapaça bivalve. A cabeça é expandida dorsalmente e lateralmente para formar um escudo da cabeça. O desenvolvimento é direto e os ovos de repouso são fechados em um ephippium.
Amostras de Laboratório
Um estudo de cladoceran anatomia pode ser baseado em espécimes vivos coletados com plâncton reboca no local lagos ou lagoas ou em baratos culturas disponível a partir Carolina Biológica ou Alas de Ciências Naturais. Daphnia magna é adequada para este fim. É uma espécie muito grande, como os cladoceranos fazem, e que é facilmente mantida em culturas de laboratório.
Anatomia Externa
Coloque algumas Daphnia em uma de 8 cm prato de cultura de pondwater e observar os animais, usando o microscópio de dissecação. Repare no movimento característico da natação seca. A aparência irregular deste movimento é o resultado de haver apenas um par de apêndices locomotivos, ou REMOS. Tente observar o movimento das grandes segundas antenas, que são os apêndices de natação. A observação pode ser melhorada removendo a maior parte da água do prato para que os animais sejam imobilizados na película de superfície contra o fundo do prato.
captura um indivíduo com uma pipeta de plástico de grande diâmetro, tomando nota da acção evasiva eficaz de que estes animais são capazes. Preparar uma montagem molhada de um único espécime usando um tubo de cobertura com pés de cera. Devido à espessura destes animais, eles precisam de pés grossos para suportar a tampa. Coloque a lâmina no palco do microscópio composto e examine-a com 40X e 100X, conforme necessário. Não utilize 400X a não ser que lhe seja especificamente dito para o fazer.
Tagmata
O corpo de Daphnia é lateralmente comprimido, uma condição que é exagerado pela pressão da lamela. O corpo é dividido em uma cabeça anterior, um tórax médio e um abdômen posterior (Fig. 1, 19-15A). O tórax e o abdômen estão fechados na carapaça, mas a cabeça não é e se estende anteriormente na frente da carapaça.
Head
a cabeça de cladocerano é dobrada ventralmente e a de Daphnia magna é arredondada sem problemas. Em muitas espécies a extremidade anterior da cabeça é produzida em um processo ou coluna da cabeça (Fig 19-15B), mas não está em D. magna. A área ventral da cabeça de Daphnia é estendida para formar um rostro pontiagudo (Fig. 1). A cabeça é unida ao restante do corpo dorsal, mas é separada dele ventralmente por uma fenda profunda.
as grandes antenas de segunda biramia são a característica mais conspícua da cabeça e uma surge em cada lado perto do meio da cabeça (Fig. 1). A segunda antena consiste de um único artigo basal, o pedúnculo, que é controlado por músculos poderosos. Os músculos são visíveis através da parede corporal transparente. Dois rami surgem da extremidade distal do pedúnculo. Em D. magna há quatro artigos no ramus superior e o ramus inferior tem três.
the two rami bear large plumose natatory setae. Olhe para as setas com maior poder e observe as fileiras de minúsculas setas dispostas pinnately nas grandes setas. O resultado é featherlike, daí o adjetivo, plumose, como uma pluma. As antenas são remos e as setas aumentam a área de superfície em contato com a água durante o curso de energia. Durante o curso de recuperação eles colapsam e sua área de superfície é reduzida.
a primeira antena feminina é muito pequena, mas você provavelmente pode vê-la apenas posterior à ponta do rostro (Fig. 1). É maior nos machos onde tem uma função sensorial, mas é muito improvável que o seu espécime seja um macho.
as mandíbulas são bem desenvolvidas, embora não prontamente aparentes em Montes inteiros. Cada uma delas é uma oval longa com dentes esclerotados na extremidade distal (Fig. 1, 19-15A). Os dentes da mandíbula direita e esquerda estão de ambos os lados da boca na extremidade posterior da cabeça.
as primeiras maxilas são muito pequenas e as segundas maxilas estão ausentes.
os olhos compostos laterais emparelhados do ancestral (e embrião) são fundidos na linha média dos adultos para formar um único olho composto no interior da cabeça. Está equipado com músculos oculares e você provavelmente vai vê-lo se mover. Os músculos estendem-se posteriormente a partir do olho. Você também pode ver o conjunto de pequenas lentes em torno da periferia do pigmento preto no interior do olho.
muitos cladoceranos, incluindo D. magna e D. pulex, tem um olho único, minúsculo, mediano, náupliar, ou ocelo, posterior e ventral para o olho composto muito maior. Está embutido na borda do cérebro, que pode ser visível com cuidadoso ajuste de luz e foco (Fig. 1).
Figura 1 Daphnia fêmea. Redesenhado de Freeman & Bracegirdle (1971). Clad99L.gif
a boca está localizada na cabeça ventral e pontos posteriores, mas provavelmente não a verá. Está entre as duas mandíbulas.
em algumas espécies um entalhe raso, o seio cervical, na linha média dorsal separa a cabeça do tórax. Daphnia não tem sinusite cervical. Algumas espécies têm um órgão dorsal no tegumento da linha média imediatamente posterior ao seio cervical, mas Daphnia não tem.
Carapace
a carapaça é uma enorme dobra dupla da parede corporal que se estende a posteriori e lateralmente a partir do segmento posterior da cabeça. Foi comparado a uma capa presa apenas na parte de trás do pescoço. Na maioria dos cladoceranos (anomopods e ctenopods) é uma grande, fina e flexível folha dobrada ao longo da linha média dorsal para formar duas válvulas, uma de cada lado do animal. É comprimido lateralmente. Nos poucos cladoceranos de onychopod e haplopod é reduzido a uma bolsa de ninhada relativamente pequena e não encerra o tronco (Fig. 19-16A,B). A carapaça é fechada dorsalmente, mas ventricular e posterior as suas duas válvulas gape para permitir a entrada e saída da Corrente de alimentação (Fig. 19-15B).
muitos cladoceranos, incluindo Daphnia magna, possuem uma coluna apical posterior (= coluna carapaça) cuja função pode ser interferir com a predação (Fig. 1, 19-17B). Muitas espécies também têm uma espinha na cabeça, às vezes uma muito grande. Cladoceranos planctônicos são consumidos por peixes zooplanktivorous e por outros invertebrados, especialmente as larvas do midge fantasma, Chaoborus.
a carapaça é transparente e geralmente incolor ou amarelada. A maioria dos órgãos internos, bem como os apêndices torácicos são visíveis através de suas paredes transparentes.
Thorax
o tórax é imediatamente posterior à cabeça e constitui a maior parte do restante do corpo. Está totalmente fechado na carapaça.
The thorax in Daphnia bears five pairs of biramous, setose thoracopods (= thoracopods), the distal tips of which may extend from the ventral gape of the carapace (Fig. 1). Quatro destes apêndices geram a corrente de alimentação. Os seus movimentos atraem água da linha média ventral através de um filtro setal e lateralmente para os espaços entre os membros dos quais sai lateralmente (Fig. 19-12). As partículas de alimentos são interrompidas pelo filtro setal e retidas na ranhura ventral dos alimentos, na qual se movem previamente do apêndice para o apêndice, até atingirem a boca dirigida a posteriori.
>1a. Coloque um pouco de vaselina no centro de uma seca prato de cultura. Capturar um cladocerano com uma pipeta de grande diâmetro e colocá-lo ao lado da geleia. Use os seus fórceps finos para empurrar o cladocerano de cabeça para baixo na geleia sem danificá-lo. Não aperte com os fórceps. Eles são absolutamente intolerantes de serem espremidos e isso vai matá-los. Você pode ter que tentar isso com vários animais antes de ser bem sucedido.
quando tiver fixado um cladocerano na geleia, adicione cuidadosamente água do lago até o animal estar imerso. Observe a criatura de cabeça para baixo com 40X do microscópio de dissecação (Fig. 19-15B). Preste especial atenção ao movimento dos apêndices. Cuidado com a segunda antena. Olha através da fita ventral da carapaça e observa os toracópodes. Observe os movimentos do abdômen. Colocar uma pequena gota de uma suspensão de carmim na água e observar o padrão de fluxo das partículas na natação e correntes de alimentação. <
Abdômen
Retomar o estudo de sua wholemount. Posteriormente, o tórax reduz-se para o abdómen (Fig. 1). O abdômen não tem apêndices, mas é flexível, muscular e altamente móvel. É geralmente dobrado bruscamente para a frente para aconchegar sob o tórax, onde está completamente fechado na carapaça.
o ânus abre-se na extremidade posterior do abdómen. Um par de garras postabdominais estende-se posteriormente do abdómen. O abdômen e suas garras são usados para limpar os apêndices torácicos e remover bloqueios, tais como algas filamentosas, para o aparelho de alimentação filtrante. Um par de setas abdominais de plumose longa estende-se da margem dorsal do abdómen.
dois longos processos abdominais estendem-se dorsalmente da margem dorsal do abdómen. Funcionam como portas para fechar a bolsa da ninhada e impedir a libertação prematura de ovos ou de Juvenis. A fêmea reduz os processos abdominais quando deseja despejar a sua ninhada da Câmara.
o abdómen pode ser endireitado para se estender a posteriori da carapaça. O animal parece estar a dar pontapés quando faz isto e, se o teu espécime estiver vivo, vais sem dúvida vê-lo a fazer isto.
sistema Hemal
o sistema hemal consiste de um coração, hemocelo e sangue. O hemocelo é a cavidade corporal. O coração oval curto é uma característica conspícua da região dorsal do tórax anterior (Fig. 1, 19-15A). O coração está cercado pelo hemocelo.
o coração tem um único par de Óstia, mas estes podem não ser evidentes. Não há vasos sanguíneos presentes. Contracções do coração forçam o sangue a entrar no hemocelo da cabeça a partir do qual flui posteriormente para o tórax através de três canais hemocoélicos. Os dois canais laterais servem cada um dos lados da carapaça, enquanto o canal médio corre ventral para o intestino e dá ramos para os apêndices torácicos. A carapaça é a principal superfície de troca de gás. O sangue regressa ao coração de cada uma destas áreas.
Sistema Digestivo
C em forma de intestino é fácil de ver, pelo menos em parte de seu comprimento, que se estende desde a boca, através dorsal do tórax, através do abdômen para o ânus, perto da extremidade distal do abdômen (Fig 1, 19-15A). As regiões do intestino cheias de alimentos são facilmente visíveis e é provável que sejam verdes com fitoplâncton ou castanhos com pellets cladoceranos secos. As regiões vazias são mais difíceis de ver. Um par de curto divertículos, digestivo ceca, surgem a partir do anterior mesêntero e se estendem até a cabeça (Fig 1, 19-15A)
Sistema Reprodutivo
As gônadas são longos tubos ou sacos de derivados de coelomic espaços estendendo mais do que o comprimento do tórax em ambos os lados do intestino (Fig 1). Os gonodutos abrem-se para o exterior via gonóporos posteriores ao último par de apêndices torácicos. Nas fêmeas, o ovário abre dorsalmente, através de um oviducto, para a câmara da ninhada. Nos machos, o vas deferens leva a um gonopore ventral no postabdomen.
cladoceranos do sexo feminino têm uma grande bolsa cheia de água localizada posteriormente sob a carapaça dorsal (Fig. 1, 19-15A). Os ovos são extrudidos aqui dos oviductos e cobertos até que completem o desenvolvimento embrionário e se tornem cladoceranos juvenis. Neste momento eles são liberados e começam uma existência independente. A bolsa de ninhada do seu espécime pode estar cheia de ovos, embriões ou juvenis. Tente determinar qual e olhar para os espécimes de seus colegas para ver outras fases iniciais da história da vida.
fêmeas produzem dois tipos de ovos. Os ovos de verão têm pouca gema e desenvolvem partenogeneticamente, sem fertilização. Os ovos de verão, geralmente numerosos, são transportados na câmara de ninhadas pelo menos até eclodirem e em algumas espécies até serem sexualmente maduros e terem filhotes.
os ovos de repouso, por outro lado, são muito yolky e espessa sem casca e são produzidos apenas após a fertilização. Apenas dois ovos em repouso são produzidos, um de cada ovário. Estes ovos também são liberados na câmara da ninhada, mas são fertilizados enquanto os ovos de verão não foram. Os ovos de Inverno, Ao contrário dos do verão, não são amassados, mas são rapidamente liberados pela fêmea, ou fechados em um ephippium cuticular protetor, ou nus, dependendo do táxon. O ephippium é libertado quando a fêmea se muda. Ephippia pode afundar ou flutuar, dependendo da espécie. Ovos de Inverno Eclodem na primavera seguinte. Os ovos de Inverno eclodem sempre em fêmeas partenogenéticas, ou seja, fêmeas que se reproduzem sem fertilização. Eventualmente, após uma ou várias gerações de fêmeas partenogenéticas e seus ovos de verão, os machos são produzidos e a fertilização ocorre para produzir uma nova geração de ovos em repouso.
>1b. Se disponível, olhar wholemount slides de Daphnia ephippia (Fig 19-17A). Os dois ovos em cada um devem ser visíveis com iluminação adequada. <
Plâncton de água Doce
>1c. Uma coleção de plâncton fresco de um lago ou lago local pode estar disponível no laboratório. Se assim for, leve um pequeno prato dele para o seu microscópio de dissecação e examine-o. Veja se consegue distinguir algumas das espécies presentes. Usar uma grande tubagem de plástico para capturar indivíduos de diferentes espécies e fazer suas montagens molhadas para exame com o microscópio composto. A coleção também incluirá copepods e uma variedade de rotificadores. Rotíferos são muito menores que cladoceranos e copépodes e superficialmente se assemelham aos protozoários ciliados. Copepod nauplii provavelmente estará presente também (Fig. 19-8). <
Dodson SI, Frey DG . 1991. Cladocera and other Branchiopoda in Thorp, J. H. & A. P. Covich (eds). Ecology and classification of North American freshwater invertebrates. Academic Press, San Diego.
Freeman WH, Bracegirdle B. 1971. An atlas of invertebrate structure. Hienemann Educational Books, London. 129 pp.
Pennak RW. 1989. Invertebrados de água doce dos Estados Unidos, 3 rd ed. Wiley, Nova Iorque.
Ruppert EE, Fox RS, Barnes RB. 2004. Invertebrate Zoology, a functional evolutionary approach, 7th ed. Brooks Cole Thomson, Belmont CA. 963 pp.
Suprimentos
Grande furo de plástico pipeta de Pasteur (cortar a ponta de um padrão de plástico pipeta de Pasteur)
6 cm prato de cultura
lago de água
dissecando kits com cera de abelha, centímetro regra
dissecando microscópios
composto de microscópios
vaselina
Daphnia cultura
Wholemount slide de ephippia
carmine suspensao