觀察河蚌排泄系統實驗的改進

張芮初 胡 雷

（清華大學附屬中學 北京 100084）

河蚌，又稱無齒蚌（Anodonta），是軟體動物門（Mollusca）雙殼綱（Bivalvia）的代表動物。 河蚌的排泄系統由腎和圍心腔腺組成。圍心腔腺收集血液中的代謝廢物，排入到圍心腔。代謝廢物從腎口進入海綿狀的腎體內進行過濾，最后經過薄壁的膀胱通過腎孔排出。這種通過后腎管和圍心腔共同完成代謝廢物的收集和排泄的結構也稱為心-腎復合體（heart-kidney complex）［1］。

由于亞甲藍（化學式：C16H18ClN3S）進入人體后會從尿液排出，醫學上用于排泄試驗［4］。受此啟發，猜想亞甲藍也可以通過河蚌的腎臟排出。

在普通動物學實驗中，河蚌的解剖實驗包括了對排泄系統的觀察，但僅僅是對其靜態結構的觀察。做完實驗后，很多學生依然無法理解河蚌的排泄系統的工作原理，甚至混淆腎口和腎孔的功能。本研究對該實驗進行了改進，增加了對活體河蚌的排泄系統結構和功能的觀察實驗。采用亞甲藍做示蹤劑，跟蹤液體經過河蚌排泄系統的過程。

1 實驗材料和用品

新鮮的重約500 g的活體河蚌，2%亞甲藍溶液，解剖盤，解剖剪，鑷子，解剖刀，5 mL注射器，吸水紙。

2 實驗步驟

將解剖剪尖端從前閉殼肌附近插入，邊插入邊旋轉解剖剪將兩殼撐開。然后將解剖刀伸入到河蚌左殼與外套膜之間，刀鋒緊貼貝殼前后移動，將前、后閉殼肌分離后，揭開左側蚌殼［3］。

1）剪開外套膜，可以觀察到圍心腔內搏動的心室［2］，判斷河蚌依然存活。保持河蚌存活是進行本實驗的基礎。一般地，健康的活體河蚌在本實驗過程中及結束后數小時，可以一直保持心室搏動。

2）將外鰓瓣剪除，可以觀察到圍心腔側下方的一對黑褐色的腎體［2］。用注射器將1 mL左右的亞甲藍溶液注入到圍心腔內。從注射完后開始計時。為防止亞甲藍溶液溢出，需要慢慢推入并及時調整蚌殼的角度。若有少量溢出，用濾紙吸去溢出的藍色液體。

3）將內鰓瓣的前部剪下一部分，用鑷子提拉起內鰓瓣連接處，暴露出內鰓瓣的鰓上腔，找到腎孔。每隔5 min，將細條狀吸水紙置于腎孔處取樣，取出并擺放在白紙上，直到吸水紙出現藍色，在紙上記錄時間。

4）重復該實驗5次并記錄時間。

5）最后，剪開圍心腔膜，將圍心腔內的亞甲藍溶液用自來水沖洗干凈，先觀察腎口，再用鑷子翻開腎體，觀察腎體及其背面的膀胱（透明不太容易辨識）。

3 實驗結果

正如在設計實驗之初所猜想的，亞甲藍注射到河蚌圍心腔后，經過一段時間后從腎孔排出。

在5例實驗中，吸水紙首次出現淡藍色的時間分別如下，見表1。

表1 腎孔處吸水紙首次出現藍色的時間

洗凈圍心腔后，觀察到腎口內有少量藍色液體，腎體和膀胱的組織內有藍色液體。

4 總結

根據以上實驗，實驗者可以觀察到，亞甲藍從圍心腔中經由腎口進入腎體，然后經膀胱通過腎孔排出。通過本實驗，可以很好地體會到圍心腔在收集代謝廢物中起到的重要作用，同時也對軟體動物由后腎管和圍心腔構成的心-腎復合體的結構和功能加深了印象。

在本實驗中，亞甲藍從進入河蚌的腎口到從腎孔排出的平均時間為33 min，可視為河蚌排泄系統大致的工作周期。由于本實驗重復次數有限，采用的標本大小比較相近，采樣間隔較大，而且沒有考慮解剖的刺激對正常代謝的影響，因此該實驗的定量結論并不一定精確，但是并不影響定性的結論。