动物生物学棘皮动物

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1、 现 存 的 棘 皮 动 物 有 6000多 种 ， 常 见 的 有 海 星 、 海 胆 、 海 参 等 ，这 些 动 物 与 前 面 所 述 的 原 口 动 物 不 同 ， 在 胚 胎 发 育 由 原 口（ 胚 孔 ） 形 成 动 物 的 肛 门 ， 在 与 原 口 相 对 的 一 端 ， 形 成 一 新口 ， 发 育 为 口 。 以 这 种 方 式 形 成 口 的 动 物 称 为 后 口 动 物 。 为无 脊 椎 动 物 中 最 高 等 的 类 群 。 棘 皮 动 物 、 半 索 动 物 、 脊 索 动物 都 属 于 后 口 动 物 。3.4.10 无 脊 椎 后 口 动 物辐 射 对 称

2、 的 棘 皮 动 物 门 ECHINODERMATA 附 ： 毛 颚 动 物 门 、 半 索 动 物 门 进 化 地 位1. 棘 皮 动 物 为 辐 射 型 卵 裂 ， 而 不 是 螺 旋 形 卵 裂 ；2. 具 有 中 胚 层 起 源 的 内 骨 骼 ， 钙 化 骨 片 形 成 ； 3. 内 陷 法 形 成 原 肠 胚 ， 肠 腔 法 形 成 中 胚 层 、 真 体腔 ；4. 由 胚 孔 发 育 为 成 体 肛 门 ， 于 胚 孔 相 对 的 一 端 形成 口最 原 始 的 后 口 动 物 。 生 物 学 特 征棘 皮 动 物 是 一 个 相 当 特 殊 的 类 群 ：1.体 呈 五 辐 射

3、 对 称 通 过 口 面 到 反 口 面 的 中 央 轴 ，可 做 五 次 切 割 ， 所 切 除 的 两 部 分 基 本 对 称 。2.骨 骼 由 中 胚 层 产 生 ， 并 向 体 表 突 出 成 棘 ；3.具 有 由 一 部 份 体 腔 演 交 而 成 的 水 管 系 统 和 围 血 系 统 ；4.没 有 神 经 节 、 中 枢 神 经 系 统 ；5.辐 射 型 卵 裂 ， 内 陷 法 形 成 原 肠 胚 ， 肠 腔 法 形 成 中 胚层 和 真 体 腔 ； 口 在 原 口 相 对 的 一 端 另 行 形 成 。所 以 棘 皮 动 物 是 一 类 高 等 无 脊 椎 的 后 口 动 物

4、。 3.4.10.1 身 体 结 构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 和 食 性 ； 6、 神 经 系 统 ；7、 生 殖 、 发 育 1.外 部 形 态多 数 种 类 成 体 五 辐 射 对 称 （ pentamerous radial symmetry） ， 因 幼 体 两 侧 对 称 ， 所 以 认 为 五 辐 对称 是 次 生 性 的 。棘皮动物外部形态 2.体 壁 与 骨 骼1） 体 壁 ： 由 表 皮 和 真 皮 构 成 。表 皮 层 ： 为 一 层 柱 状 上 皮 ， 外

5、有 薄 的 角 质 层 。 细 胞 间 散 布有 腺 细 胞 、 感 觉 和 神 经 细 胞 。 柱 状 细 胞 之 下 是 真 皮 层 。真 皮 层 ： 分 为 结 缔 组 织 和 肌 肉 层 ， 其 内 是 体 腔 膜 。其 它 无 脊 椎 动 物 体 壁 都 没 有 真 皮 层 。 2） 骨 骼 ： 棘 皮 动 物 的 内 骨 骼 由 许 多 钙 质 骨 片 组 成 ； 骨 片可 以 形 成 棘 （ papilla） 、 叉 棘 、 刺 （ spine） 等 突 出于 体 表 ， 使 体 表 粗 糙 ： 不 同 形 式 的 棘防 卫 、 清 除 体表 沉 积 物 等 ； 体 壁 还 有

6、皮 鳃 进 行 气 体 交 换 。 3.水 管 系 统 棘 皮 动 物 所 特 有 ， 形 成 管 足 ，组 成 棘 皮 动 的 运 动 器 官 ， 并兼 有 呼 吸 作 用 。结 构 包 括 ： 筛 板 -石 管 -环 水 管-辐 水 管 (5根 )-侧 水 管 -管足 囊 和 吸 盘 。水 管 系 统 里 面 充 满 液 体 ， 与 海 水等 渗 。运 动 时 ： 借 坛 的 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 。 实 验 证 明 ： 水 管 系 统 内 的 液 体 不与 外 界 交 换 。 4.血 系 统 、 围 血 系 统

7、 棘 皮 动 物 没 有 专 门 的 循 环 器 官 ， 靠 体 腔 液 完 成 营 养 物 质 的 输 送 。 有 特 殊 的血 系 统 （ hemal system） 和 围 血 系 统 （ perihemal system） 。 血 系 统 ： 包 括 一 套 与 水 管 系 统 相 应 的 管 道 ,与 辐 水 管 平 行 的 辐 血 管 ， 与 环 水管 平 行 的 环 血 管 。围 血 系 统 ： 围 绕 循 环 系 统 的 管 腔 。 5.消 化 系 统 和 食 性结 构 ： 一 般 由 口 、 食 道 和 消 化 管 组 成 。 消 化 管 的 形 状 因 种 类 不 同 而

8、异 。海 星 ： 消 化 管 呈 囊 袋 状 ， 口 面 中 央 的 口 ， 短 的 食 道 ， 宽 大 的 胃 （ 贲 门 胃和 幽 门 胃 ） 组 成 。 幽 门 胃 向 腕 内 伸 出 2支 幽 门 盲 囊 ， 能 分 泌 酶 。 胃 后为 短 的 肠 ， 有 2-3个 肠 盲 囊 ， 末 端 开 口 于 肛 门 。6.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。 7.生 殖 、 发 育 多 数 是 雌 雄 异 体 （ 少 数 海 蛇 尾 和 海 参 除 外 ） 。 生 殖 腺位 于

9、 各 腕 的 基 部 两 侧 ， 反 口 面 。 精 卵 在 海 水 中 受 精 ， 受 精 卵 为 辐 射 卵 裂 ， 内 陷 形 成 原肠 胚 ， 肠 腔 法 形 成 中 胚 层 和 3对 体 腔 （ 前 中 后 体 腔 囊 ） ，由 胚 孔 发 育 为 成 体 肛 门 ， 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 。 所 以 棘 皮 动 物 的 五 辐 射 对 称 是 次 生 性 的 。 3.4.10.2 棘 皮 动 物 门 的 分 类棘 皮 动 物 全 部 是 海 洋 底

10、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 海 蛇 尾 纲海胆纲海参纲 3.4.10.3 棘 皮 动 物 的 进 化 地 位棘 皮 动 物 与 无 脊 椎 动 物 不 同 ：卵 裂 (辐 射 卵 裂 ) 、 (内 陷 法 )形 成 原 肠 、 ( 肠 腔法 )中 胚 层 和 体 腔 的 形 成 、 骨 骼 由 中 胚 层 产 生 。与 脊 椎 动 物 相 同 之 处 ：口 的 形 成 、 肛 门 的 形 成 。所 以 ， 科 学 家 认 为 棘 皮 动 物 与 脊

11、索 动 物 具 有 共 同祖 先 。 附 ： 毛 颚 动 物 门绝 大 多 数 营 浮 游 生 活 ， 运 动 迅 速 ，为 海 洋 浮 游 动 物 的 组 成 部 分 。毛 颚 动 物 体 形 似 箭 ， 较 小 ， 体 长 多在 40mm以 下 ， 半 透 明 。体 分 为 头 、 躯 干 和 尾 三 部 分 ， 在 头部 口 的 周 围 有 几 行 小 刺 ， 用 以 刮取 食 物 ， 所 以 称 为 毛 颚 动 物 。 复 层 上 皮 ， 体 腔 有 隔 膜 等 特点 ， 可 能 为 原 始 后 口 动 物 中 极 特化 的 一 支 ， 与 其 他 后 口 动 物 的 类缘 关 系 不

12、 很 密 切 。 附 ： 半 索 动 物 门 （ Hemichordata） 后 口 动 物 中 一 个 类 群 。 约 有 100种 ， 全 部海 产 ， 体 长 约 2.3mm 2.5m， 广 泛 分 布 于热 带 和 温 带 沿 海 ， 潮 间 带 分 布 最 多 。 体呈 蠕 虫 形 ， 两 侧 对 称 ,背 腹 明 显 ， 全 身 由吻 、 领 和 躯 干 三 部 分 组 成 。柱头虫 虫 体 内 具 有 体 腔 包 括 ： 吻 腔 、领 腔 和 躯 干 腔 。口 位 于 吻 领 交 界 处 腹 面 ， 口 腔背 面 向 前 突 出 形 成 一 个 盲 管称 为 口 索 ， 又 因

13、短 小 ， 叫 做半 索 动 物 。口 后 是 咽 ， 其 背 面 两 侧 有 U形 裂缝 ， 叫 鳃 裂 。 通 过 鳃 囊 的 鳃孔 与 外 界 相 通 。 咽 后 为 肠 ，肛 门 在 体 末 端 。神 经 ： 位 于 在 表 皮 层 之 下 ， 背腹 线 处 增 厚 成 索 状 ， 在 躯 干部 前 端 有 一 环 状 神 经 。 神 经索 在 进 入 领 中 的 部 分 出 现 了空 腔 ， 被 认 为 是 早 期 的 神 经管 。 总 结 ：主 要 特 征 是 ：1.有 一 背 神 经 索 ， 其 前 端 内 部 形 成 一 空 腔 ， 呈 管 状 ， 一 般认 为 是 背 神 经

14、 管 的 雏 形 ；2.消 化 管 前 端 咽 部 处 有 成 对 的 裂 缝 ， 称 鳃 裂 ；3.口 腔 背 侧 向 前 伸 出 一 短 的 盲 管 ， 称 口 索 （ 与 脊 索 既 不 同功 又 不 同 源 ） ， 过 去 误 认 为 是 脊 索 ， 因 此 命 名 为 半 索 动物 。进 化 地 位 ：此 类 动 物 与 无 脊 椎 动 物 中 的 棘 皮 动 物 在 演 化 上 有 着 较 近 的类 缘 关 系 。 根 据 是 ： 同 为 后 口 动 物 ； 均 为 肠 腔 法 形 成 中胚 层 ； 柱 头 虫 的 幼 虫 柱 头 幼 虫 与 棘 皮 动 物 中 海 参 的 耳 状

15、幼 虫 结 构 非 常 相 似 。同 时 ， 半 索 动 物 又 与 脊 索 动 物 有 着 共 同 特 征 ， 如 背 神 经 索前 端 有 腔 ， 相 当 于 脊 索 动 物 的 背 神 经 管 ； 具 鳃 裂 等 。 故半 索 动 物 是 非 脊 索 动 物 和 脊 索 动 物 之 间 的 一 种 过 渡 类 型 。 小结 棘皮动物与前面各类多细胞三胚层动物的螺旋型卵裂不同，都是辐射型卵裂。早期的胚胎发育时不是端细胞法产生中胚层，而是以肠腔法形成中胚层和真体腔。原肠口(即胚孔)最终形成了成体的肛门，而成体的口则在原肠孔相对的一端另外形成，属于最原始的后口动物。棘皮动物的幼虫都是两侧对称，而成体都是次生性五辐射对称。成体身体表面有棘和刺突出体壁外。棘皮动物全部营海洋底栖生活，活动能力不强。有体腔形成的水管系统，血系统和围血系统，骨骼全部起源于中胚层，没有中枢神经系统和神经节。 半索动物的胚胎发育与棘皮动物相似，鳃裂及中空的神经又与脊索动物相似，说明半索动物与棘皮动物和脊索动物均有亲缘关系。根据对半索动物组织与胚胎的研究，证明口索与脊索既不同功又不同源。 思考棘皮动物的主要特征是什么?半索动物的进化地位如何确定，根据是什么？