简介
柞蚕赖以生长发育的体内各个组成部分,包括消化、循环、排泄、呼吸、丝腺、神经、内分泌、肌肉和生殖等器官系统,各内部器官之间相互联系,相互依存。构成了一个复杂的统一体。
幼虫内部器官
消化器官 幼虫的消化器官是一条由口腔至肛门,纵贯体腔中央的管道,由前肠、中肠和后肠3部分组成 (图1),①前肠是消化管的前段部分,始于口腔,止于前胸后端,分为口腔、咽喉和食道3部分。食片由上颚咬下后在口腔内与由涎腺分泌的涎液相混合而通过咽喉,进入食道。在食道和中肠交界处有瓣膜构造,称为贲门瓣,具有防止已进入中肠的食物倒流至前肠的作用。②中肠前连食道,后接后肠,其位置起自中胸,止于第6腹节。外观呈长筒形,表面具有很多横褶。中肠上皮细胞可分为筒形细胞,杯形细胞和再生细胞,筒形细胞是中肠上皮的主要组成部分。胞体发达,中肠的消化液主要由筒形细胞所分泌,靠近中肠内壁尚有一层长筒形透明薄膜,称为围食膜,
图 1 柞蚕幼虫消化器官
具有保护中肠上皮免受肠腔内食物直接擦伤的作用。同时也能防止病原菌侵入中肠上皮层。③后肠是消化管的最后部分,其末端开口即为肛门,后肠又分为幽门区,结肠和直肠3部分。幽门区是后肠的前端部分,略呈漏斗形。幽门区的狭颈部位内壁内褶成瓣状构造,称为幽门瓣,具有控制中肠食物进入后肠的作用。结肠位于第7、8两腹节内,其中都有一较深的缢束。直肠是消化管的最后一段,外观呈坛形,末端开口即为肛门。结肠和直肠均具有从食物残渣中大量吸水的机能。食物的消化过程主要在中肠内进行。当叶片由前肠进入中肠后,叶片细胞由于机械破坏和消化液的作用而被杀死,导致细胞失去半渗透性能,从而肠液得以无阻地渗入食片细胞内部,在中肠液的各种消化酶的作用下,较大分子的营养物质被分解消化,小分子营养物质可不经消化而直接被中肠吸收,未经消化吸收的残余物质和马氏管运来的代谢终产物则经幽门瓣进入结肠,经结肠大量吸水而形成粪粒雏型,继而通过直肠的进一步吸水,最终形成六角柱形干粪粒,经由肛门排出体外,涎腺是一种浅黄色的腺体,前端开口在上颚基部,向后沿咽喉及食道腹面两侧延伸,止于前胸后端。涎腺分泌的涎液具有一定的消化和湿润食物的作用。
循环器官 柞蚕的循环系统是开放式的,血液在整个体腔内循环,各种器官组织都浸浴在血液里,背血管为纵贯在体腔背部中央的管状器官,起自头部,止于第9腹节。背血管自中胸部分以后为心脏,以盲端终于第9腹节,柞蚕心脏背壁按体节呈峰突状,其腹壁则较平直。心脏背壁两侧,自中胸至第9腹节,按体节各有心门一对。在心脏腹壁两侧,具有略呈三角形的翼肌,自1~8腹节每节一对,翼肌对心脏的搏动起辅助作用,幼虫的血液约占体重的1/4,由血浆和血细胞组成。血浆透明浅绿,有粘滞性,含水量占蚕体总含水量的40%左右。血液不仅能储存和运送营养物质和代谢终产物,而且还是重要的中间代谢场所; 此外,血液对内部正常生理环境的保持,压力的传递以及对侵入体内的病原微生物的吞噬等均具重要作用。柞蚕幼虫脂肪体是疏松柔软、白色片状或带状组织,除分布在体腔周缘外,还紧密地包封消化管,马氏管和丝腺等周围,脂肪体是合成糖原、海藻糖和脂肪的重要组织,也是蚕体蛋白质和氨基酸的代谢的主要场所,故脂肪体不仅储存营养物质,而且进行复杂的中间代谢(图2)。
图 2 柞查幼虫循环器官
排泄器官 柞蚕固态排泄物主要通过排泄器管——马氏管排至体外。马氏管共三对,基部合成两根短管,开口在幽门瓣后腹面两侧,管内排泄物由这两个开口进入后肠,再随同食物残渣以粪粒形态由肛门排出。
呼吸器官 柞蚕是通过气管系统进行呼吸的。气门位于蚕体两侧,幼虫期共9对,即前胸1对,腹部第1~8节各1对。气门外观呈椭圆形,在气门口内具有控制气体出入的启闭构造。在每个气门内气管分枝成丛,气管丛又一再分支,形成了遍布体内的复杂的气管网。蚕体内气管系统的分布可分为纵走、横走两大类。纵走气管以纵贯蚕体两侧的一对侧纵干为主,直径大,又接近气门,是气体交换的主要通道。横走气管由气管丛发出,分布至各内部器官组织,气管在组织上与体壁相似,但层次相反,相当于表皮的内膜的一部分。特化成环绕气管壁的白色螺旋丝,这就大大增加了气管壁的弹性和延展性,使气管经常保持扩张的状态(图3)。
图3 柞蚕幼虫呼吸器官
丝腺 丝腺是成对的管状构造,按形态和机能的不同分为4个部分,即吐丝管,前部丝腺,中部丝腺和后部丝腺,另外还有一对菲氏腺。吐丝管位于头腔内,前部丝腺位于头腔至第3腹节腹面,直径较细,并呈几个弯曲。前部丝腺是丝物质运输的通道,并无泌丝机能,但有使丝物质纤维化的作用。中部丝腺位于第1~4腹节的背侧面,形成较多的横折。中部丝腺并不发达,在5龄中后期,其直径远较后部丝腺细小。其机能仅分泌丝胶,并无储存丝素的作用,只是在结茧前才充满丝液。后部丝腺位于第4~8腹节的背侧面,本身形成10多个粗大横折;在营茧初期,其长度约为体长的5倍余,直径达1.5毫米左右,是丝腺最发达的部分,后部丝腺兼有分泌并储存丝素的功能。菲氏腺是一对呈小串葡萄状腺体,其导管分别开口在前部丝腺端部背面。丝腺体积的增大,是由腺细胞本身体积增大所致。腺细胞外观呈长六角形,整个腺壁即由这些六角形腺细胞呈二列交错抱合而成(图4)。
神经系统 柞蚕的神经系统分为中枢神经系统,交感神经系统和外周神经系统3大部分,其中中枢神经系统起主导作用。中枢神经系统由脑和腹神经索所组成,脑位于咽喉背面,是神经活动的联系和协调中心。脑神经分泌脑细胞、脑激素和羽化激素。咽下神经节位于咽喉的腹面,主要控制口器的活动。胸部神经节主要控制所在胸节的反射活动。腹部神经节共8个,主要控制各有关腹节的反射活动,但最后一个神经节控制最后几个腹节的反射活动。交感神经系统分布到消化管、背血管、气门等内脏器官并控制这些器官的反射活动。蚕体感受外来刺激的感觉器官分为触角、嗅觉、味觉和视觉4种。触觉感器主要分布在体表,多呈毛状,感受机械的刺激;嗅觉感器主要分布在头部,多为钟形感器,感受气态分子的刺激;味觉感器主要分布在口器上,多呈锥形,感受液态分子的刺激作用(图5)。
图4 柞蚕幼虫绢丝腺
内分泌腺 柞蚕的内分泌腺中功能已经明瞭的主要有咽侧体和前 图5柞蚕幼虫神经系统胸腺。咽侧体是一对白色的内分泌腺,位于咽喉两侧,心侧体的后面,与心侧体有神经相连。咽侧体由很多大型腺细胞聚合而成,随蚕龄而长大,其机能是合成和分泌保幼激素,这种激素具有促进幼态性状发展而抑制变态发生的机能。此外,保幼激素尚有促进生殖腺发育的作用。前胸腺是一对位于前胸第1气管丛内侧的白色腺体,外形呈不规则的“工”字形。前胸腺也是由大型细胞组成,前胸腺也随龄期而增大,前胸腺合成的是α—蜕皮素,在释放到血液中后即随血液而运送至各器官组织,同时转变为β—蜕皮素,其作用是促成蜕皮及促进变态的发生。此外,柞蚕脑尚有一类特殊的神经分泌细胞群,这类细胞分泌脑激素和羽化激素,前者具有活化咽侧体和前胸腺的功能,后者可促进蚕蛾的羽化。
肌肉 蚕体各种运动和内部器官的活动系借助肌肉的收缩而发生。肌肉在收缩过程中同时释放出大量能量,其中一部分变为机械能而作功,另一部分则变成热能,增加体温,促进代谢。幼虫肌肉有体壁肌、内脏肌和体壁内脏肌3类。
生殖器官 幼虫雄性生殖器官由睾丸、生殖导管和赫氏腺三部分组成。睾丸位于第5腹节背面心脏两侧,外观略呈肾形。生殖导管由睾丸凹面处发出,向后延伸,绕过第9气管丛而与赫氏腺前端两侧相连接,导管以后发育成输精管和贮精囊。赫氏腺位于第8~9腹节交界处的腹中线部位,外观呈梨形,后端伸达第9腹节腹面前缘。赫氏腺以后发育为射精管和附属腺。幼虫雌性生殖器官系由卵巢、生殖导管和石渡氏腺三部分组成。卵巢位于第5腹节背面心脏两侧,外观略呈三角形。雌性生殖导管由卵巢后端外侧向后延伸,绕过第8气管,终于第7腹节腹面后缘,生殖导管以后发育为侧输卵管。石渡氏腺由体壁内陷而成,共两对,前对位于第8腹节,后对在第9腹节。石渡氏腺以后发育成受精囊、交配囊、粘液腺、中输卵管和产卵管。
柞蚕蛹的内部器官
柞蚕蛹期的内部器官正在经历着变态过程,包括组织分解和组织发生两个方面,凡幼虫期器官组织不适于成虫期需要的都要改造和重建,即为成虫器官芽的迅速成长和部分幼虫器官组织的改建。在蛹的前期以组织分解为主,至中期后即转入组织发生过程,从此成虫器官组织急速形成。在幼虫期尚未充分发育的内部生殖器官,尤其是雌性生殖器官,在蛹期迅速发育成长,当蚕蛾羽化时卵巢已经充分发育。
柞蚕蛾的内部器官
蚕蛾生命活动的主要特征是交配生殖,其生殖器官以及与生殖活动有关的器官也最发达。蚕蛾的消化管也分为前、中、后肠三部分,马氏管也是6条。背血管与幼虫相似,血液也由血浆和血细胞组成,血细胞类型与幼虫期明显有别。脂肪体呈带状和叶片状,主要分布在腹部。健蛾脂肪体乳黄,血液清亮; 病蛾者色暗,混浊。气管系统比较发达,肌肉组织比幼虫发达,尤因翅的发生使胸肌十分发达。神经系统的变化主要表现出腹部神经节发生并合,仅为4个。脑仍然是神经活动的联系和协调中心,并控制交配产卵活动。此外,在羽化初期,脑神经分泌细胞所分泌的羽化激素,直接促进蚕蛾的羽化活动。蚕蛾的内部生殖器官最为发达。雄蛾的内生殖器官由睾丸、输精管、贮精囊、射精管和附腺5部分组成。睾丸是一对球状构造,每个睾丸分成4个精室,精室内充满精子束。输精管为一对管状构造,是输送精子的通道。贮精囊是输精管后端的一对略为膨大的囊体,用以暂时储存精子,本身还分泌保护精子的液体,射精管系一根连接在贮精囊后的细长管道,末端与阳茎基部相连,射精管在交配时也分泌液体,活化精子。精液由射精管通过阳茎注入到雌蛾的交配囊内,雄蛾的附腺是1对分离的管状腺体,末端与贮精囊相接。附腺分泌粘液供给精子养分,并有稀释精子以利精子游动的作用(图6)。
图6 柞蚕雄蛾内生殖器
雌蛾的内生殖器官由卵巢、侧输卵管、中输卵管、产卵管、受精囊、粘液腺和交配囊组成。卵巢一对,十分发达。蚕蛾羽化时卵已形成,每个卵巢有4根卵巢管,末端由端丝连接。卵巢内的各卵巢管交替排卵。侧输卵管为连接在卵巢管基部的一对短管,蚕蛾产卵时卵经侧输卵管到中输卵管。中输卵管为一短粗管道,前接侧输卵管,后与产卵管相贯连,产卵管末端的开口即位于产卵瓣腹面的产卵孔。受精囊为一小形囊状构造,由导管开口在中输卵管和产卵管之间背面,其基部有一管状受精囊腺,能向受精囊分泌保护精子的液体。粘液腺是一对能分泌粘液的腺体,粘液腺合成分泌的粘液呈褐色,可将产下的卵粒胶粘在物体上。交配囊是一个膨大的囊状体,位于中输卵管腹面,交配囊由硬化的导管开口在第8腹节腹面,开口处即为交配孔。交配囊基部发出一根细短的精子导管通到中输卵管后端。交配囊是蚕蛾交配时阳茎注入精子的场所。交配后精子从交配囊中经精子导管、中输卵管而进入受精囊内。当雌蛾排卵至中输卵管时,精子即由受精囊开口通过卵的精孔进入卵内,受精卵随即经产卵管由产卵孔产出(图7)。
图 7 柞蚕雌蛾内生殖器
英文
the internal organs of Chinese tussah silkworm