棘皮动物海参.doc

分属简介
　　棘皮动物门(Echinodermata)海洋无脊椎动物中的一个门。特征为外皮坚硬且多刺，已鉴定的已逾21纲，现存的种类包括海百合纲(Crinoidea;如海百合、海羊齿)、海星纲(Asteroidea;如海盘车、海燕)、蛇尾纲(Ophiuroidea;如阳遂足、刺蛇尾)、海胆纲(Echinoidea;如海胆)和海参纲(Holothurioidea;如海参)及Concentricycloidea纲，有6,000多种。化石种约13,000种。
　　生物学家将海星、海胆、沙钱和海参都归为棘皮动物。棘皮动物是生活在海底、身体呈辐射对称的无脊椎动物。棘皮动物的意思就是它们的表皮犹如荆棘一般。起名字的由来可能是因为大多数这类动物的外表皮都由棘状的内骨骼（endoskeleton）支撑，内骨骼由含钙的盘状物组成。棘皮动物是一种高级的无脊椎动物，具有与其他无脊椎动物外骨骼不同的、由中胚层分泌的内骨骼，并有司呼吸及运动的水管系统，体腔明显，幼年期两侧对称，成年期则多为辐射对称。体不分节，无头部，体表具瘤粒或棘刺，故名棘皮动物。现生的海星、海胆、海参等都属本门动物。
　　棘皮动物的内骨骼多为一球形、梨形、瓶形、薄饼形、或星形的钙质壳，壳由许多骨板组成。壳上有口、肛门、水孔等。并有五条自口向外辐射对称排列的步带，步带之间为间步带。有的且有由许多骨板组成的茎及腕。壳及茎等均易保存化石。
体态特征
　　1．身体辐射对称，且大多为五辐对称.
　　2．次生体腔发达.
　　3．体壁由上皮和真皮组成.
　　上皮：单层细胞
　　真皮:结缔组织,肌肉层，内骨骼(中胚层形成),体腔上皮.
　　内骨骼差别很大：如极微小(海参);形成骨片呈一定形式排列(海星等);骨骼完全愈合成完整的壳(海胆类).内骨骼常突出体表，形成刺或棘,故称棘皮动物.
　　4．有独特的水管系和管足.
　　水管系和管足是次生体腔的一部分特化形成的一系列管道组成，有开口与外界相通,海水可在其中循环.管足有运动，呼吸,摄食的功能.
　　5．运动迟缓，神经和感官不发达.
　　雌雄异体,个体发育中有各型的幼虫(如羽腕幼虫，短腕幼虫,海胆幼虫等)
　　6．全部生活在海洋中.
外部形态
　　棘皮动物外形最显著的特征是成体为五放辐射对称，身体分为有管足的辐部
或步带，和无管足的间辐部或间步带。辐射对称通常由管足的排列呈现出来。一些内部器官，如水管系、神经系、血系和生殖系也为辐射对称，唯消化系例外。由于辐射对称，身体有口面和反口面之分。
　　棘皮动物的骨骼十分发育。海胆的骨骼最为发达，骨板密切愈合成壳；海星、蛇尾和海百合的腕骨板形成椎骨状；海参骨骼最不发达，为微小的骨针或骨片，埋于表皮之下。骨骼外包表皮，皮上一般都带棘，海胆和海星则有变形而成的球棘和叉棘。
内部特征
　　棘皮动物的体腔发达。在胚胎期体腔由肠腔法形成，成体期时体腔主要被消化道和生殖腺占据。
　　水管系是本类动物特有的，也是最重要的器官。它由体腔的一部分──水腔演变而成。不论移动、摄食、呼吸、感觉都靠它来完成。典型的水管系自筛板经石管，通到围绕口部的环管和伸至辐部的辐管。辐管有小分枝分到管足。管足是肌肉性的囊状构造。海水由筛板进入水管系，借管足的伸缩移动身体。
　　神经系和血系均与水管系的排列相同，有一个围绕食道的环，并从环向各辐部伸出分枝。棘皮动物神经系复杂，分为3类：
　　①口神经系或外神经系，包括围绕食道的环神经和伸入各辐部的辐神经，为现生棘皮动物的主要神经系。
　　②下神经系，在口神经系的里边。
　　③反口神经系或内神经系，在反口面表皮下。血系介于神经系和水管系中间，有围绕食道的血窦环和从血窦环分到各辐部的辐血窦组成。海参和海胆的血系比较发达。海星纲和蛇尾纲的消化系有一大形囊状胃；肠直走，不弯曲。其他各纲的消化系多为长而弯曲的管子。蛇尾和大部分海星均无肛门，不能消化的东西仍从口里排出。海百合的口和肛门均朝上。许多歪形海胆肛门移至身体后部或口面。
　　棘皮动物的呼吸系不发达。海星的皮鳃和海胆的围口鳃，可以增加呼吸的能力和面积。某些海参有特殊的呼吸器官──呼吸树（又称水肺）。
分布范围
　　广泛分布于各海洋，从潮间带到最深的海沟。
生活习性
　　骨骼由无数碳酸钙骨片组成，可作很好的指示化石。体腔的一部分形成水管系，内充满液体，向体表外伸出像触手样的构造，有运动、取食、呼吸和感受刺激的作用。现存种呈明显五辐射对称外观，掩盖了其两侧对称的基本体形。棘皮动物的形状、大小和颜色很不同，有的呈鲜豔的红、橙、绿和紫色。小的数公分，大的如海参有长2公尺的，海星直径有达1公尺(约3.3呎)的。海百合化石最大，长度超过20公尺(66呎)。
　　多数种类雌雄异体，一般有性生殖。精子和卵排入水中受精。生殖季节多数在春夏季，持续一或两个月，但有几种能全年繁殖。受精卵的发育途径不同。卵黄少的小卵发育成幼虫，成为浮游生物的一部分，经一段时期的摄食，变成幼棘皮动物，定居水底。大型卵有较多的卵黄，发育为一浮游性幼虫，但在最终变为幼棘皮动物前以本身卵黄为养料，不取食小生物。具浮游功能阶段的发育为间接发育。含大量卵黄的大型卵可不经幼虫期直接发育成幼棘皮动物，为直接发育。卵经多次分裂发育为原肠胚，一端凹入形成原肠。棘皮动物与脊椎动物及某些无脊椎动物相似处为︰其胚孔将来是肛门的位置，口位于与胚孔相对的身体的另一端。从原肠形成一对中空的囊，以后发育成体腔和水管系。
　　原肠胚发育成一个基本的幼虫型，即两侧对称的两侧囊幼虫。在身体两侧、口和肛门的前方有一条纤毛带。各纲棘皮动物的幼虫(耳状幼虫、羽腕幼虫和长腕幼虫)都是这一基本型的变型。海参对称幼虫的纤毛带像人耳，故名耳状幼虫。海星的对称幼虫为羽腕幼虫，它有两条纤毛带，一条在口前方，另一条在口后方，并围绕身体的边缘。海胆和蛇尾的幼虫较高等而复杂，形状近似，统称长腕幼虫，像倒置的画架。海胆(长腕)幼虫和蛇尾(长腕)幼虫通常有4对腕。海百合无两侧囊体期，有一樽形幼虫。其他类群也可能有樽型幼虫，例如海参的耳状幼虫后有樽形幼虫发育期；但有些种类无此幼虫。大多数幼虫小，不超过1公釐(0.04吋)长，但海参(sea cucumber)幼虫有的长15公釐(0.6吋)，某些海星的羽腕幼虫可超过25公釐(0.9吋)。经数天到数周的浮游生活，幼虫经复杂的变态，最后形成幼棘皮动物。由於形成5条水管，辐射对称取代了两侧对称。海百合和海星的幼虫在变态前先附到水底，而海参、海胆和蛇尾，在浮游生活时变态，形成幼棘皮动物后才沉到海底。平均寿命约4年，有的长达8或12年。生长率多取决於食物的多少和水的温度。
　　棘皮动物再生能力强，海星只要体盘连著一条腕，就能长成新个体。某些海参在受攻击或环境不好时，能驱出其内部器官，数周内长出新内脏。海百合用腕沟中管足产生的黏液网捕食浮游生物。腕张开，对著水流，小动物由於纤毛和管足的运动顺沟送入口内。海星纲的许多种类掠食性，捕捉贝类，甚至其他海星；另有些种类吞食泥沙。有的取食时胃翻出，包住食物进行部分体外消化，再缩回到体内消化。大多数蛇尾取食浮游的或底栖的小生物，由腕和管足捕捉，送入口内。腕分支十分复杂的蛇尾的取食情况，可能类似海百合。
　　最原始的所谓正形海胆杂食或植食性，它们坚硬的齿从石上刮食藻类或其他小生物，或吃海草。较高等的海胆无齿，穴居，以刺和管足把小生物送入口内。有些海参附在表层，以分支的黏触手捕食浮游生物，有的从海底寻食，用触手送入口内。许多海参吞食泥沙，消化有机质。棘皮动物身体的外层细胞至少可以从溶解在海水中的有机质获得相当数量的营养物。
经济价值
　　少数种类有重要经济价值，热带的几种大型海参可作为人的食品，尤其在东
方。欧洲、地中海地区、智利等以海胆的成熟性腺为美肴。热带有的海参有毒素，能使许多动物致死。太平洋岛屿土著用从海参组织浸出的毒水杀死鱼。但海参素似乎对人无毒，事实上还能降低某些肿瘤的生长率，可能在医药上有用。有害方面如海星捕食牡蛎，造成损失。加利福尼亚沿岸海胆吃掉有经济价值的海草幼苗，以致使它们无法成长。海星在太平洋和印度洋某些地方破坏珊瑚礁。
繁殖发育
　　棘皮动物多为雌雄异体，雌雄体在外形上无区别。生殖细胞释放到海水中受精。幼体在发生之初形状相同，在水中浮游，呈两侧对称（与成体完全不同），以后形状则随纲而异，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。海百合幼体呈桶形，与浮游纽鳃类的海樽十分相似，为樽形幼体。
物种分类
　　该类动物始于距今 5.7亿年的古生代下寒武纪，已记录的化石约 13000种。现生棘皮动物一般分为5纲，约有5900种，中国沿海现采到约500种。
　　1．海百合纲(Crinoidea) （代表动物：海百合） 现生棘皮动物中最为古老的一纲。暂时或终身营固着生活。口与肛门都朝上，腕分枝似羽，管足呈触手状。幼体呈桶状。全世界约有610种。体有柄（海百合类）或成体无柄（海羊齿类），颇似植物。具有分肢的腕。步带沟内生触手，无运动功能，可捕食。雌雄异体，生殖腺位于生殖羽内。个体发育中经过蛹形的樽形幼虫。
　　2．海参纲(Holothurioidea) （代表动物：刺参 梅花参 海棒槌）　体延长成圆筒形，一端有口,周围长有触手，另一端为
肛门。骨板不发达,形成微小的骨针或骨片。筛板开口于体腔内。有耳状幼体。全世界约有900种。
　　3．海星纲(Asteroidea) （代表动物：海盘车）　体扁平，呈五角形或星形,腕与体盘分界不显，口在腹面，肛门和筛板在反口面。消化器官有一部分延伸入腕中，腕的腹面有步带沟，管足发达。有羽腕幼体。全世界约有1600种。
　　4．海胆纲(Echinoidea) （代表动物：马粪海胆 紫海胆）　体呈半球形、心形或饼形。有钙质小板构成的坚壳，壳上有棘。口在下面，肛门多半在反口面，有筛板。幼体为海胆幼体。全世界约有800种。
　　5．蛇尾纲(Ophiuroidea) （代表动物：筐蛇尾 海盘）　亦称“阳遂足纲”。体扁平似星，腕细，与体盘分界显著。筛板在腹面,无肛门。腕无步带沟。消化系不伸入腕内。有蛇尾幼体。全世界约有2000种。
物种演化
　　棘皮动物幼体和古老的化石棘皮动物都不是辐射对称的，所以现生成体辐射对称是次生现象。严格说来，现生的棘皮动物也并非完全辐射对称，在一定程度上仍表现出两侧对称的形式。它们还有发达的体腔和三胚层，以及
来源于中胚层的内骨骼。这都远比呈辐射对称的腔肠动物进步。
　　俄国梅契尼柯夫在1881年指出，棘皮动物幼体和肠鳃类幼体十分相似。因此，他认为这两类动物有亲缘关系，并把棘皮动物同肠鳃类合为水腔动物门。美国H.B.费尔(1948)认为：幼体相似可能是进化过程中一种趋同现象；幼体相异可能是进化过程中一种趋异现象。从现生幼体相似性来看，海参和海星相近，海胆和蛇尾相近。但是，从古生物和形态角度来看，却是海星和蛇尾相近，海参和海胆相近。因此，费尔认为根据幼体相似性推论棘皮动物和肠鳃动物有亲缘关系难以接受。从生化成分看，却又是海参和海星、海胆和蛇尾相近。
　　英国R.P.S.杰弗里斯（1979、1982）在寒武纪到中泥盆统的海相地层中，发现原始的脊索动物化石，称为“钙质脊索动物”。其形态介于棘皮动物和脊索动物之间，既有棘皮动物形式的钙质骨骼，又具有脊索动物的一些形态，如鳃裂、带脊索的肛后尾、脊神经节、背神经脊和类似被囊类的滤食咽部。钙质脊索动物的发现，进一步证明了棘皮动物和脊索动物有亲缘关系。
相关研究
　　影响海洋碳循环
　　德国莱布尼茨海洋学研究所发表公报说，最新研究发现，海星等棘皮动物在海洋碳
循环中起着重要作用，它们能够在形成外骨骼的过程中直接从海水中吸收碳。
　　棘皮动物是生活在海底的无脊椎动物，分为海星纲、海胆纲、蛇尾纲、海参纲和海百合纲等5类，其身影遍布各大洋。
　　研究发现，棘皮动物会吸收海水中的碳，以无机盐的形式(例如碳酸钙)形成外骨骼。它们死亡后，体内大部分含碳物质会留在海底，从而减少了从海洋进入大气层的碳。通过这种途径，棘皮动物大约每年吸收1亿吨的碳。
此前已知，燃烧化石燃料产生的温室气体进入海洋后，海水酸性会上升，伤害珊瑚礁和贝类。此次研究人员发现，酸性海水对棘皮动物的侵害也非常严重，令这类生物无法形成牢固的含钙外骨骼。
海参
海参，属海参纲（Holothurioidea），是生活在海边至8000米的海洋软体动物，据今已有六亿多年的历史，海参以海底藻类和浮游生物为食。 海参全身长满肉刺，广布于世界各海洋中。我国南海沿岸种类较多，约有二十余种海参可供食用，海参同人参、燕窝、鱼翅齐名，是世界八大珍品之一。海参不仅是珍贵的食品，也是名贵的药材。据《本草纲目拾遗》中记载：海参，味甘咸，补肾，益精髓，摄小便，壮阳疗痿，其性温补，足敌人参，故名海参。现代研究表明，海参具有提高记忆力、延缓性腺衰老，防止动脉硬化、糖尿病以及抗肿瘤等作用。
分布环境
海参在中国多个海域有分布，仅中国南海产就有30多种，西沙群岛居多，温带海区以山东半岛和辽东半岛为主。海参常见于热带、亚热带海洋，在印度——西太平洋区的珊瑚礁内栖息的种类特别多。有的裸露，有的隐藏，有的钻在沙内，有的品种仅见于珊瑚礁内。摄食常有节律性。生活在2～40m深的海底；适应水温为0℃～28℃，盐度为28‰～31‰；水温高于20℃时夏眠；饵料以泥砂中的动植物碎屑和底栖硅藻为主；繁殖期在6～7月；具有很强的再生能力。 生活习性　　 海参多栖息于水深13-15m的海藻繁茂、风浪冲击小、水流缓慢、透明度较大、无大量淡水注入的海区。生活生深自低潮线以下2-20m，幼小者生活在浅水底，个体较大者生活在深水底。夏眠从夏至开始约100天。当水温下降到20℃以下时即解除夏眠。刺参具有很强的再生习性，当处在不良生活条件下，体壁强烈收缩，从肛门排出内脏，如消化管、中短波吸树、生殖腺等，条件转好时，再生新内脏。切去身体的一段仍可再生。以小型动植物为食，如腹足类、桡足类、软体动物的幼贝和硅藻及有机质碎屑等。海参为雌雄异体，生殖腺5-6月成熟。体外受精。经数个变态幼虫后发育成稚参，再进一步成长为成参。海参靠肌肉伸缩爬行，每小时只能前进4米。比蜗牛还慢，所以善于伪装，肤色和环境类似；同时依靠排出内脏迷惑天敌与强大的再生能力来维持生存。只要水温和水质适宜，即使海参被切除一半或被天敌吃掉一半，海参可以在几个月后重新长出全部身体，但前提是剩下的一半必须有头部或肛门，因为生长细胞集中于这两个部位。海参的天敌是螃蟹。当海参遇到敌害进攻无法脱身时，通过身体的急剧收缩，将内脏器官迅速地从肛门抛向敌害。失去内脏后的海参，经过几个星期的生长，体内会重新长出内脏。