水螅观察实验整理

黄文静 黄小娟 边迅

摘 要：水螅是腔肠动物门的代表动物，为低等多细胞动物。水螅生活在清澈、缓流、有水生植物生长的淡水环境中，是教学中良好的实验材料。为了系统地了解水螅实验教学现状，对介绍水螅特征、采集、培养、运动等实验内容的文献进行了归纳整理，以期为中学及高校动物学实验的教学提供参考。

关键词：水螅;锦集;实验教学

腔肠动物门作为真后生动物的起点，第一次出现了胚层和组织的分化，在动物进化过程中占有重要位置。水螅容易采集、培养，繁殖速度快，便于观察结构，因此在中学及大学动物学教学中常作为重要实验材料，其目标是通过对水螅观察实验学习，从感官上认识水螅，了解水螅的生活环境和形态结构，并能用准确的语言描述。培养学生的动手能力、思维能力、创造能力、观察能力、查阅相关资料的能力及提出问题、分析问题、解决问题的能力等，提升学生的综合素质，强化情感、态度、价值观的引导。本文系统地整理了水螅特征、采集、培养、观察、应激性实验等，以期为进一步增设综合实验及开放实验提供参考。

1 水螅的特征

国内常见有灰水螅（Hydra vnlgaris）、柄水螅（Pelmatohydra oligactus）和绿水螅（Chlorohydra viridissima），其中柄水螅分布较广，生活力强，常作实验教学的材料。[1]

水螅体为圆柱状，体长约1～2cm，体壁仅有2层细胞，无神经节。肉眼可见，通常固着生活，一端以基盘吸附于水草或枯叶上，另一端有口，口周围有触手。也可漂浮生活。伸展时体色乳黄，收缩时是一个褐色小粒。水螅有口无肛门，进食时，胃区与垂唇会有协调活动，虫体扩展，并不断相互交替地伸出伪足，并带动垂唇向前蠕动，使虫体被渐渐地嵌入口中，误食后会将误食物吐出体外。[2]水螅为雌雄同体，无固定的生殖腺，优良的环境条件下以出芽生殖的方式产生新个体;但在环境条件改变的情况下，水螅进行有性生殖，如水温、pH值、水中的溶氧和CO2以及食物的变化等[3]。水螅有9种运动方式[4]：伸展和收缩运动（以基盘附着在适宜的物体上，饥饿状态下身体和触手经常以一定的时间间隔向不同的方向伸展和收缩）、圆环式运动（基盘脱离原来的附着点，靠身体收缩将基盘带到触手处并重新附着;身体直立，触手指向上方）、翻筋斗运动（身体向某一方面弯曲，触手接触到基底后附着;基盘脱离附着点，此时口端和触手朝下，基盘指向上方;身体又向前方弯曲，触手离开附着点又呈直立状态，此时基盘朝下，口端和触手指向上方）、上浮运动（基盘细胞分泌黏液，形成较大的气泡，借助于气泡的浮力作用，水螅从较深的水层上浮到水面）、滑行运动（基盘细胞的伸展、收缩和变形，形成伪足状的基盘凸出物，从而实现位置的移动）、步行运动（水螅倒立于其触手上，触手好像动物的足，通过触手的弯曲和伸展而发生位置移动）、表面运动（上浮后气泡破裂，黏液形成膜状物与身体相连，使水螅在水表面漂浮）、攀援式运动（触手抓住植物叶子，基盘脱离附着点，身体收缩而被带到较高的位置）和游泳式运动（水螅不附着在任何物体上，触手和身体呈波浪式运动）。

2 水螅的采集及纯化

水螅喜清洁，好氧，常生活在有水草的小河或池塘中，常附着在植物的茎上或叶的背面。[5]以春、秋两季数量最多，春季4～5月和秋季8～9月的晴天或阴天为最适宜采集时间，冬季采集水螅，需在水底较深处的水草茎或叶背采集，而夏季则可在阴凉的区域采集。[6]

（1）采集[7]：捞取水草放入广口瓶中，用肉眼观察可见水螅缩小成芝麻粒大小，呈灰色或褐色，静置片刻即可看到水螅伸开触手。若未采集到水螅，即可将水草和水一起带回，倒入室内玻璃缸中，放在光亮条件下放一段时间即可看到水螅。

（2）纯化[7]：用吸管把水螅连同少量的水滴在清洁载玻片上，放在显微镜下观察有无活动的寄生动物。若有，则用清水冲洗并换3～5次水，即可获得较纯的水螅。

3 水螅的培养

纯化水螅后，需要进行培养繁殖。大量的培养可采用大玻璃缸，少量的培养可采用罐头瓶、大试管、小烧杯等。[8]水螅对生活环境要求严格，培养的关键是控制好水质、温度和饵料。此外，光照也会影响水螅的培养，在室内培养水螅时应置于无阳光直晒，但又可以得到光照的地方。[9]

3.1 水质

水螅的生境最适pH在7.4～8.0之间[8]。水质的好坏直接关系影响到水螅存活率，有研究表明，在暴露储放1周左右的自来水中，水螅生长速度最快、出芽数量最多。[10]此外，充氧8h以上的自来水培养的水螅也较好。[8]

3.2 温度

温度对水螅的生长生活影响很大，水螅适宜生长的温度为14～22℃，[11]水温过高和过低都会影响水螅的生存。

3.2.1 越冬的方法

冬季水温保持在10℃左右，水螅即可生活，在15℃左右，食料充足，能进行出芽繁殖。常用的方法有：

（1）构建草履虫-鱼虫-水螅食物链[12]：将培养缸置于温暖地方，每隔七天往培养缸里倒一些草履虫培养液喂饲鱼虫，再以鱼虫喂饲水螅。形成的食物链可使水螅安全越冬。

（2）精选沉水植物，保持良好水质[13]：选用多孔茨藻营造一个良好的生态环境，其可利用水中的废物残渣，也能通过光合作用增加水体的氧气。

（3）保持适温，抑制合子形成[13]：氣温降低后，水螅开始进行有性生殖，水螅个体也逐渐变小。控制饲养水螅的室内气温不要低于15℃，能使水螅持续生长，进行出芽生殖。

（4）适量喂食，促进个体繁殖[13]：每隔2～3天向水螅投喂适量的水蚤、剑水蚤，由于得到充分的食物补给，生长状况也会比较良好。

（5）受精卵越冬[14]：通过过量喂食法促进精卵巢的产生，并诱使其受精。通过室温保存、冷藏保存（0～8℃）、干燥保存。其中，冷藏保存的存活率和孵化率最高。

综上所述，前四种方法为成体越冬，最后一种方法为受精卵越冬。

3.2.2 水螅越夏的方法

夏季气温较高，培养过程中可采取适当措施，例如不让水螅照射阳光、加厚水层、勤换水、注意室内通气，降低水体温度，确保水螅安全越夏。[15]

3.3 饵料

水螅为肉食性小动物，以水蚤、剑水蚤、草履虫、轮虫、水蚯蚓、切碎的動物的肉块和刚孵化的小鱼等小动物为食。[16]水螅以卤虫幼体为食物时长得更好，但卤虫幼体的获取比较麻烦，故用水蚤为水螅的最佳饵料。[17]如水蚤、剑水蚤的获取较困难时，可以用丝蚯蚓剁碎[18]、虾肉[19]或将少量煮熟蛋黄和清水按体积比1∶6～8经充分研磨制成颗粒均匀的悬浊液代替[20]。喂食少量水螅时可以用吸管吸取水蚤，缓慢喷向水螅的周口;喂食大量水螅时，可以将饵料沿着培养缸壁自水面向下慢撒。[21]投食频次可根据气温而定，气温较高，水螅进食较多，可1～2天喂一次;气温较低，水螅进食的少，则可以一周喂一次。越冬期间可以不喂食。[16]

3.4 常年培养

水螅是实验室里的常用实验材料，在教学过程中使用量也比较大，当每次教学时都去野外采集水螅显然不易实现，且受地区、季节等因素影响，水螅的捕获数量有很大的随机性，实验室中常年培养水螅则显得尤为重要。以金鱼藻、浮游动物、淡水针海绵、水螅、涡虫等建立室内小型水体生态环境，以大草履虫培养废弃液或小麦粒为食物链的基础能量，可以达到不需换水、充氧，就能连续数年维持一定数量的上述动物的目的。[22]这种方法既可以用于常年培养水螅，也方便了实验教学时取材。

在培养过程中，会出现水螅萎缩的现象（如停止摄食，触手缩短以致消失，全身缩成一团，或水螅伸展很长，而触手短）[23]，可能由高温、水质恶略、喂食过多、有体外寄生物等因素引起[1，24]。因此在发现萎靡后及时降低水温、更换水或培养缸、随季节变化控制食物量和进行清洗等，使其舒展。[24]

3.5 保存

入冬前，将健壮、较大、老熟的水螅放入盛有新鲜、洁净水和少量水草的烧杯中培养，3～5天后用显微镜观察培养液，当出现许多胚胎时，将含有胚胎的培养液分装在几个试管里，用脱脂棉封好试管口，放入冰箱的冷藏室里保存;使用时取出试管，把培养液倒入盛有已除去氯气的净水的小烧杯中，保持水温15～20℃培养1～2周，胚胎即可发育成新的小水螅。[22]

4 水螅的观察

4.1 外形观察

水螅会因震动受惊而收缩，触手也会缩短，不利于外部形态的观察。在实验过程中可把水螅放入装有清水的试管，将试管置于试管架上，由于试管较窄，且底部圆弧形起放大作用，可在台灯和放大镜的帮助下辨认出水螅，同时置于铁架台上可以避免因反复移动容器而惊吓到水螅，能更好地观察到水螅在身体舒展时的形态。[18]也可将两根头发放在沿着载玻片长轴放置，彼此间的间隔1厘米左右，加入水螅后，制成临时装片观察。[25]

4.2 捕食行为观察

用吸管吸取水蚤后，将其喷向培养缸中水螅口的周围，可以观察到水蚤在游动时碰到水螅的触手，水螅触手上的刺细胞释放出刺丝，抓住水蚤并将其麻醉、杀死，然后由触手将水蚤送入口边。[26]但水蚤体色透明，被水螅捕食后不易被观察，[2]可以用其他有色的饵料喂食水螅来观察水螅的捕食行为，如用丰年虾无节幼虫为橘红色，水螅吞食后，可观察到水螅的身体透出丰年虾无节幼虫的橘红色[7]。

4.3 刺丝囊观察

水螅捕食时，触手发出刺丝捕获食物，在载玻片上用解剖针将水螅舒展开的触手切断，用10%的MgSO4或3%的NaCl处理分离体触手5～6分钟，用纯水清洗后制作装片可观察到四种刺丝囊。[27，28]

4.4 水螅运动观察

将水螅导入水温20～30℃的烧杯中，并不断搅拌，使水螅无法附着到烧杯壁，5～10分钟后可观察到水螅在对水底做收缩、伸展、正立、倒立、翻筋斗和尺蠖样等多种运动状态。[29]

4.5 标本的制备

伸展状态水螅标本：用滴管吸取若干条水螅和少量的水置于50ml小烧杯中，静待水螅身体及其触手呈伸展状态时，将预先配好的20ml丙酮溶液快速倒入，水螅即刻被固定在伸展状态，然后用滴管吸取水螅转移入70%乙醇中保存备用。[30]或将水螅放入吸管或培养皿中，用少量加热60℃左右的包普氏固定液[31]或40℃左右的布恩氏固定液[32]，待水螅全部展开后，将管口靠近固定液液面，快射快松，使水螅无收缩机会就固定了。

水螅神经网观察[33]：用亚甲基蓝的水溶液作活体染色或制成永久装片观察神经网。其中，永久装片制作过程如下：加入小粒可卡因直至触碰水螅时触手不收缩→50%的福尔马林固定0.5～1h→蒸馏水洗涤几次→滴入1%亚甲基蓝水溶液染色，着色后吸出亚甲基蓝液→30%酒精洗去多余染液→滴入50%或70%酒精进行分色，至理想程度→1%磷鉬酸水溶液固定3分种→蒸馏多次水洗→不同浓度的酒精逐级脱水1h→放入纯酒精和冬青油（1∶1）溶液中1h→纯冬青透明→加拿大树胶封固。

5 水螅的结构

取水螅纵切片，先在低倍镜下可看到水螅的口、垂唇、触手、消化循环腔和基盘等部位，转换到10×高倍镜下观察水螅的外胚层、中胶层和内胚层，可以观察水螅横切片，同时可对比纵切片，辨认表皮层、外胚层、中胶层和消化循环腔。将水螅纵切片或横切片体壁的一部分移到视野中央，再转到40×高倍镜下观察体壁结构，可根据细胞的形态来辨认出外皮肌细胞、内皮肌细胞、刺细胞、间细胞等，有的水螅纵切片还可以观察到芽体（如下图）。

6 水螅的应激性

应激性：水螅受到外界刺激和捕食时触手迅速缩短收回，起保护作用。在装有水螅的烧杯中，用解剖针轻触碰水螅触手，可见触手迅速缩短收回，这是水螅面对突然刺激时的反应。在载玻片上滴一滴清水，用毛笔取一个肢体舒展的水螅，水螅身体缩短，放于载玻片的水滴上，可以观察到水螅由缩短的身体慢慢舒张开来。