2021年10月30日 星期六

解剖蚯蚓到底該從哪裡下刀?

今天來談談這個非常單純的小問題。

有些老師或講義似乎要學生從肛門或口部下手,用剪刀其中一刃插入開口,然後一路將整隻蚯蚓剪開,但我不認為這是個好方法。

原因很簡單,剪刀這樣從開口盲目的戳進去,如何確定沒有戳爛器官構造 ?當然,剪刀戳進開口以後一路將整隻蚯蚓剪開看似方便,但會不會其實是一路破壞過去,結果把本來就不是很容易觀察的動物樣本弄得稀爛?

所以我認為,解剖蚯蚓並不應該從嘴巴或肛門下刀,更不該直接剪刀戳進去以後就一路往前剪。

解剖的過程中,應該都要盡可能的保留器官構造的完整。所以對於蚯蚓這種管狀體壁套在管狀消化道的長條形動物來說,我想最保險的方式應該是從身體後段的背部體壁拉起來剪開一個洞以後,把剪刀單刃伸進去體腔裡面,挑起體壁一路往前剪開,在剪的時候還要時時確認剪刀刀刃貼著體壁內側,以免破壞內部的構造。


 

而且這樣的操作方式,背後都是有道理的。

之所以選擇身體後段,是因為蚯蚓的內部器官多半集中在前段,身體後段只有腸子跟背血管,第一刀下去就算破壞了什麼也無大礙。

之所以選擇背部而非腹部,是因為蚯蚓的神經索在腹面,器官也多連結在腹面體壁上,背部體壁剪開不會破壞到什麼器官構造。同樣的道理,解剖脊椎動物如魚類、蛙類、大小鼠從腹面下刀,也是因為脊椎動物的神經系統位於背面,而諸多器官構造也是從背面懸掛或與神經系統連結。

所以,弄清楚動物的體制(兩側對稱)與方位(前後左右背腹),其實是很重要的,這不只是單純閒著沒事幹的無聊知識而已。

所以是的,蚯蚓是兩側對稱的動物,蚯蚓有背面和腹面之別。至於外表到底該怎麼判斷蚯蚓的背腹,那就是一個值得在解剖單元裡好好討論的問題了。

一切的操作背後都有其道理,就跟食譜操作的背後也是有其道理一樣。解剖課好好討論這些事情,應該比單純發講義下去讓學生亂切一通然後按圖索驥看到就打勾,然後覺得自己學到了好棒棒,來得更有意思吧?

2021年10月24日 星期日

「蚯蚓的儲精囊應該在砂囊的前面還是後面」這個疑問本身就有問題

今年的世界蚯蚓日(10/21)剛過,正好聽到朋友轉述有高中生物老師發出這樣的疑問,那就順手拿來當做本文的主題,呼應一下世界蚯蚓日。

在解剖蚯蚓的時候,有高中老師發現網路上的蚯蚓解剖示意圖裡面,例如這些圖片裡面,儲精囊(Seminal vesicle)都畫在嗉囊(Crop)和砂囊(Gizzard)的前面。

 但是如果看台灣自己的蚯蚓解剖示意圖,儲精囊卻是在砂囊的後面,例如莊淑君博士繪製、在網路上經常可見的下圖。

所以問題就來了,到底蚯蚓的儲精囊該在砂囊的前面還是後面呢?

答案很簡單,那就是「都對」。

原因是,網路上的蚯蚓解剖或內部構造示意圖多半是以西方國家的種類做為模式動物,沒有意外的話大概是歐洲本地的正蚓科(Lumbricidae)為主的種類,這一點甚至可以從示意圖上的剛毛分佈推敲得證。

例如這些圖片裡面如果畫出剛毛,都是以成對剛毛的方式呈現,而且看起來整隻蚯蚓只有腹面到側面有剛毛,背面都沒有,且一個體節上面大概只有四對八根剛毛,這樣的剛毛分佈是非常典型的正蚓型剛毛分佈(Lumbricine)。

相對的,台灣這邊的種類是以巨蚓科(Megascolecidae)為主,在剛毛上的分佈是環毛蚓型(Perichaetine)。而既然是不同科的蚯蚓,內部構造存在差異當然也不意外。

 

疑問背後的兩個問題(Problem)

不過,從這個疑問背後,我認為隱含著兩個問題(Problem)值得深入思考。

首先是,這樣的疑問顯然表示我們對於蚯蚓真的很不熟。即使是生物老師也沒有意識到口中的蚯蚓是環帶綱之下、單向蚓目和鏈胃蚓目中、六七千個種類的大型陸生寡毛類的集合名詞。蚯蚓的多樣性這麼高,內部構造示意圖當然不可能隨便拿一張來用,而應該要搞清楚手上使用的種類,就算不能弄清楚物種也至少要弄對科,才能夠在教學場域上心安理得。不然把馮京當馬涼,把歐洲蚯蚓的解剖構造當成是台灣蚯蚓的模式,不是很尷尬嘛?

所以,關於蚯蚓相關知識與基本觀念的推廣,看來我們還很有努力的空間。

 

另一個問題是,儲精囊在哪裡,怎麼會是跟砂囊比較呢?

儲精囊屬於生殖系統,砂囊屬於消化系統,把兩個不同系統的器官拿來當做地標互為指引,其實是有點問題的。照理說,要知道器官之間的相對位置或是在功能上的先後順序,應該都是以已知去找未知、並且在同一個系統裡面尋著管道路線去追溯,才可以得到系統性且具有脈絡的理解。

所以,試問儲精囊在砂囊的前面或後面,除了展現出一種「我跟蚯蚓的器官很熟,就像在自家廚房一樣什麼東西擺在哪裡我都知道」的形象之外,還可以帶給我們什麼樣的進一步知識呢?

相對的,如果我們探問的是「從雄孔開始往源頭追溯,遇到儲精囊、睪丸、攝護腺的順序為何」,是不是更有意義? 是不是更能夠從精子形成和輸送的角度,了解這些器官之間的功能與關係呢?

 我以為啊,這就是我們在生物實驗課的解剖單元中學錯方向、本末倒置的結果。我們都太過在意講義上的解剖圖、太過注重那些其實是枝微末節的瑣碎資訊,好像把動物打開以後按圖索驥、每個細微結構都對照了示意圖、記住模樣並叫得出名字,就完成了解剖的意義。

但更重要的,其實是「沒有示意圖的時候該怎麼辦」、「我怎麼知道眼前的構造是做什麼用的」、和「我怎麼從已知的構造器官甚至相近種類的知識,來推敲眼前一片未知的構造器官和種類」。在我看來,這些事情才是生物實驗的解剖單元裡面,真正應該要花時間教的。

所以,儲精囊在砂囊的前面或後面,又怎麼樣呢?不如問問為什麼這是儲精囊、又為什麼那是砂囊吧?

2020年10月21日 星期三

沒固定過的蚯蚓vs固定良好的蚯蚓 解剖比較

 今天是世界蚯蚓日,我們來看看未固定和已固定的蚯蚓,解剖起來有多少差異。

 

這是固定良好的尤金真蚓(Eudrilus eugeniae)的外觀,結構清楚紮實且不軟爛,口前葉、環帶型態、甚至剛毛排列都可以清楚分辨觀察。這樣的成熟且固定良好的蚯蚓標本,也是我們所提供的解剖用蚯蚓標本教材的標準規格。


這是解剖開來的模樣,裡頭的器官構造大至腸道、攝護腺、儲精囊、背血管、小至砂囊、心臟、受精囊、卵巢、睪丸、鈣腺、甚至是腸道背面的腺體都一清二楚。只要解剖時小心手巧不要把內臟戳爛,該看的都看得到。

 
 
然後我們來看已麻醉安樂死但沒有固定過的蚯蚓 。

同樣是尤金真蚓,沒有固定過的樣本外觀很明顯的水而軟,難以握持或以解剖用具操作,寬度因為肌肉收縮而不一致之外,長度還會因為漸漸乾燥而縮短。

 
解剖開來更是一片狼籍。收縮成好幾段的腸道破裂後內含物被擠出來不說,整個體腔液和血液流得到處都是,蓋住了絕大多數的器官構造,勉強只剩下腸道、攝護腺、儲精囊可以清楚觀察,卵巢和受精囊勉強可見,心臟和背血管完全消失,至於睪丸鈣腺砂囊等微小構造什麼的就別提了。

 
 
別忘了,這是在同樣一雙精熟蚯蚓解剖的手中操作的結果,即使是這樣依然難有轉圜,更別說是在沒有蚯蚓解剖經驗的學生手中了。

然後,不要懷疑你的眼睛,沒有固定的蚯蚓樣本的確因為脫水和肌肉收縮而越來越短,剛開始這個蚯蚓樣本明明就頗修長,整個體型體態卻很快的一直走樣,根本不是一個可供解剖觀察學習的良好狀態。


 

希望這樣的比較照片可以勝過千言萬語,各位認真的老師一定可以分辨怎麼樣的蚯蚓樣本解剖起來比較有學習效果。

2020年9月9日 星期三

為什麼要用固定後的蚯蚓標本來解剖?

我一直認為,實驗課程中的無脊椎動物的解剖單元,如果只是為了觀察一般的外部型態和內部構造,其實應該使用固定過的動物標本,而不是新鮮的無脊椎動物屍體。

所以,不只是蚯蚓而已,只要是解剖各種各樣的無脊椎動物(除了某些類群,例如昆蟲),我都強烈建議使用徹底固定的動物標本來做解剖觀察。

我的原因如下: 

首先,無脊椎動物身體含水率高,通常體型不大、組織鬆散而且軟爛黏液又多,用新鮮的屍體(或是更慘的,沒有適當麻醉安樂死的新鮮活體)來做解剖,在沒有解剖經驗也對眼前動物不熟悉的學生手裡翻攪沒多久就要化掉爛掉糊掉臭掉了,只不過是找學生麻煩而已,看得到什麼構造都是萬幸。 

再說,在研究室裡,如果要做蚯蚓解剖並且觀察型態,都是用麻醉安樂死後固定徹底的蚯蚓標本,而不是新鮮的蚯蚓樣本。在我的經驗裡,做這種觀察描述比對的目的通常是為了鑑定蚯蚓種類、或是做分類學的研究。我知道有些老師會認為「生物實驗課裡面的操作最好可以讓學生了解生物研究的運作方式」,既然如此,那麼就應該要解剖麻醉安樂死後固定徹底的蚯蚓標本。然後,在我的經驗裡,沒有什麼特殊原因的話(例如要取某個新鮮組織來測量xx酵素的活性、或是某構造一定要趁新鮮才能採樣測量或怎樣),在研究室裡通常也不會對新鮮的無脊椎動物屍體動刀。

另外是,「要使用新鮮動物屍體來做解剖,是為了讓學生親眼看到新鮮樣本的構造質地顏色等等」這種說法,不管是在脊椎動物或無脊椎動物的解剖單元教學現場我都聽過。但我真的認為這是個奇怪的理由,而且是個乍聽之下煞有其事但實際上滿沒道理的說法。請問學生在生物實驗課堂上看到新鮮動物屍體的構造質地顏色到底有什麼用?解剖單元的目標又不是了解新鮮構造的這樣那樣,而是希望學生學習到該動物構造的型態結構,然後無論是新鮮屍體或固定後的標本都能夠清楚判斷不是嘛?為了這樣的奇怪理由堅持使用新鮮的無脊椎動物屍體,然後寧可讓學生在軟爛充滿黏液而且迅速腐敗的無脊椎動物屍體裡面辛苦的掙扎,我覺得好像把教學目標本末倒置了。

我是覺得啦,就像人醫和獸醫日後會時時接觸活體,所以真的需要搞清楚「活體或新鮮的動物器官組織構造」長什麼樣,不然其實沒有什麼好的理由,一定要讓學生在生物實驗課的解剖單元裡面使用新鮮的、沒有固定過的動物屍體,尤其無脊椎動物更是如此。

最後要特別說明一下,根據強者我朋友鐵線蟲博士邱名鍾所說,解剖昆蟲大概都是使用新鮮屍體而非固定後的標本,原因是昆蟲的脂肪組織包覆著許多臟器,如果固定後才解剖就很難把脂肪組織跟臟器清楚分開。

所以啊,像上述這樣「不能固定後才解剖」的原因其實就很清楚明白,而我認為不管是什麼操作,要不要固定後才解剖、要從哪裡下刀等等,其實都是有其合理且可以討論的緣由,希望在生物實驗課堂中的解剖單元中,各位老師也可以清楚明白自己帶學生為什麼要這樣或那樣操作。

2020年9月8日 星期二

為什麼要製作「解剖用蚯蚓標本」這樣的教材,以及訂購表單

在生物學實驗的解剖單元中,蚯蚓恐怕是無脊椎動物裡最常被拿來解剖的動物類群。

不過,礙於種種原因,課堂上所使用的蚯蚓通常問題很大,隨手舉例如下:

  1. 蚯蚓的種類經常不是同一種,各組間觀察到的型態構造就不一樣,造成教學困擾
    (是的,即使是釣具店買的「黑蚯蚓」,也不能更不會保證裡面都是同一種蚯蚓,當然內部構造就會不一樣)
  2. 蚯蚓的成熟度不一,有些個體成熟而有些則否,拿到未成熟個體的學生就倒楣
    (未成熟的蚯蚓解剖開來除了腸子以外沒什麼其他構造)
  3. 蚯蚓體型偏小,學生與教師進行解剖操作與觀察都很吃力
    (十公分左右的蚯蚓解剖起來很是困難,對於沒有經驗的學生更是痛苦)
  4. 蚯蚓活體沒有經過正確的麻醉與固定就解剖,體內器官構造因而軟爛且一團混亂,難以觀察;甚至還會發生解剖中的蚯蚓又開始蠕動爬行的慘況,影響觀察與學習
    (良好麻醉安樂死後固定徹底,觀察外部型態與內部構造才方便又清楚)
  5. 蚯蚓的型態構造與講義資料不符,因為不清楚買到的蚯蚓是哪一種,網路上的蚯蚓解剖型態構造等資料通常也沒有標示種類,於是只能將就參考
    (網路上找到的蚯蚓解剖資料,跟台灣能夠取得的蚯蚓之間經常是「科」的等級的差距喔,兩者的外部型態與內部構造差得可真是不少)
為了解決上述的困境,從2015年開始踏入蚯蚓應用研究領域的我,決定推出「解剖用蚯蚓標本」這一套教材,希望能夠從此改變「解剖蚯蚓」這個實驗單元的教學品質與體驗。


在這一套教材中,所有的蚯蚓標本都是環帶明顯的成體,經妥善麻醉、徹底固定,確保外部型態或內部構造皆可清楚分辨和觀察。 

這樣一來,教師和學生再也不必苦惱該怎麼麻醉安樂死蚯蚓,得以避免使用錯誤而不安樂的方式處死蚯蚓,也不必痛苦的在小小一隻蚯蚓體內一團軟爛混亂的組織裡面摸不著頭緒。

而且,所有的蚯蚓標本都是環帶清楚的成體,體內所有的構造器官都已經發育完成,該看到的一個也不少。

此外,這一套教材所提供的蚯蚓標本皆為同一種類,所有學生都能有相同的教材可供學習;未來還將推出不同科的蚯蚓種類可以選擇,讓程度較好的學生能夠進行比較解剖,或是讓班上的學生以不同科的蚯蚓種類進行解剖,並相互比較、對照和解說。

更重要的,本教材除提供解剖用蚯蚓標本外,亦針對該種蚯蚓設計基本解剖講義。教師再也不需要在網路上大海撈針、拼湊蚯蚓解剖的相關資訊,或碰上查到的資料與解剖所見不符的困擾。未來也將進一步為程度較好的學生撰寫蚯蚓解剖的探究學習單,以及為認真好學的教師撰寫蚯蚓主題的教師手冊,讓教師面對學生對蚯蚓的好奇提問,也能夠更輕鬆自信的回答。

希望這一套「解剖用蚯蚓標本」教材 ,能夠幫助對蚯蚓有興趣的教師和學生,用正確的方式更加認識蚯蚓。

若有什麼想法、建議與提議,也歡迎留言與我討論。

解剖蚯蚓到底該從哪裡下刀?

今天來談談這個非常單純的小問題。 有些老師或講義似乎要學生從肛門或口部下手,用剪刀其中一刃插入開口,然後一路將整隻蚯蚓剪開,但我不認為這是個好方法。 原因很簡單,剪刀這樣從開口盲目的戳進去,如何確定沒有戳爛器官構造 ?當然,剪刀戳進開口以後一路將整隻蚯蚓剪開看似方便,但會不會其實...