日本林蛙生殖習性的觀察

1、1997年 “第四屆青少年生物百項活動”全國三等獎日本林蛙生殖習性的觀察 胡松海 黃智泉 呂 麗 盧章芳 指導教師 盧文玉 一選題目的：日本林蛙（RANA JAPONICA）是一種以森林昆蟲為主食的有益蛙類。研究它的生活習性，對于保護日本林蛙這一物種，防治森林害蟲和維護生態(tài)環(huán)境都有重要的意義。二實驗方法及實施過程：黃金山海拔200M左右，距南平市區(qū)4KM，山坡植被是以杉木、松木為主的人工林，山垅是農(nóng)田和菜園，在山林和田之間是一條寬10M的由木荷組成的防火林帶，是日本林蛙較為理想的棲息環(huán)境。1從1995年1月至1997年4月為止，我們生物興趣小組每隔314天到黃金山內(nèi)的8畝水田進行觀察。（共上山

2、29次，春節(jié)期間也有活動）2統(tǒng)計水田中蛙卵（實為胚胎期）的窩數(shù)。為了觀察方便，我們把8畝水田劃分為A、B、C三區(qū)。（面積分別為3、3.2、1.8畝）3隨機抽取觀察區(qū)內(nèi)的數(shù)窩蛙卵進行每窩卵粒的數(shù)量統(tǒng)計，并觀察卵群的分布及特征。4捕捉部分日本林卵放到校園里的蛙池及實驗室飼養(yǎng)、觀察。5在實驗室內(nèi)觀察雌雄蛙的抱對、產(chǎn)卵及胚胎發(fā)育過程。6取雄蛙精巢剪碎制精子懸液，取雌蛙解剖取卵或擠壓揸卵進行人工授予精，觀察受精過程及胚胎發(fā)育過程。7對所觀察到的情況進行記錄、拍照。三結(jié)果與分析：1產(chǎn)卵期為當年11月底至次年3月底，其中高峰為2月（見曲線圖）。窩數(shù)窩數(shù)80 - 71.3360 -40 - 3420 - 15

3、.25 080 - 66.060 -40 - 23.7520 - 21.25 0.5 3.480 1 2 3 4 12 1 2 3 4 | | | | | 時間 時間 96年1月4月 96年11月97年4月日本林蛙一般在清晨產(chǎn)卵,降雨對它的產(chǎn)卵有明顯的刺激作用。如：96年2月連續(xù)陰晴十余天后的18日，僅發(fā)現(xiàn)9窩卵，而連續(xù)下雨數(shù)天后的27日卻有205窩；96年3月；同樣在陰晴數(shù)天后的10日、17日，兩次合計僅有49窩，而3月23日的一場降雨后，24日卻有96窩卵。日本林蛙一般把卵產(chǎn)在有少量水草、水流較緩、離靠山的田埂2M左右的水中。在有犭水和大面積浮游植物的區(qū)域找不到蛙卵。2據(jù)觀察，每粒蛙卵有獨

4、立的卵膠膜，并集結(jié)成團狀，由于擠壓作用，卵膠膜呈蜂窩狀。通過對其中73窩蛙卵數(shù)的統(tǒng)計得出每窩卵數(shù)在5001500之間，平均每窩928粒，最大窩可達1996粒，最小窩僅265粒。剛產(chǎn)卵的卵團得更緊，膠膜薄，產(chǎn)后膠膜吸水漲大則顯得較松散。3日本林蛙在室內(nèi)不易產(chǎn)卵，從1995年底起至今年我們曾7次捕回44只蛙（雌16，雄28只）置于室內(nèi)觀察。發(fā)現(xiàn)其中11對有抱對現(xiàn)象，但僅有一次產(chǎn)卵。例如：95年底捕11只日本林蛙，放在實驗室衛(wèi)生間飼養(yǎng)，其中雌4只（有卵）、雄7只。到96年2月，發(fā)現(xiàn)雌雄蛙數(shù)次抱對但不產(chǎn)卵。（后不慎被放入的龜全偷吃了）。室個蛙池內(nèi)三年內(nèi)放養(yǎng)19只（雌7只、雄12只）曾在95年11月底產(chǎn)

5、卵三窩，97年春產(chǎn)卵一窩。497年3月15日（大雨）9：30在卵群中發(fā)現(xiàn)十余只林蛙，捕捉了8只（6雄、2雌）帶回實驗室觀察，12：30左右有兩對蛙先后抱對。（抱對時雄蛙前肢粗大的第一趾卡在雌蛙的腋下，其余三趾交叉在雌蛙胸前（見照片17），抱對期間雄蛙腹部節(jié)律性收縮。頻率：雄甲（先抱對）48次/分；雄乙（后抱對）84次/分。40分鐘后雌甲開始產(chǎn)卵（見照片20），仞過4分鐘雄甲便離開雌甲。而雌乙始終未產(chǎn)卵，我們?nèi)∫徊糠致逊旁谂囵B(yǎng)皿中，進行連續(xù)觀察。結(jié)果如下：表1：日本林蛙發(fā)育時程表，（時間單位：H：MIN）儀器：解剖鏡（20×）測定方法：以最早發(fā)生分裂的卵測定。發(fā)育時間出現(xiàn)時間水溫（）受

6、 精時 間各 期時 間特 點備 注受精卵期31613：122103：03卵產(chǎn)后受精到第一次卵裂出現(xiàn)動植物極，灰色新月對面有一星形無色素區(qū)，區(qū)內(nèi)有一黑色精子穿入孔（圖11）受精卵起初并不都是圓的2細胞期16：15233：0355經(jīng)裂，分裂面在精子穿入孔一側(cè)（圖12）4細胞期17：10233：5835經(jīng)裂，分裂后四個細胞基本相等8細胞期17：45234：3355緯裂，分裂面偏向動物極（圖14）出現(xiàn)一個9細胞胚（圖11）16細胞期18：40235：2848經(jīng)裂，具有兩個卵裂面（圖15）32細胞期19：28236：1644緯裂，具兩個卵裂面，先動物極后植物極（圖16）囊胚早期20：12237：001：

7、33無規(guī)則多次分裂（圖17）囊胚中期21：45238：3311：40無規(guī)則多次分裂（圖18）囊胚晚期3176：252217：1323：55（圖19）原腸胚期3186：252241：0824：05動物極細胞外包，植物極細胞內(nèi)卷（圖110）神經(jīng)胚期3199：301765：136：00胚體呈倒梨狀，前寬后窄（圖111）尾芽期15：301771：13胚體后端有尾芽出現(xiàn)，口窩開始明顯（圖112）為了確定星形無色素區(qū)中的黑點是否為精子穿入孔，同時進一步觀察胚胎發(fā)育情況，進行了三次人工授精實驗結(jié)果如下：表2： 人工授精實驗次 數(shù)時間水 溫（）精、卵子來源觀 察 記 錄備 注一31620：5621精子懸液解剖

8、取卵顯微鏡（10×15）出現(xiàn)卵膠膜，卵周圍有精子游動；解剖鏡（20×）見一星形無色素區(qū)的精子穿入孔。雄蛙為前一實驗抱對甲，以雌蛙觀察發(fā)現(xiàn)腹內(nèi)尚有卵粒二31713：4018精子懸液擠壓取卵顯微鏡：未見卵膠膜，有精子游動；解剖鏡：未見無色素區(qū)及精子穿入孔，無膠膜。卵很快就散了。三31813：4516精子懸液解剖取卵顯微鏡：未見卵膠膜，有精子游動；解剖鏡：未見無色素區(qū)及精子穿入孔，無膠膜。卵很快就散了。結(jié)論：確定了呈星形無色素區(qū)中的黑點是精子穿入孔，只有受精卵才能出現(xiàn)卵膠膜，二、三兩次授精實驗中的卵子還未成熟。四收獲和體會：1兩年中有八次對三個區(qū)進行窩數(shù)的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)日本林蛙的產(chǎn)卵

9、的場所與山地的朝向無明顯關(guān)系。日 期A 區(qū)（3畝）B 區(qū)（3.2畝）C 區(qū)(1.8畝)日 期A 區(qū)（3畝）B 區(qū)（3.2畝）C 區(qū)(1.8畝)9622720122639711210172324793141302320512883152423205121514383161310合 計12115990合 計696622畝均窩數(shù)40.349.6850畝均窩數(shù)2320.612.22我們發(fā)現(xiàn)日本林蛙對濕度很第三理由有三：（1）雨后日本林蛙才出來產(chǎn)卵。（2）在實驗室內(nèi)飼養(yǎng)，一旦逃脫常躲在潮濕的拖把處。（3）農(nóng)田有一常年積水的缸，在缸中常能找到日本林蛙。3日本林蛙每窩的蛙卵數(shù)雖多，但在自然環(huán)境中成活率不高，

10、通常觀察發(fā)現(xiàn)有以下幾個原因： （1）冬季降雨少，田內(nèi)水源不穩(wěn)，山內(nèi)野豬較多，常將田埂拱壞，造成水田干涸。 （2）日本林蛙有雨后產(chǎn)卵的習性，有時甚至將卵產(chǎn)在地間的積水中，水干后卵全部都死亡。 （3）冬耕春耕的翻土勻田是造成蝌蚪大量死亡的一個原因。 （4）水源污染，1996年1月5日，曾有人毒泥鰍、黃鱔，導致觀察區(qū)內(nèi)蝌蚪全部死亡。五問題與建議： 1冬季，我們多次發(fā)現(xiàn)日本林蛙在田間活動，但也曾在山中找到伏在洞里的日本林蛙，它是否冬眠？ 2在觀察胚胎發(fā)育過程中，我們曾發(fā)現(xiàn)一粒九細胞胚（已固定），是否屬于變異？ 3進行人工授精后的蛙卵孵化率極低，這是否與觀察過程中頻繁振動有關(guān)？ 4從對兩年11月4月的月均窩數(shù)進行統(tǒng)計的過程中，我們