第01节 棘皮动物门的主要特征

 

        一、次生性辐射对称

         棘皮动物成体的体形多种多样,有星形、球形、圆柱形或树状分枝形等,但不管哪一种,基本上都属于辐射对称,而且主要是五辐对称。所谓五辐对称,即通过动物体口面至反口面的中轴,可做五个对称面把动物体分成基本互相对称的两部分。但棘皮动物的幼虫却是两侧对称的,由此可见成体的辐射对称是次生性的,不同于腔肠动物原始的辐射对称。棘皮动物是动物界中唯一的一类幼虫是两侧对称,成体却是辐射对称的动物。

 

        二体壁与骨骼

        刺皮动物的体壁由表皮层和真皮层构成,外面是一层薄的角质层,下面是一层单纤毛的柱状上皮,柱状上皮之下是结缔组织和肌肉层,称为真皮层,肌肉层内为体腔膜。其他无脊椎动物体壁没有真皮层。

        棘皮动物石灰质的骨骼与其它无脊椎动物由表皮形成的外骨骼不同,是由中胚层形成的,称为内骨骼,由许多钙质的骨片组成,骨片上有小孔,位于体壁的结构组织内。骨片可以形成棘、叉棘、刺等结构,突出于体表之外,使体表粗糙不平,故称棘皮动物。不同形式的棘行使防卫、清除体表沉积物等功能。骨片有的极其微小只有在显微镜下才能看到,如海参;有的形成许多骨板,骨板或互相嵌合成完整的囊(如海胆),或借肌肉及结缔组织互相连络排成一定的形式(如海星和蛇尾),或形成可动关节(如海百合)。

        此外,体壁上还有表皮和体腔上皮向外凸起形成的皮鳃(papulae),表皮和体腔上皮上都有纤毛,分别打动水流和体腔液,进行气体交换。

 

        三体腔、水管系统与围血系统

        棘皮动物有极其发达的次生体腔,可分为围腔脏腔、水管系统和围血系统3部分。

        1围脏腔

        围脏腔包围消化系统及生殖器官,十分宽阔,内有类似淋巴的体腔液,其中有具吞噬作用的变形细胞和海水。

        2水管系统

        水管系统是棘皮动物所特有的管道系统,是一个相对封闭的管状系统,担负着棘皮动物运动的功能。

        海盘车的水管系统包括:筛板、石管、环水管、辐水管、管足、吸盘、坛囊等几个部分。

        水管系统通过筛板与体外海水或围脏腔中的体腔液相通。筛板上有许多小孔,通过其下一条钙质石管和围绕口的环管相连,从环管再分出5条辐管,辐管上又分出许多成对的侧管,侧管末端与管足相连,二者之间有瓣膜。管足圆筒形,具肌肉壁,基部膨大成坛,末端穿过体壁骨板间伸出体外。坛收缩时可将水压人管足使其伸长;相反,坛若扩张,水回流其中,则管足缩短收回。管足末端有吸盘的种类则可吸附在固体物上,借此运动,如海星。管足除运动外,一般还有呼吸和排泄的功能。

        3围血系统

        棘皮动物没有专门的循环器官,但有与其他动物不同的血系统(hemal system)和一套围血系统(perihemal system,或称为围血窦)。

        血系统包括一套与水管系统相应的管道,位于水管系统的下方,排列和水管系统完全相同:有与辐水管平行的辐血管、与环水管平行的环血管、位于反口面的胃血管和分支,以及与石管平行的轴突。血系统的管道中有液体,轴窦和筛板附近的背囊均有搏动能力。

        围血系统包围在血系统之外,形成围绕在血系统之外的一套窦隙。

        关于棘皮动物血系统和围血系统的作用目前尚不甚了解。

 

        后口动物

        在胚胎发育过程中,棘皮动物的口不象以前各类动物那样起源于原口胚孔),而是在原肠的后期,在胚孔相对的一端,内外两胚层逐渐靠拢,紧贴,最后穿孔,成为幼虫的口,胚孔则变为幼虫的肛门。这种在胚胎发育过程中胚体另行形成的口称为后口,像这样形成口的动物称后口动物

        此外,后口动物和原口动物主要的区别还有以肠腔法形成体腔,受精卵行辐射卵裂。

 

        五、消化系统与食性      

        棘皮动物的消化系统以海盘车为例,口面中央有一圈围口膜,之间是口,连接口的是贲门胃,贲门胃之后是幽门胃,有5对幽门盲囊分布在腕内,后有一短的直肠连通肛门。消化道的上皮有纤毛,腺细胞可分泌消化酶。棘皮动物有肉食性的,也有植食性的。海盘车取食双壳类时,用腕上的吸盘将壳吸住拉开,然后贲门胃翻出,包住食物,先进行初步体外消化,再吞咽回体内。消化的营养物质由幽门盲囊吸收贮存。海星纲的肛门虽然存在,但是已经丧失功能。消化后的食物残渣仍然由口排出。海蛇尾以小动物或海底沉积物为食,以较为活动的腕送入口中,或腕上的刺和管足送入口中。海胆纲的动物有一咀嚼器,是由复杂的骨片组成,上面有齿可以用来取食岩石上的海藻。海胆的食性复杂,可以取食小动物,也可以取食植物。它们的消化道很长,以肛门排出食物残渣。海参类为沉积取食或悬浮取食,以触手将食物送入口中。海参的消化道长度是身体的3-4倍,在消化道后端有1对分支很多的呼吸树,起呼吸的作用。海百合是悬浮取食,管足上的纤毛将粘着的食物颗粒逐渐送入口中。

 

        六、神经系统

        棘皮动物无神经节或神经中枢,神经位于体表或体壁中,与上皮细胞紧密相连。主要由口神经系(oral neural system)、下神经系(hyponeural system)和反口神经系(aboral neural system)3个神经系组成。其中口神经系起源于外胚层发育,由神经环(nerve )和辐神经(radial nerves)组成,位于围血系统之下,司感觉,是棘皮动物最重要的神经结构。下神经系位于围血系统的管壁上,与口神经系平行;反口神经系位于反口而体壁内。海百合的反口神经系紧发达,是其最主要的神经结构,其他类群的反口神经系多不发达,有些类群(如海参)甚至消失。