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刺皮动物门

刺皮动物门

刺皮动物在动物演化上均属于后口动物。全部生活在海洋中,身体为辐射对称,且大多数为五辐射对称,但这是次生形成的,是由两侧对称形体的幼体发展而来。

刺皮动物的次生体腔发达。特有的结构是水管系和管足。

刺皮动物一般运动迟缓,故神经系统和感官不发达。雌雄异体,个体发生中有各型的幼虫(羽腕幼虫,短腕幼虫,海胆幼虫,蛇尾幼虫,樽形幼虫,耳状幼虫,五触手幼虫等)。

代表动物--海盘车(海星)。

动物界的 1门体腔动物。辐射对称,具独特的水管系统。体中有与消化道分离的真体腔,体壁有来源于中胚层的内骨骼,幼体两侧对称,发育经过复杂的变态。口从胚孔的相对端发生,属后口动物,在无脊椎动物中进化地位很高。包括海星、蛇尾、海胆、海参和海百合等(图1)。因表皮一般具棘而得名。全为海产。现生约5900种,中国已发现 500多种。

有些棘皮动物是珍贵食品,如海参、海胆卵。在海洋生态系统内,棘皮动物在某些底栖动物群落中,常为优势种。在深渊海底的底栖动物生物量中,棘皮动物最高可占90%。在研究海洋动物地理学上,刺皮动物常是很好的指标种。某些吞食性种类能够大量搬运腐败物质,能减少海底微生物的活动。某些钻石的种类对海岸线造成破坏。某些蛇尾类常是底栖鱼类的饵料。海星喜吃贝类,在贝类养殖上常是敌害。棘皮动物化石种类甚多,在地质学上占有一定地位。有的石灰石地层全部由分解了的海百合骨骼构成。在实验胚胎学等基础理论研究方面,海胆卵是很好的实验材料之一。某些棘皮动物具有毒腺或毒液,有可能通过研究发展成药物。从几种海参分离出的海参素和粘多糖具有抗癌活性。

外观差别很大,有星状、球状、圆筒状和花状。成体五放辐射对称,由管足排列表现出来。根据管足的有无,身体区分为有管足的辐部或步带和无管足的间辐部或间步带。内部器官,包括水管系、神经系、血系和生殖系均为辐射对称,只有消化道除外。由于辐射对称,身体有口面和反口面之分。

尽管本门各纲动物体形有很大差别,但其基本构造十分一致。海星和蛇尾类呈星形,上下扁平,体轴很短,口面朝下,管足沿着腕(辐部)作放射状排列。海胆和海参体轴延长,辐部和间辐部结合,体呈球形或圆筒形,管足作子午线排列。海百合口面向上,反口面具长柄或卷枝供附着用。

棘皮动物骨骼很发达,由许多分开的碳酸钙骨板构成,各板均由一单晶的方解石组成。骨骼外包表皮,皮上一般带棘。海胆和海星有不同的叉棘。海胆骨骼最为发达,骨板密切愈合成壳。海星、蛇尾和海百合的腕骨板成椎骨状。海参骨骼最不发达,变为微小的分散骨针或骨片。

棘皮动物成体体腔主要被消化系和生殖系占据,但海百合体腔填有结缔组织的膜和索。水管系由体腔的一部分──水腔演变而成。移动、摄食、呼吸和感觉全都要靠它来完成。典型水管系自筛板开始,经过石管,通至围绕口部的环管和伸至辐部的辐管。辐管上有小分枝分到管足。管足基部有坛囊,末端有吸盘,内充海水,靠肌肉伸缩来移动身体。

神经系、血系和水管系都有一个围绕食道的环,并从环上向各辐部分出一条主枝。棘皮动物有 3种神经系:①口面神经系或称外神经系,在表皮内或表皮下,包括围绕食道的神经环与伸入各辐的辐神经,为现代棘皮动物的主要神经,各纲都有,而且多半发达(海百合纲除外)。②下神经系在口神经里边,排列与口神经完全相同。③反口面神经系或内神经系在反口面皮肤下,在海百合类比较发达。血系位于神经系和水管系中间,在海参和海胆比较发达。

海星和蛇尾的消化系有一大囊状胃,肠直走,不弯曲;海星常有从胃向各腕伸出的一对称为幽门盲囊的消化腺。其他各纲的消化管多为一长而弯曲的管子,由肠系膜连于体壁。蛇尾和某些海星无肛门,凡是不能消化的东西从口里吐出。海百合的口和肛门全朝上,许多歪形海胆肛门常在体后部或口面。没有明显的排泄器官,排泄功能由变形游走细胞负责。呼吸系也不发达。海星的皮鳃和海胆的围口鳃可增加呼吸的能力和面积。某些海参有特殊的呼吸器官,称呼吸树。

棘皮动物多为雌雄异体,雌雄在外形上常无区别。生殖细胞释放到海水中受精。幼体在初发生时形状相同、均有纤毛环、消化道分为 3部分,以后则随纲而异,发育成 4种不同类型的幼体:耳状幼体(海参)、羽腕幼体(海星)、蛇尾幼体和海胆幼体。海百合类幼体呈桶形,称为樽形幼体,与浮游的纽鳃类的海樽十分相似。

棘皮动物是重要的底栖动物,分布世界各海洋。垂直分布范围很广,从潮间带到万米深的海沟。它们多为狭盐性动物,在半咸水或低盐海水中少见或偶见。体外无特殊的覆盖层,但具有特别的水管系。身体所含水分可以随外界盐度的高低而自由渗透。棘皮动物对水质污染很敏感,在被污染了的海水中很少见到它们。再生力一般很强,如果腕、盘或其他外部器官发生损伤或断落,都能再生。某些种类常有自切现象。少数种类可行无性裂体繁殖。

栖息环境因种类而异。它们匍匐于海底或钻到泥沙底内生活。少数海胆并能钻石。海百合类营固着或暂时固着生活。少数海参行浮游生活。自由生活的种类能够缓慢移动。摄食方式多样,有的为吞食性,有的为滤食性,有的为肉食性。

除板蛇尾外,棘皮动物没有寄生的种类。吸口虫类是专门寄生于海百合类的特殊多毛类。少数螺类寄生于棘皮动物,有的为外寄生,有的为内寄生。甲壳类与棘皮动物营寄生或共生的都有。隐鱼(图2)是著名的寄生在海参泄殖腔内的动物。寄生于棘皮动物体内的还有纤毛虫、扁虫和圆虫。

棘皮动物具有发达的体腔和三胚层和来源于中胚层的内骨骼,比腔肠动物进步得多。棘皮动物成体的辐射对称是由于两侧对称的祖先过着固着生活而再获得的次生性状。一些比较原始的性状仍然存在,例如没有头和高级神经中枢,感觉器官比较原始,没有心脏,血管是窦系,呼吸器官比较低级,营养物质的输送和废物的排除均靠原始的阿米巴细胞进行等。

在现存动物中,尚未发现与棘皮动物有直接联系的类群。巴瑟(1900)认为棘皮动物的想象祖先是两侧对称、身体柔软、自由生活的对称幼体;塞蒙(1888)认为棘皮动物的想象祖先是两侧对称、围绕口部有5个触手的五触手动物。

现生棘皮动物分为 5个纲:海百合纲(Crinoidea),海参纲(Holothuroidea),海星纲(Asteroidea),海胆纲(Echinoidea)和蛇尾纲 (Ophiuroidea)。1986年在新西兰发现一个新纲,称同心纲(Concentricycloidea),英文名海菊花。该纲动物体小,呈圆盘状,形似水母,边缘有棘,背面有作同心状排列骨板,内部有双环的水管系统。

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