第八章 环节动物门 Annelida 种类: 种; 分布范围:海洋、淡水、土壤(甚至陆地); 生活方式:自由游泳、爬行、穴居、寄生; 沙 蚕 蚂 蟥
主要内容 第一节 环节动物的主要特征 第二节 代表动物 - 环毛蚓 第三节 环节动物的分类 第四节 环节动物的经济意义 第五节 环节动物门的系统发展 基本要求 本章要求学生掌握环节动物门的主要特征及环毛蚓的形态 结构与生理特点,并掌握多毛纲、寡毛纲、蛭纲的主要特 征,了解环节动物在动物演化上的意义及与人类的关系。 重点、难点 重点:环节动物门的主要特征。 难点:次生体腔的结构和特点。
第一节 环节动物门的主要特征 一 分节现象( metamerism ) 一 分节现象( metamerism ) 二 刚毛( seta )和疣足( parapodium ) 二 刚毛( seta )和疣足( parapodium ) 三 次生体腔( secondary coelom ) 三 次生体腔( secondary coelom ) 四 循环系统( circulation ) 四 循环系统( circulation ) 五 后肾管( nephridium ) 五 后肾管( nephridium ) 六 索式神经系统( nerve cord ) 六 索式神经系统( nerve cord ) 七 发育( Development ) 七 发育( Development )
一 分节现象 (metamerism) 1. 定义:环节动物身体由许多形态相似的体节构成, 称为分节现象( metamerism )。 同律分节 异律分节 体节 ( Metamere ) 隔膜 ( Septum ) 节间沟 ( Intersegmental furrow ) ?
同律分节( homonomous metamerism ) ___ 除前两节和最后一节外, 其余各体节的形态和机 能都基本相同,如蚯蚓; 异律分节( heteronomous metamerism ) ___ 各体节的形态结构发生明显差别,身体不 同部分的体节完成不同功能,内脏各器官也集 中于一定体节中。 异律分节的意义 : 使动物生理分工更为显著 ; 利于 运动能力的加强和灵活。 2. 分节的类型
3. 分节现象的意义 同律分节中内部器官(如循环、排泄、神经等) 也表现出按体节重复排列的现象,这样就促进 了动物的新陈代谢,增强了对环境的适应能力。 同律分节是身体进一步分节 —— 异律分节的基 础,使动物体分化出头、胸、腹有了可能。分 节现象是动物发展的基础,在系统演化中有着 重要意义。 不分节 —— 同律分节 —— 异律分节 —— 身体分 部是动物外形的演化历程。
刚毛 ( seta ) 上皮 ( Epidermis ) 刚毛囊 ( Setal sac ) 肌肉 ( Muscle ) 疣足是体壁的凸出,为扁平双层结构,体腔也 突入其中,疣足本身不分节,与躯体连接处无 关节。 沙蚕的疣足 背枝 ( Notopodium ) 腹肢 ( Neuropodium ) 刚毛 ( setae ) 二 刚毛 (seta) 和疣足 (parapodium) 微血管网
三 次生体腔 (secondary coelom) 角质膜 ( Cuticle ) 上皮 ( Epidermis ) 环肌 ( Circular muscle ) 纵肌 ( Longitudinal muscle ) 壁体腔膜 ( Peritoneum ) 黄色细胞 ( Chloragogen ) 肠壁纵肌 ( Longitudinal muscle ) 肠上皮 ( Intestinal epithelium ) 次生体腔 ( Secondary coelom ) 蚯蚓横切面图 组成体壁 组成肠壁
1. 次生体腔形成的方式(裂体腔法) 外胚层 ( Ectoderm ) 内胚层 ( Endoderm ) 囊胚腔 ( Blastocoel ) 原肠腔 ( Gastrocoel ) 原口 ( Blastopore ) 中胚层细胞 次生体腔 真体腔 (Coelom) 裂体腔 (schizocoel)
内胚层 ( Endoderm ) 外胚层 ( Ectoderm ) 次生体腔 ( Secondary coelom ) 隔膜 ( Mesentery ) 中胚层 ( Mesoderm ) 体壁中胚层 肌肉 中胚层 壁体腔膜 脏壁中胚层 脏体腔膜 肌肉 为身体出现分节现象 提供了基础 。 消化管与体壁为次生体腔 隔开,这就促进了循环器 官的发生。 次生体腔内充满体腔液在 体腔内流动,能辅助物质 的运输。 体腔膜可以固定内部的脏 器,起到缓冲的作用。 肠壁上有了肌肉,肠可自 主蠕动,而不依身体的运 动 → 消化机能的提高(同 化功能加强) → 异化功能 加强 → 循环、排泄功能加 强。 2. 次生体腔的意义
四 循环系统 1. 产生: 2. 组成: 组成 3. 血液循环流程: 血液循环流程 4. 类型: 类型 5. 意义: 次生体腔挤压原体腔残留的间隙。 血液循环有了动力(心脏、背血管搏 动)和防倒流装置(瓣膜),使血液 流动有一定方向,流速较恒定,提高 了运输营养物质及携氧机能。
血管 纵血管 环血管 背血管:粗,能搏动,血液自后向前流动。 腹血管:细,血液自前向后流动。 神经下血管:紧靠腹神经索下方,比腹血管更 细。 心脏:膨大的环血管, 4-5 对,连接背腹血管, 能搏动,内有瓣膜。 壁血管:连接背血管和神经下血管,一般 每体节 1 对(左右 2 条)。 微血管:主血管末端分化出微血管。 2. 蚯蚓循环系统的组成 背血管( Dorsal vessel) 腹血管( Ventral vessel) 心脏( Heart ) 血液: 神经下血管( Subneural Vessel ) 血浆中含有血红蛋白。
1 背血管 —— 咽、食管 —— 食管侧血管 2 背血管 —— 心脏 —— 腹血管 3 腹血管( 14 体节前) —— 体壁、肠、肾 —— 食管侧血管 4 腹血管( 14 体节后) —— 体壁、肾 —— 神经下血管 5 食管侧血管 —— 神经下血管 —— 壁血管 —— 背血管 咽、食管 体壁、肾 肠 背血管 腹血管 神经下血管 壁血管 心脏 腹肠血管 背肠血管 食管侧血管 3. 蚯蚓血液循环系统流程 腹肠血管 —— 肠 —— 背肠血管 口端 尾端
1. 闭管式循环 ( closed circulation ): 血液始终在血管 中流动,如蚯蚓。 2. 开管式循环 ( opened circulation ): 次生体腔退化, 形成一系列腔隙(血窦),血液要流入血窦中,如蚂蝗。 4. 血液循环类型
五 后肾管( metanephridium )排泄系统 结构: 肾口:开口在体腔内,多细胞的纤毛漏斗。 排泄管:布满血管。 肾孔(排泄孔):穿过节间膜,开口在下一节的体壁。 机能上的分工: 肾口( Nephrostome )收集体腔液内的代谢废物; 肾管( Nephric )吸收血液中的代谢废物,并重吸收某些盐 离子、水分。 功能:排泄体腔中的代谢产物,也可排除血液中的代 谢产物和水分。 肾口 ( Nephrostome ) 肾孔 ( Nephridiopore ) 毛细血管网 ( Capillary network ) 肾管 ( Nephric ) 典型后肾管结构图 膀胱 ( Bladder )
几个概念 肾管:起源于外胚层,排出代谢产物。 原肾管:一端有开口(排泄孔),而另一端是盲端。 后肾管:两端都有开口(肾口、肾孔)。 大肾管:每一体节一对,由肾口、肾管、肾孔组成。 小肾管:每一体节多条,有的无肾口,有的开口于消化管。 体腔管:由体腔上皮形成的管子,起源于中胚层,排 出生殖细胞。 肾管和体腔管的混合,分别形成: 原肾型混合:原肾管和体腔管的混合 后肾型混合:后肾管和体腔管的混合 混合肾:后肾管和体腔管的融合,完全混合为单一的管。 排泄管和生殖管单独存在。
原肾型混合 后肾型混合 混合管 排泄器官的起源(补充内容) 肠腔 体腔 原肾管 体腔管 后肾管
1. 组成 中枢神经系统:咽上神经节(脑) —— 围咽神经 —— 咽下神经节 —— 腹神经索 外周神经系统:由中枢神经系统发出到身体各个部分 神经索中一般有 5 条巨大神经纤维:冲动传导速度是一 般传导速度的数倍、十几倍。因此。身体的任何部位受 到刺激,巨大神经纤维的传导可引起所有体节同时收缩 使虫体迅速逃避。 2. 神经冲动传导方式 —— 反射弧 感觉 —— 调节 —— 运动 神经系统更集中,反应更迅速和准确。 六 索式神经系统( nerve cord ) 口 咽 肠 咽上神经节 ( Suprapharygeal ganglion ) 围咽神经 ( Circumpharygeal connective ) 咽下神经节 ( Subpharygeal ganglion ) 腹神经索 ( Ventral nerve cord ) 蚯蚓神经系统模式图
3. 感觉器官 感觉器官发达(多毛 类):有眼(感光)、 化学感受器、平衡囊 等。 陆生种类的感觉器官 一般不发达,主要是 体表的感觉细胞感受 外界刺激。 沙蚕头部
七 发育( development ) 陆生和淡水生活的环节动物为直接发育,无幼 虫期。 海产种类的个体发生中,经螺旋卵裂、囊胚、 原肠胚(内陷法),发育成为担轮幼虫,再经 过变态成为成虫。 担轮幼虫期及其变态在动物进化上具有重要意 义。许多外形差别很大的动物, 如软体动物, 苔 藓动物, 腕足动物等都要经过担轮幼虫期, 而且 与牟勒氏幼虫, 帽状幼虫, 轮虫都相似, 可以说明 它们之间的亲缘关系。
担轮幼虫 ( trochophore ) 担轮幼虫发育过程
环节动物主要特征小结: 身体出现原始的同律分节( homonomous metamerism )现象; 出现扁平状的疣足( parapodia )和刚毛( seta ), 作为运动器官; 普遍具有发达的次生体腔( secondary coelom ), 相应地促进闭管式循环系统和后肾管( nephridium ) 的发生,从而使各种器官系统趋向复杂机能增强; 神经组织进一步集中,脑和腹神经索形成,构成索式 神经系统( nerve cord ) 。感官发达,接受刺激灵敏, 反应快速; 海产种类在发育过程中出现担轮幼虫; 在动物演化上发展到了一个较高阶段,是高等无脊椎 动物的开始; 本门动物约 种,常见有沙蚕、蚯蚓、水蛭等。
第二节 代表动物 ___ 环毛蚓
环毛蚓的外部形态
前肠:口腔 —— 咽(单细胞咽腺,分 泌粘液和蛋白酶 ) —— 食道(食道腺, 分泌钙质 ) —— 砂囊 中肠:胃(胃腺) —— 小肠(大部分 营养物质可在小肠内消化吸收 ) —— 肓肠(能分泌蛋白酶、淀粉酶和脂肪 酶 ) 后肠:直肠 —— 肛门 黄色细胞:脏壁体腔膜特化形成,能 贮存脂肪和糖原,具有贮存排泄的作 用。
呼吸
环毛蚓生殖系统 雌性:生殖孔 1 个,开口于ⅩⅣ节腹中线 卵巢 —— 卵漏斗 —— 输卵管 —— 生殖孔 雄性:生殖孔 1 对,开口于ⅩⅧ体节两侧 精巢囊(内有精巢) —— 贮精囊 —— 精 漏斗 —— 输精管 + 前列腺液 —— 生殖孔
第三节 环节动物的分类 约 9000 多种,分三纲: 1 多毛纲; 2 寡毛纲; 3 蛭纲
1 多毛纲 头部显著, 有触手, 触须, 有疣足, 无环 带. 如日本沙蚕, 长吻沙蚕等; 异沙蚕相:一些种类的动物, 到了性 生殖成熟是, 身体的后半部形成生殖 细胞, 形态发生变化, 纲毛变长, 疣足叶 状, 而身体的前半部却无变化.
多毛纲分目 1. 触须亚纲(游走亚纲):能自由游动,同律分节;感 官发达,咽能外翻,具颚;每体节有一对疣足。 代表动物:沙蚕;鳞沙蚕;吻沙蚕 2. 蠕形亚纲(隐居亚纲):穴居,常有栖管;异律分 节;头部不明显,口前叶小,无触手;咽不能外翻,无 颚;疣足退化。 代表动物:盘管虫,缨鳃虫。
头部不发达, 无疣足, 有环带, 如环毛蚓, 瓢体虫等 寡毛纲分目: 1. 近孔目:水生,底栖,体小型,雄生殖孔一对,开口在具 精巢、精漏斗这一体节的后一节。 代表动物:尾鳃蚓。 2. 前孔目:水生,雄生殖孔 1~2 对,末对开口在最后具精巢、 精漏斗的体节上。 代表动物:带丝蚓 3. 后孔目:陆生,雄生殖孔一般一对,开口在最后具精巢、 精漏斗这一体节后一节或后几节。 代表动物:环毛蚓,爱胜蚓 2 寡毛纲
体扁长, 无疣足, 无刚毛, 有吸盘. 如宽身扁蛭, 鳃蛭 分目: 1. 棘蛭目:体腔发达,具刚毛;只有后吸盘。代表动物: 棘蛭 2. 吻蛭目:具有可伸出的管状物,无颚;前吸盘有或无。 体腔退化,有循环系统。代表动物:扁蛭 3. 颚蛭目:口腔具颚,有前吸盘,无循环系统。肉食性或 吸食血液。代表动物:宽身蚂蝗 4. 石蛭目:无颚片,具肉质的伪颚,咽长。代表动物:带 状石蛭。 3 蛭纲
Dorsal aspect
环节动物门三纲比较 系统多毛纲寡毛纲蛭纲 头部明显不明显 运动疣足刚毛无刚毛和疣足 生殖无生殖环带 雌雄异体 有生殖环带 雌雄同体 有生殖环带 雌雄同体 发育担轮幼虫直接发育 习性海洋生活大多陆生多淡水 暂时性体外寄生
第四节 环节动物的经济意义 1. 鱼类及禽畜类的天然饵料(担轮幼虫、沙 蚕类、水蚓类、蚯蚓等); 2. 改良土壤的动物资源(蚯蚓等); 3. 海洋污染及水体冷暖的指示动物(多毛类 等); 4. 危害人, 牛, 鱼等动物 ( 蛭 ) ,医学上的应用。
利用医蛭吸取创口瘀血
第五节 环节动物门的系统发展 起源 : 1. 扁形动物 ( 涡虫纲 ) 环节动物 2. 担轮幼虫 ( 假想祖先 ) 环节动物 系统发展 : 多毛类 寡毛类 蛭纲
几个重要问题 1 。真体腔的形成、与假体腔的区别以及生物学意义。 中胚层在体壁与肠壁之间的腔; 腔壁上包围有体腔膜; 体腔内充满体腔液; 裂腔法形成真体腔; 在系统发生上比假体腔出现的晚。 2 。同律分节及其生物学意义。 3 。后肾型排泄系统的特点。 4 。环节动物不同类群之间的区别。
思考题 1 。环节动物门有哪些主要特征?身体分节和次生体腔的 出现在动物演化上有何重要意义? 2 。环节动物分为几纲,各纲的主要特征是什么? 3 。比较沙蚕、蚯蚓和蛭的主要结构的异同。 4 。从多毛类、寡毛类和蛭的形态特征,试述其对各自生 活方式的适应性。 5 。了解蛭类的次生体腔的演变与血循环系统的关系。 6 。试述环节动物与人类的利害关系。 7 。试述环节动物的系统发育。