棘皮动物门(Echinodermata) 第十二章 棘皮动物门(Echinodermata)
进化地位 棘皮动物为辐射型卵裂; 具有内骨骼——中胚层起源的钙化骨片形成; 内陷法形成原肠胚,肠腔法形成中胚层、真体腔; 原胚孔——成体肛门,口——于原肠孔相对的一端形成 ——最原始的后口动物。 棘皮动物与此前讲述的无脊椎动物不同: 它的卵裂、早期胚胎发育、中胚层的产生、体腔的形成、以及骨骼由中胚层产生等,都与脊索动物有相同的地方,而不同于无脊椎动物。 从成体口的形成和肛门的形成看,棘皮动物也同于脊椎动物 ——棘皮动物、脊椎动物都属于后口动物 ——普遍认为,脊索动物与棘皮动物具有相同的祖先。
生物学特征 棘皮动物成体——五辐射对称,幼体——两侧对称; 骨骼由中胚层产生,表面具有棘、刺,突出体表之外; 一部分体腔——水管系统、血系统、围血系统等 是真体腔特化形成。 神经系统——没有神经节、中枢神经系统.
一、棘皮动物门的主要特征 1、外部形态 2、体壁、骨骼 3、水管系统 4、血系统、围血系统 5、消化系统 6、神经系统 7、生殖、发育
外部形态 1、属于后口动物(deuterostomes) 原口动物:胚胎发育过程中,胚孔发育成动物成体的口,由端细胞法形成中胚层和真体腔的一类动物。 后口动物:胚胎发育过程中,胚孔发育成动物成体的肛门或封闭,在其相对端另形成开口,由肠腔法形成中胚层和真体腔的一类动物。 棘皮动物和脊索动物同属于后口动物,所以棘皮动物是无脊椎动物中最高等的类群。
2、身体五辐对称,无头部,其幼体左右对称,固着生活。 五辐对称是次生性的,由幼体的左右对称发展而成的,且其外形上和内部器官均呈五辐对称。所以成体的五辐对称可能是次生性的,可能与原始种类的固着生活相关。
海盘车 身体 = 体盘 + 腕; 体盘 口面(较平,中央有口)+ 反口面(略凸,中央有肛门) 腕: 一般5条,从体盘伸出; 腹面中央有1条步带沟,其中具2~4排管足,管足末端有吸盘;腕的顶端靠下有眼点。 腕之间——间步带区;反口面间步带区具1个多孔的筛板。
棘皮动物-外部形态
体壁、骨骼 1、体壁 表皮层 角质层(薄)+ 单纤毛柱状上皮 真皮层 结缔组织 + 肌肉层 体腔膜 位于肌肉层内部——其它无脊椎动物体壁都没有真皮层
棘皮动物-体壁、骨骼 2、骨骼 棘皮动物的内骨骼由许多钙质骨片组成; 骨片上有小孔; 骨片位于体壁的结缔组织内。 骨片可以形成棘、叉棘、刺等——突出于体表之外——体表粗糙不平:得名于此。 不同形式的棘——防卫、清除体表沉积物等; 表皮+体腔上皮(向外凸起——皮鳃)都具纤毛——打动水流、体腔液:气体交换。 棘皮动物-体壁、骨骼
水管系统 相对封闭的管装系统——运动功能 水管系统是真体腔的一部分,其构成:筛板→石管→环水管→辐水管→侧水管→坛→管足。 水管系统 相对封闭的管装系统——运动功能 水管系统是真体腔的一部分,其构成:筛板→石管→环水管→辐水管→侧水管→坛→管足。 管足的外壁为纤毛上皮,与内壁的体腔上皮之间有肌肉层。为棘皮动物水管系统侧管末端腹分支,伸出体外,壁薄,末端有吸盘。其功能:内体腔液通过它呼吸、排泄;辅助运动。 水管系统的内壁是体腔上皮,里面充满液体: 水管系统内的液体与海水等渗; 运动时——液压系统——使管足可以伸缩——管足末端的吸盘可以借液压产生的真空吸附在物体上。 水管的其它部分共同起着控制、协调系统内水流的作用。
海盘车-水管系统
血系统、围血系统 棘皮动物没有专门的循环器官,但有特殊的血系统(hemal system)+围血系统(perihemal system)。 棘皮动物发达的真体腔内充满体腔液,靠体腔上皮细胞的纤毛打动,体腔液完成营养物质的输送。 血系统 包括一套与水管系统相应的管道: 辐血管——与辐水管平行; 环血管——与环水管平行; 胃血管及其分枝 位于反口面; 轴窦(axial gland) 与石管平行。 血系统内有液体,轴窦、背囊(筛板附近)均有搏动能力。
围血系统 围绕在血系统之外的一套窦隙,为体腔的一部分。 血系统、围血系统的作用知之不多! 棘皮动物血系统、围血系统-图示
消化系统 棘皮动物消化系统-图示(海盘车)
海蛇尾: 海胆纲: 海参: 海百合: 小动物、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。 具由复杂的骨片组成的咀嚼器,上面的齿——取食岩石上的海藻。 海胆的食谱兼具小动物、植物。 海参: 沉积取食、悬浮取食。消化道后端具呼吸树——分枝很多,呼吸作用。 海百合: 悬浮取食——管足上的纤毛将粘着的食物颗粒逐渐送入口中。
神经系统 棘皮动物的神经系统是分散的,没有神经节、中枢神经系统。 棘皮动物整个表皮中有大量感觉神经细胞: 除司触觉外,还能够对光、化学刺激作出反应。
生殖、发育 棘皮动物大多是雌雄异体(少数海蛇尾和海参除外)。 受精卵为辐射卵裂 ——内陷法形成原肠 ——肠腔法形成中胚层、3对体腔囊 ——原肠胚时的胚孔最终发育成成体的肛门,成体的口在原肠孔相对的另一端形成。 棘皮动物的幼虫期是两侧对称 ——变态后形成辐射对称的幼虫:棘皮动物的五辐射对称是次生性的。
二、棘皮动物门的分类 棘皮动物全部是海洋底栖生活,浅海——深海(数千米), 现存6000多种,化石种类则多达20000多种。 1、有柄亚门; 2、游走亚门
有柄亚门(Pelmatozoa) 附着或固着生活,生活史中至少有一个时期具固着用的柄。 海百合纲+许多化石种类 海百合纲(Crlnoidea) 最原始的棘皮动物,以柄固着生活(海百合),或无柄营自由生活(海羽星)。 五个腕的基部多分枝——身体看似杯状——但口面、反口面均在同一个面。 现存630余种。
海百合纲 似植物,反口面向下,有柄,5腕,(分支),无棘.
游走亚门(Eleutherozoa) 自由生活,生活史无固着生活的柄。 1、海星纲(Asteroidea) 身体星型,中央盘和5个(或5的倍数)腕之间的界限与海蛇尾相比不明显, 腕的口面有步带沟,步带沟中具2-4排足。
多臂海星 八腕海星 赤海星 刺冠海星 五角海星 角海星
2、海蛇尾纲(Opliiuroidea) 腕细长,与中央盘的界限非常明显,没有步带沟,管足没有坛囊和吸盘。筛板位于口面。 本纲为棘皮动物中最大的一类——现存约2000种,分布极广。
刺蛇尾 蛇尾目 真蛇尾 蛇尾目 海盘 蔓蛇尾目
3、海胆纲(Echinoidea) 5个腕向反口面愈合——呈圆球、扁圆形的骨 骼包住身体。 体表长有可以活动的刺。 现存约900种。
代表动物:马粪海胆、紫海胆
几种常见的海胆 马粪海胆(正形目) (正形目) 紫海胆(正形目) 蛸枕(斗笠海胆) (正形目) 心形海胆(心形目)
4、海参纲(Holothuroldea) 身体沿口面和反口面延长——成为长圆柱状,无腕,并以步带区和间步带区附着。 口、肛门分别在身体的两端,出现次生性的两侧对称。 骨片小而分散,无互相关连的骨板——故体表没有棘、叉棘 口——一圈管足形成的触手所包围。 现存约1100余种。
几种常见的海参 梅花参(Thelenota ananas) 白底靴参 光参(Cucumaria japonica) 楯手目 海棒槌(Paracaudina chilensis var) 芋参目 刺参(Stichopus japonicus)
棘皮动物-类群
第四节 棘皮动物与人类的关系 食用:刺参、梅花参为名优食用参。海胆卵可制酱。 药用:海参可入药,有益气补阴、生肌止血之功。海胆壳入药,可软坚散结、化痰消肿。海星及海燕等干制品,有清热解毒、平肝和胃、补肾滋阴的功能。 科研教学:海胆卵为发育生物学的良好实验材料。海星卵为研究受精及早期胚胎发育的好材料。 危害:海胆喜食海藻,故为藻类养殖之害;有些种类的棘有毒,可造成对人类的危害。海星喜食双壳类,一个成体海星一天吞食和破坏牡蛎可达20多个,故为贝类养殖之敌害。
复习思考题: 1、名词解释:原口动物、后口动物、五辐对 称、管足、棘皮 2、棘皮动物门的主要特征是什么? 3、为什么说棘皮动物是无脊椎动物中高等类群?