变态 metamorphosis

1 主要内容 变态 两栖类的变态 昆虫的变态

2 两栖类的变态 - 无尾两栖类 两栖类的变态 - 无尾两栖类 两栖类在系统发生中是作为脊椎动物从水 生到陆栖过渡的联系类型，以蛙为例 _________________________________________________ 系 统 幼 虫 成 体 _________________________________________________ 运动系统 水栖的, 尾鳍 ; 陆栖的, 无尾的四足动物 呼吸系统 鳃, 皮肤, 肺, 幼虫血红蛋白 皮肤, 肺 ; 成体的血红蛋白 循环系统 主动脉弓, 主动脉 ; 前、后 颈动脉弓, 体动脉弓, 颈静脉。 和公共主静脉 营养系统 草食性 : 长而螺旋的肠 - 肠 肉食性 : 短肠 - 蛋白酶, 大口 共生体 ; 小口 - 角质颚, 唇齿。 长舌。 神经系统 缺少瞬膜, 视紫质, 侧线 - 眼肌发育, 瞬膜, 视紫红质, 茂特钠氏神经细胞。 侧线系统丧失, 茂特钠氏神 经细胞退化, 鼓膜。 排泄系统 中肾 : 主要氨代谢, 有的 中肾 : 主要排尿, 高活性的鸟 排尿 ( 排氨生物 ) 。 氨酸酶 - 尿循环 ( 排尿生物 ) _________________________________________________

3 两栖类的变态 甲状腺素 (thyroxine,T4) 和三碘甲腺 氨酸 (triiodothyronine,T3) Growth,death, remodeling, and respecification

4 变态期间的形态改变 Growth —— 新结构的出现 附肢、瞬膜、神经元的增殖和分化

5 变态期间的形态改变 Death —— 变态过程中的细胞死亡 变态过程中的细胞死亡 murder or suicide ？murder or suicide ？

6 尾的退化和吸收

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8 向尾部肌肉细胞中注射 T3 的 dominant negative receptor ( 对 T3 刺激没有反 应 ), 肌细胞可以存活； 凋亡过程中重要的酶 caspase-9 在尾 部肌肉细胞死亡过程中起到重要作用

9 变态后期腿部肌肉的退化则是由吞噬作用 引起的

10 变态期间的形态改变 Remolding —— 改造重建 肠、神经、头骨 (From Berry et al ）

11 变态期间的形态改变 Respecification —— 生化功能改变

12 垂体前叶分泌催乳激 (prolactin) ，催乳激 素是一种幼虫生长激素, 促进幼虫的生长, 它还可以通过抑制甲状腺激素而抑制两栖 类的变态。 变态期间的激素调节

13 T 3 对催乳激素的比 率就大大增加, 这 导致变态的顶峰期 促甲状腺激素 促甲状腺素释放因子

14甲状腺激素的作用方式 甲状腺分泌 T4 进入血液 ; 靶组织将 T4 转化成活性更强的 T3 ； T3 在把组织中的降解

15 爪蟾有两种类型甲状腺激素受体： TRα 存在于所有组织中 TR β 甲状腺激素直接激活的基因产物

16 眼 腿和尾 甲状腺激素的作用

17 眼 D(-T3) V(+T3) retina 新神经元 无新神经元 ?

18 limb & TRα High level tail low TRα & not detecting type II deiodinase TRβ TRβ & type II deiodinase tail 腿和尾

19 昆虫的变态 变态是昆虫类的一个重要生物学特点, 这类 动物的胚后发育, 生长和性成熟都完成于变 态期，不少种类昆虫的变态期占有其生命 周期的绝大部分时间。

20 不完全变态 incomplete metamorphosis 这类变态又称直接变态（ direct metamorphosis ），昆虫成长只经过 卵期、幼虫期和成虫期 3 个阶段。分为 三个亚型。渐变态、半变态、原变态。

21 渐变态 (paurometabola) 若虫的生活习性和成虫一样 形态和成虫也 相似，只是翅未长成。生殖器官未成熟。 若虫蜕皮几次．翅生成，即为成虫 渐变态：蝽的若虫（左）和成虫（右），均陆生 渐变态：蝗虫的若虫（左）和成虫（右），均陆生

22 半变态 (hemimetabola) 它们在水中产卵，幼虫即在水中生活。幼虫 称稚虫 (naiad) 。其形态和成虫有很大差别。 半变态：蜻蜓的卵 半变态：蜻蜓的稚虫，也称水虿，水生 半变态：蜻蜓的成虫，陆生

23 原变态 (ametabola) 一些原始的无翅昆虫，如生活于书籍、衣服 以及墙壁中的衣鱼，卵一孵化出来就有成虫的形 态，只是比成虫小，至成虫时期还要继续蜕皮。

24 全变态 (holometamorphosis ) 在双翅类、鞘翅类和鳞翅类昆虫, 如蝇、甲虫、蛾和蝴蝶 中, 其发育在幼虫和成虫期之间有一个明显突然转变的蛹 期，称为全变态。 全变态要经过以下的发育时期：卵 (ovum) 、幼虫 (larva) 、 蛹 (pupa) 、成虫 (adult)4 个时期。 钩粉蝶 Gonepteryx rhamni 的卵 钩粉蝶 Gonepteryx rhamni 的幼虫 钩粉蝶 Gonepteryx rhamni 的成虫 钩粉蝶 Gonepteryx rhamni 的蛹

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26 成虫盘 larval cells imaginal cells

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30 homothorax gene (purple) Dachshund gene (green) Distal-less gene (red) dachshund and Distal-less (yellow)

31 昆虫变态的激素调控 昆虫的生长发育、脱皮、变态、滞育、生 殖、多型现象等生理过程以及行为反应等， 都离不开激素的参与。

32 与昆虫变态直接相关的激素 由前胸腺 ( prothoracic gland, 或 ecdysial gland) 分泌的蜕皮激素 (ecdysone 或 molting hormone 。 由咽侧体 (corpus allatum) 分泌的保幼激 素 (juvenile hormone 。

33 激素作用的一般模式 昆虫的变态是由在脑中神经分泌的肽激素 所控制的, 并由蜕皮激素和保幼激素两类效 应器激素调节

34 促前胸腺激素 前胸腺 咽侧体

35 昆虫变态基因表达的调节

36 昆虫变态基因表达的调节 蜕皮激素受体（ ecdysone receptor ， EcR ）的基因能被选择地拼接成三种 mRNA ，它们将产生三种不同的，但是相 关的蛋白质， EcR-A 、 EcR-B1 和 EcR-B2 。

37 在单个细胞中也存 在对羟基蜕皮激素 反应的异质性。

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40 环境对昆虫变态的影响

41 总结 变态 昆虫的变态 —— 成虫盘 两栖类的变态 —— 甲状腺素