第
1 节
多孔动物门的结构与功能
1.体壁结构
(1)皮层(dermal
epithelium):体壁的外层,皮层大多数为扁平的皮层细胞(epithelial)或扁平细胞(pinacocyte),有收缩能力,收缩时海绵体缩小。有些扁细胞变成肌细胞,围绕着入水小孔或出水小孔形成小环控制水流。在扁平细胞之间穿插有孔细胞(porocyte),其中央有一孔。孔细胞的收缩调节孔的大小。
(2)领细胞层(choanocyte
layar):又称胃层,体壁的内层,由领细胞(choanocyte)构成。领细胞很像原生动物的领鞭毛虫,每个细胞有一透明的领围绕一条鞭毛。领细胞包围成的腔称为中央腔(central
cavity)或海绵腔(spongiocoel)。鞭毛和领向着中央腔。中央腔的顶端有一较大的出水口(osculum)。
(3)中胶层(mesoglea):位于体表与内层之间,有几种类型的变形细胞:分泌骨针的成骨针细胞、能分泌海绵质纤维的成海绵质细胞以及具有不同功能的原细胞。有的原细胞能消化食物,有的原细胞能形成卵和精子。在中胶层里还有具有神经传导功能的芒状细胞。
2.骨骼 海绵动物体内有许多细小的硅质或钙质的骨针或角质的海绵丝,它们统称为海绵动物的骨骼,起到支持柔软躯体的作用。 (1)骨针的形状多样,有:单轴、三轴、三轴六辐、四轴八辐、两端盘状等 ;海绵丝呈网状。
(2)海绵的骨骼由中胶层中的造骨细胞分泌形成。
(3)骨针的成分和形状中海绵动物分类的重要依据 |
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3.水沟系
水沟系是海绵动物的主要特征之一。
水沟系对海绵动物的固着生活有重大的适应意义。因为海绵动物缺乏运动能力,它的摄食、呼吸、排泄及其他生理机能均要借水流的川行来维持。靠鞭毛的打动,不断地将外界的水连同食物和氧带入水沟系,又不断地将废物带到外面。有性生殖的精子亦是随水流由一个海绵流入另一个海绵体内。
据水沟系的构造不同,分为3种:
(1)单沟型(ascon type):体壁上有许多细胞沟通外界与中央腔。如白枝海绵。
水流通路:外界→进水小孔(ostium)(由孔细胞构成)→中央腔→出水口→外界。
(2)双沟型(sycon type):双沟型由单沟型的体壁凹凸而成。形成2种管子:与外界相通的流入管(incurrent canal)和与中央腔相通的辐射管(radial
canal)。领细胞在辐射管壁上,中央腔只由扁平的皮层细胞包围。如毛壶。
水流通路:外界→流入孔(incurrent pore)→流入管→前幽门孔→辐射管→后幽门孔→中央腔→出水口→外界。
(3)复沟型(1eucon type):最复杂、最高级的水沟系。在中胶层形成了数目众多的领细胞组成的鞭毛室(flagellated
chamber),鞭毛室借流入管与外界相能,又借流出管(excurrent
canal)与中央腔相通,中央腔壁也由扁平细胞构成。如浴海绵。
水流通路:外界→流入孔→流入管→前幽门孔→鞭毛室→后幽门孔→流出管→中央腔→出水口→外界。
4.生殖与发育
(1)无性生殖
出芽生殖:身体的一部分向外突出成芽体,芽体逐渐长大,成为新个体。新个体或与母体脱离,或继续与母体连在一起而使母体增加了新的部分。
形成芽球(gemmule):在中胶层中某些变形细胞获得丰富的营养之后,聚成一堆,外面分泌几丁质膜和一层双盘头或短柱状的小骨针,把里面的细胞包围而成球状,只留小孔称胚孔。所有淡水海绵和部分海产海绵能形成芽球,借以渡过寒冷或干燥的环境。当秋冬天气寒冷或干燥时,海绵会死去,而芽球仍生存。待翌年春季,环境适合时,芽球内的细胞从胚孔出来,重新长成新的个体。
(2)有性生殖
海绵有些雌雄同体(monoecy),有些雌雄异体(dioecy)。
精子和卵子由原细胞或领细胞发育而来。卵在中胶层里,精子不直接进入卵,而由领细胞吞食精子后,失去鞭毛和领成为变形虫状,将精子带入卵内,完成受精。这是一种特殊的受精形式。
(3)个体发育(钙质海绵)
受精后受精卵开始卵裂,第一至第三次卵裂均为纵裂(卵裂面垂直于赤道面),第四次为横裂(卵裂面平行于赤道面),形成8个大的和8个小的胚胞(大的胚胞将来形成皮层细胞,小的胚胞将来形成领细胞)。卵裂继续进行,形成囊胚。小胚胞向囊腔内生出鞭毛。另一极的大胚胞中形成一个开孔。后来整个囊胚由口倒翻出来,里面小细胞具鞭毛的一侧翻到囊胚的表面。这样,动物极的一端为具鞭毛的小细胞,植物极的一端为不具鞭毛的大细胞,此时称为两囊幼虫(amphiblastula)。
两囊幼虫由母体出水口游出,有鞭毛的小细胞内陷,形成内层,而大细胞留在外面形成外层,这与其他多细胞动物原肠胚形成正相反(其他多细胞动物的植物极大细胞内陷成为内胚层,动物极小细胞形成外胚层),因此称为逆转(inversion)。
幼虫游动一些时间后,遇到固体物,以小细胞陷入的开口处附着其上,发育成成体。中胶层细胞由内外两层细胞分出;外层形成皮层细胞、孔细胞、造骨细胞;内层形成领细胞和某些变形细胞等。
这种明显的逆转现象存在于钙质海绵纲(如毛壶属、樽海绵属、白枝海绵属等)及寻常海绵纲的少数种类(如糊海绵属)。寻常海绵纲的多数种类的幼虫是实心的,称中实幼虫(parenchymula)。
(4)再生
海绵的再生能力很强,如把海绵切成小块,每块能独立生活,而且能继续长大。将海绵捣碎过筛,再混合在一起,同一种海绵能重新组成小海绵个体。