陈之坤
蚯蚓俗称地龙,是一种常见的陆生环节动物,生活在距地10厘米至30厘米左右富含有机物的土壤里,昼伏夜出,以畜禽粪便、有机废物为食,连同泥土一同吞入,也摄食植物的茎叶等碎片。蚯蚓可使土壤疏松、提高肥力,促进农业增产。
蚯蚓喜欢阴暗潮湿的环境,它具有很强的再生能力,被切断后,伤口截面附近会迅速形成新的细胞团,这些细胞团会使伤口闭合,并形成环状。
此时,蚯蚓体内的一部分未分化的细胞很快被输送到这里,形成再生芽。之后,蚯蚓体内的器官、神经系统及血液等组织细胞通过大量繁殖,迅速向再生芽里生长,直至变成两条头尾完整的蚯蚓。
为弄清其中的秘密,我利用课余时间完成了如下三个有趣的探究实验。
一、实验一
将切断的两节蚯蚓分别放在两个装有潮湿泥土的盒子里,第二天用小镊子在小盒子里找到那两段蚯蚓,发现都已经死亡。这是为什么?
通过查询资料,我终于找到了原因:原来被切断的蚯蚓想要再生,切断的部位很关键。蚯蚓由100个至200个体节组成,如果切到第11节至第36节的位置(那里刚好是它的心脏部位),就不能再生。可能我正好切到了它的要害,导致它一命呜呼。
二、实验二
找一条长约8厘米的蚯蚓,避开要害部位将其切成两段,被切开的伤口处有血流出,还分泌出黄色的黏液。我将它们分别放在装有湿润土壤的两个盒子里,泥土的湿度保持在80%左右。
第二天早上查看蚯蚓,轻触无头的那段,没有任何反应,整段身子呈灰白色,软软的;而无尾的那一段还活着。为确认无头的那段蚯蚓是否活着,我拿来放大镜,用镊子碰了碰它,这次它竟然动了;有头的那段则开始到处乱爬。
第六天,无尾蚯蚓伤口处长出了尾巴,第七天时,长出的尾巴变得光滑,可清晰地看到血管,还有蚯蚓的大便拉出,说明它的肛门已经长成。此时无头蚯蚓除了伤口处有点变尖外,没有其他变化。
第八天,无头蚯蚓伤口处突出,长出很淡的环带。第九天,无头蚯蚓伤口处长出了尖尖的东西,偶尔还会伸缩、扭动,它的头终于长成了!
三、实验三
如果将蚯蚓切成三段,中间那段能成活吗?
我将蚯蚓从特定部位切断,得到有头无尾、无头无尾、无头有尾3段蚯蚓,在温度为20℃的人工气候箱中培养,观察其再生情况。
结果发现,剪切处理后的蚯蚓体段在10 天左右再生完毕,且从头至尾都有再生能力;但不同体段的蚯蚓再生能力不同,有头无尾、无头无尾的体段再生速度比无头有尾体段的要快。其中,无头无尾体段的头部、尾部都可以再生,但尾部再生的速度快于头部。
剪切后所剩蚯蚓体段的多少,对蚯蚓存活率有很大影响。所剩的体节数越多,蚯蚓的存活率越高。
四、实验结论
蚯蚓的再生能力从身体前端到后端,沿体轴而递减:口端或头部最强,尾部最弱,头部神经系统集中,代谢率最高。
蚯蚓的口端有很多未分化的、保持胚胎状态的细胞,这可能是头部再生能力强的原因。
若将蚯蚓切成两段,再摘除腹神经,蚯蚓就失去了再生能力。这些实验都说明神经在再生过程中起重要作用。