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楼主: 秋兴

图片高清展示蟋蟀生长全过程

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黄光淡青

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发表于 2013-2-19 00:11 |显示全部楼层
{:30:}{:30:}

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柏叶麻头

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发表于 2013-2-19 02:03 |显示全部楼层

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柏叶麻头

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发表于 2013-2-19 02:04 |显示全部楼层

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黄光淡青

蟀族

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发表于 2013-2-19 02:43 |显示全部楼层
顶科普教学!只有全程育选斗,才能真懂虫。名份房主才是真正的大师,是知其所以然。没有育虫的经历,只能是摸象大师。

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发表于 2013-2-19 09:19 |显示全部楼层
DR.ZH. 发表于 2013-2-18 13:55
虫照的放大倍数真够大,清晰.谢楼主!

是的,几个特写照片,1毫米的方格大约放大到1厘米,放大了100倍,所以很清晰,许多肉眼看不到的细节,都清楚地表现出来了。

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发表于 2013-2-19 09:20 |显示全部楼层
橡皮虫 发表于 2013-2-18 20:08
小林侬牛的,我顶你

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发表于 2013-2-19 09:27 |显示全部楼层
白虫 发表于 2013-2-18 20:23
蛐蛐脱皮时是如何把自己撑大的?

这个问题很复杂,一时半会说不清,我发一篇几年前研究的文章供你参考
-----对表皮结构的认识
从研究表皮结构性的形成过程来看,昆虫表皮可以简单地分成上表皮、糅化层、内表皮、皮细胞。上表皮主要是酯类物质,作为昆虫疏水性的屏障,不含几丁质/蛋白质复合体,在表皮总量中所占的比例很低,不属于结构性物质范围。糅化层我认为只是内表皮经过以酪氨酸为主要成分发生酚氧化后形成的硬化层,属于结构性表皮的范围。内表皮占了昆虫表皮总量80%以上,可以认为它是昆虫表皮的基础结构物质。皮细胞是产生昆虫表皮物质的制造机器,一个皮细胞具有若干根分泌微管(有报道可以达到200根)每天有节律地分泌几丁质和蛋白质,形成糖蛋白纤丝,新的内表皮形成是糖蛋白纤丝以螺旋状环绕的形式,形成横向排列的管道,在显微镜下可以看到一层层的片层,由下向上逐层堆积,片层的表面积也由下向上逐片扩大,它们彼此层层相叠,构成了昆虫的内表皮。皮细胞在形成横向螺旋状片层的同时,其本身的孔道由下向上延伸,作为不断分泌内表皮物质的通道并最终到达上表皮下,电子显微镜揭示孔道的形状也是呈螺旋状地纵向排列,密度达到120万根/毫米平方,因此昆虫表皮实际上是由纵横交错的糖蛋白纤丝构成立体网格状的结构。可以想象,它们是充满了弹性和张力。有位朋友对我说过,他将蟋蟀放在玻璃瓶内,用真空泵抽取瓶内空气,直至玻璃瓶承受不了压力发生塌缩爆裂,但是蟋蟀竟然毫发无损。可以推测内表皮结构由纵向孔道和横向片层组成立体网格,纵向孔道从皮细胞延伸至上表皮下,呈放射性分布;横向片层从皮细胞开始由下向上呈扩张性覆盖,造成这种情况的原因是皮细胞表面积和外骨骼表面积之间的积差所形成。
皮细胞随着虫龄增长进行有丝分裂增殖,据说皮细胞发生有丝分离是从头部开始,由前向后逐步增殖。这个过程产生在旧皮层溶离之前,当皮细胞有丝增殖完成后数量较旧皮细胞成倍增加,由于新皮细胞压缩在旧表皮内,无法充分伸展,基膜自然发生皱折,但是顶膜出现微绒毛并具有分泌内表皮物质和吸收旧内表皮物质的功能。旧表皮溶离是由皮细胞腺分泌蜕皮液对旧内表皮进行溶解,溶解物质由皮细胞吸收作为分泌新内皮的部分物质基础。
新旧表皮之间产生蜕皮层,新内表皮在蜕皮层下产生,蜕皮层的作用主要是保护新内表皮不受蜕皮液的溶解,但是皮细胞如何在蜕皮层下既吸收含溶解物质的蜕皮液又不被蜕皮液所伤害,这些问题目前尚无新的研究报道。
组成内表皮片层(管道)的基础物质是梅花形状的糖蛋白纤丝,一般认为直径在7nm左右。糖蛋白纤丝的内芯是数十根几丁质微丝以a型顺序排列,几丁质微丝除了主链以氢键(H)彼此重复相连以外,还有侧链相互连接,构成三维立体结构,理论上认为该结构成圆柱形,但是电子显微镜对姬蜂产卵管的切面观察结果显示,几丁质纤丝之间的连接结构多数呈六边形、椭圆形和不规则形,而且可以看到彼此间的排列并非很规则,可以明显看到排列上有不规则的疏密分布,其几丁质微丝与蛋白质比例按照我的目测大约7:1。几丁质微丝束外是蛋白质以六面体结构附着,由此构成完整的糖蛋白纤丝。内表皮片层之间的连接,推测应该是位于糖蛋白纤丝外缘的氨基酸通过侧链完成彼此间的连接。一般而言,这一层以疏水性氨基酸数量多一些,但是具体是那些氨基酸无法得知。
不同昆虫表皮的软硬程度不同,糖蛋白纤丝的直径粗细程度也不同,例如丽蝇幼虫(蛆)表皮相对于姬蜂产卵管要柔软得多,其糖蛋白纤丝直径也细2倍。昆虫表皮的不同部位,其几丁质/蛋白质比例也不同,比如蝗虫项皮的几丁质含量明显高于蝗虫肚腹表皮的几丁质含量,项皮的硬度明显强于肚腹。这些现象似乎表明糖蛋白纤丝的直径大小对表皮的软硬具有重要影响。但是几丁质本身是柔软的,硬化部分主要是蛋白质的糅化。数据显示,糅化层含蛋白质多和几丁质少,内表皮含几丁质多而蛋白质少,由于数据只是列出百分比的差异而没有列出绝对数,因此我不能确定造成这种差异是皮细胞特异性分泌造成的。我的设想是新表皮在没有发生糅化前,糅化层和内表皮在几丁质/蛋白质的构象上是一致的,产生糅化层并造成几丁质比例明显下降的主要原因是以酪氨酸为主要成分的氨基酸经过酚氧化反应的渗入后造成蛋白质比例的提高。糅化层中几丁质的作用似乎和建筑水泥的钢筋作用很相似,几丁质数量增加或者增粗我认为是进一步增强了糅化层的韧性,而不是强度。决定表皮的强度,从质量上看依赖于酚氧化的程度和氨基酸渗入的数量,从数量上看依赖于糅化层的厚度。
我认为几丁质对于表皮蛋白而言,似乎更具有结构性作用。灭幼脲具有抑制皮细胞合成几丁质的作用,抑制率可达到90%以上,由此造成了新形成的表皮蛋白质的堆积和变形而且厚度变薄,显然包括蟋蟀表皮的氨基酸之间的连接力和结构性能远不如角蛋白,可以推测相对缺少疏水性氨基酸和构成双硫键的半胱氨酸,这与蟋蟀氨基酸分析的实际数据相符合,蟋蟀的胱氨和半胱氨含量很低,而亲水性的氨基酸含量很高,如果不考虑糅化层的作用,那么蟋蟀表皮应该是很柔软的物质,并且含有大量的水分,因为包括几丁质本身是柔软和具有吸水性能的。从氨基酸的结构能力上判断表皮蛋白质必须附着在几丁质纤丝上,因为几丁质是由一个二糖组成的分子结构,后一个糖分子反转以H与第一个糖分子的H连接,形成一条几丁质链,由于几丁质链之间以反向的a顺序排列,因此可以认为,几丁质链与链之间都是以H键连接,结构非常稳定。氨基酸有20种,参与表皮结构的大约17-18种,它们的主链虽然都是C、H分子依靠氨基和羧基连接形成肽链,但是侧链构象却非常复杂,在牢固度方面明显不及几丁质。但是复杂的侧链非常有利于形成性能多样的结构,这是氨基酸的优势。可以抛开氨基酸侧链构象,只研究侧链的基本分子,它们是C、H、N、S、O,由于没有蟋蟀表皮蛋白一级结构的数据,无法对蟋蟀表皮几丁质和蛋白质侧链的组合构象进行研究和推理,只能如此粗浅地讨论一下几丁质与表皮蛋白之间连接的大致情况。
若虫表皮在生长过程中必然需要血液为其提供糖、蛋白质、脂肪等物质,以完成新表皮的积累。新表皮的形成包括须、牙、尾等部位,即使这些特殊而细小的部位也应该是中空的,能够容纳新表皮的生长和积累,当然必须具备皮细胞腺的存在,还要能够容纳血液的进入,因为它们必须接受血液所提供的营养来生长。反过来也可以说牙齿、须等中空部位是提供给血液进行循环的通道。翅膀的情况一定特殊一些,因为在若虫期,翅芽是折叠的,当成虫蜕化时由血液进入将翅膀展开。但是在成虫期即使将衣翅剪去也不会造成血淋巴的流泄,因此蜕化时血液将翅膀展开后,血液回流至体腔,在翅根部有关闭装置,阻止血液再流入衣翅。根据我的研究,蜕化时,成虫吸入大量空气而聚集在嗉囊,同时关闭前后通道,将空气压缩在嗉囊中,以增加体积,压缩血腔空间,同时收缩腹肌,将血液泵向身体各部造成血压,胸肌可能具有调节血液走向和压力的作用,这样可以保证身体各部位能够充分膨胀。在蜕化和硬化过程中,蟋蟀的血压要保持数小时,以保证表皮的充分膨胀和硬化。但是经常发生因环境干燥导致2小时左右造成表皮的剧烈脱水而明显收缩现象。
从全变态昆虫存在U型呼吸规律的情况显示, 第一个呼吸高峰出现在化蛹期间,此时组织发生剧烈的解离和合成成虫器官,需要大量的氧气供应能量转化;第二个呼吸高峰发生在蜕皮阶段,由于全变态类昆虫的成虫器官均已形成,此时发生呼吸高峰的合理解释是为了扩展表皮体积。蟋蟀是不存在化蛹的,因此它的呼吸高峰只出现在每次的蜕皮阶段。蟋蟀的气孔应该是三级通道,其中至少在1-2级通道中气管是不透气的(对氧气而言),而且氧气对水的相对惰性,也造成了氧气在液体中扩散速度的比较缓慢,因此微气管常常需要位于线粒体旁以保证氧气的及时提供。大多数的研究报道认为昆虫蜕化过程是血液将表皮膨胀。但是有在蜕化时使用了二氧化碳环境使成虫被迫吸收二氧化碳进入嗉囊,造成翅膀迅速展开的研究现象。查阅了相关材料证明昆虫血液中居然含有大量的二氧化碳,而且在蜕化时期含量明显高。这种情况我现在已经能够理解了:二氧化碳对水的渗透性极强,这种性质产生2种结果,首先氧气经微气管进入线粒体进行氧化反应产生能量、水和二氧化碳,由于微气管的细小特征造成反压阻力,大量二氧化碳不能再通过微气管进入二级气管直接从气门排泄,但是由于二氧化碳对水的强通透性,使二氧化碳能够通过水散布全身从而能够通过血液整体进入表皮气管并进行阵发性的排泄(阵发性的排泄主要是为了保证水分的不过分流失),保证了二氧化碳的及时排出,也保证了昆虫氧化反应的顺利进行。其次二氧化碳对水的强通透性,使其能够大量溶解在血液中(最高含量竟然达到70%以上),从而增大了血液的体积,也增强了蟋蟀体腔的血压,为充分膨胀表皮提供了额外的压力。
蟋蟀在蜕皮时产生呼吸高峰的主要目的是氧化能量物质,为膨胀表皮提供动力和填充物质。能量的产生是必要性的,因为能量能够解决一个问题,即保持膨胀起已经数倍于前一虫龄的体积。如果仅仅依靠前一龄期的血液和采取局部增压的办法已经不能保证新形成的已经数倍于前一龄期的表皮体积得到充分膨胀,因为蟋蟀在完全膨胀新表皮后,局部增压的办法已经无效,原来具有的血液的数量也不可能保证新表皮的充分膨胀。但是从实际情况看,蟋蟀在保持新表皮充分膨胀的时间至少有2小时,只要对能量反应的过程进行分析就能找到蟋蟀能够保持新体积充分膨胀的原因:能量物质反应总路径是丙酮酸----乙酰辅酶A----三羧酸循环----水、二氧化碳、能量。蟋蟀通过保持不间断地能量反应,首先为膨胀表皮提供动力,其次为血液额外提供水、二氧化碳,增大血液的体积,使膨胀体积有了新的填充物质。
皮细胞的认识非常有限,一般认为是单层排列,根据部位的不同,其大小、性质肯定不同。因为从不同部位表皮的功能性质来看存在很大的差异,所以可以预测皮细胞具有积累不同性质氨基酸的特异性能力,即具有识别氨基酸的能力。至于牙齿与腹部表皮存在硬度上的巨大差异的细胞学原因,没有见到相应的研究报道。
综合以上认识可以推测:在蜕皮期间蟋蟀对能量的转化力和保持能量反应时间的长短以及表皮固化能力是决定蟋蟀体积大小的重要因素;外界环境的干湿度对表皮在膨胀过程中失水程度起到重要作用;决定表皮体积大小的根本因素是皮细胞的增殖数量。

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织海轻舟 发表于 2013-2-19 02:43
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顶林哥 看来轮岗收获不小嘛 经后有机会要常沟通向你学习

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怪兽 发表于 2013-2-19 09:30
顶林哥 看来轮岗收获不小嘛 经后有机会要常沟通向你学习

哈哈,这是我轮岗的最大收获,包括蟋蟀打斗能力的研究,以前因为缺乏实验室支撑,现在假公济私了一会,获得了一些蟋蟀脑神经物质的化验数据,因此打斗饲料的研究才取得突破。

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感谢楼主让大家分享:孵虫乐趣!谢啦!

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谢谢分享

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秋兴 发表于 2013-2-19 09:20

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发表于 2013-2-19 20:48 |显示全部楼层
必须要顶的,必须的

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顶后再看,先行谢过

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发表于 2013-2-20 00:35 |显示全部楼层
精彩,顶。
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GMT+8, 2020-10-22 20:23

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