观察河蚌排泄系统实验的改进

张芮初 胡 雷

（清华大学附属中学 北京 100084）

河蚌，又称无齿蚌（Anodonta），是软体动物门（Mollusca）双壳纲（Bivalvia）的代表动物。 河蚌的排泄系统由肾和围心腔腺组成。围心腔腺收集血液中的代谢废物，排入到围心腔。代谢废物从肾口进入海绵状的肾体内进行过滤，最后经过薄壁的膀胱通过肾孔排出。这种通过后肾管和围心腔共同完成代谢废物的收集和排泄的结构也称为心-肾复合体（heart-kidney complex）［1］。

由于亚甲蓝（化学式：C16H18ClN3S）进入人体后会从尿液排出，医学上用于排泄试验［4］。受此启发，猜想亚甲蓝也可以通过河蚌的肾脏排出。

在普通动物学实验中，河蚌的解剖实验包括了对排泄系统的观察，但仅仅是对其静态结构的观察。做完实验后，很多学生依然无法理解河蚌的排泄系统的工作原理，甚至混淆肾口和肾孔的功能。本研究对该实验进行了改进，增加了对活体河蚌的排泄系统结构和功能的观察实验。采用亚甲蓝做示踪剂，跟踪液体经过河蚌排泄系统的过程。

1 实验材料和用品

新鲜的重约500 g的活体河蚌，2%亚甲蓝溶液，解剖盘，解剖剪，镊子，解剖刀，5 mL注射器，吸水纸。

2 实验步骤

将解剖剪尖端从前闭壳肌附近插入，边插入边旋转解剖剪将两壳撑开。然后将解剖刀伸入到河蚌左壳与外套膜之间，刀锋紧贴贝壳前后移动，将前、后闭壳肌分离后，揭开左侧蚌壳［3］。

1）剪开外套膜，可以观察到围心腔内搏动的心室［2］，判断河蚌依然存活。保持河蚌存活是进行本实验的基础。一般地，健康的活体河蚌在本实验过程中及结束后数小时，可以一直保持心室搏动。

2）将外鳃瓣剪除，可以观察到围心腔侧下方的一对黑褐色的肾体［2］。用注射器将1 mL左右的亚甲蓝溶液注入到围心腔内。从注射完后开始计时。为防止亚甲蓝溶液溢出，需要慢慢推入并及时调整蚌壳的角度。若有少量溢出，用滤纸吸去溢出的蓝色液体。

3）将内鳃瓣的前部剪下一部分，用镊子提拉起内鳃瓣连接处，暴露出内鳃瓣的鳃上腔，找到肾孔。每隔5 min，将细条状吸水纸置于肾孔处取样，取出并摆放在白纸上，直到吸水纸出现蓝色，在纸上记录时间。

4）重复该实验5次并记录时间。

5）最后，剪开围心腔膜，将围心腔内的亚甲蓝溶液用自来水冲洗干净，先观察肾口，再用镊子翻开肾体，观察肾体及其背面的膀胱（透明不太容易辨识）。

3 实验结果

正如在设计实验之初所猜想的，亚甲蓝注射到河蚌围心腔后，经过一段时间后从肾孔排出。

在5例实验中，吸水纸首次出现淡蓝色的时间分别如下，见表1。

表1 肾孔处吸水纸首次出现蓝色的时间

洗净围心腔后，观察到肾口内有少量蓝色液体，肾体和膀胱的组织内有蓝色液体。

4 总结

根据以上实验，实验者可以观察到，亚甲蓝从围心腔中经由肾口进入肾体，然后经膀胱通过肾孔排出。通过本实验，可以很好地体会到围心腔在收集代谢废物中起到的重要作用，同时也对软体动物由后肾管和围心腔构成的心-肾复合体的结构和功能加深了印象。

在本实验中，亚甲蓝从进入河蚌的肾口到从肾孔排出的平均时间为33 min，可视为河蚌排泄系统大致的工作周期。由于本实验重复次数有限，采用的标本大小比较相近，采样间隔较大，而且没有考虑解剖的刺激对正常代谢的影响，因此该实验的定量结论并不一定精确，但是并不影响定性的结论。