棘皮动物的繁殖
棘皮动物
脊索动物类群
生物体类型
脊索动物门(Phylum Chordata)是物种丰富多样 的大门。由于这个门包含了脊椎动物,所以人们对 它进行了广泛的研究。其中没有脊椎的脊索动物在 进化中有很重要的意义。有时它们也被称为原索动 物。这个名称以前还包括半索动物在内。脊索动物 大约有45000个种类,分布在海洋、淡水、介于淡 水和咸水之间的水体和陆生环境。有些类群进化为 具有飞翔的能力。 生物学特征 1.脊索(notochord):位于消化道和神经管
•是本门中最原始的一类,用柄营固着生活(海百 合),也有无柄营自由生活(海羽星)。现存约 630种。 •游在亚门(Eleutherozoa) •自由生活,生活史中没有固着用的柄。 •海星纲(Asteroidea) •身体星形,中央盘与5个腕之间的界限与海尾蛇 相比不明显。腕的口面有布带沟,步带沟中有2— 4排管足。 海胆纲(Echinoidea) 体呈球形、盘形或心脏形,无腕。内骨骼愈合,
分类概述
现存的脊索动物约有41000多种,分为2大类群3个 亚门: 原索动物(Protochordata):无真正的头和脑, 又称无头类(Acrania)。
尾索动物亚门(Urochordata):幼体具上述3大 特征,但脊索在尾部。变态后脊索消失,背神经管 退化成神经节,鳃裂仍存在。成体具被囊 (tunic),大多营固着生活。 头索动物亚门(Cephalochordata):上述3大特 征终生存在。脊索纵贯全身,并向前延伸至背神经 管前端。
伸出一条短盲管,称为“口索”,这是半索动物特 有的。 结构和功能的适应
1.生物体类型
体呈蠕虫状,或固着生活,后口式发育。半索动物 曾经被分在脊索动物门中,也曾被视为无脊椎的脊 索动物称为原索动物(protochordata)。和脊索 动物相似,它有由背部上皮发生而来且中空的背神 经索。但现在认为其口索与脊索不是同源器官,因 此将其从脊索动物中分出,独立为半索动物。 2.身体结构
棘皮动物
食性
棘皮动物消化系统-图示(海盘车)
棘皮动物门的分类
•棘皮动物全部是海洋底栖生活,现存6000多 种,化石种类则多达20000多种。 •1、有柄亚门——海百合纲 •2、游走亚门——海星纲 ——蛇尾纲 ——海胆纲 ——海参纲
有柄亚门(Pelmatozoa)
•海百合纲(Crlnoidea):附着或固着生活,生活史中至少有 一个时期具固着用的柄。许多化石种类 •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(海羊齿)。 •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。 P 296
梅花参(海南最好)
刺参
玉兔海参
海棒槌
瓜参
像花瓶似的海参
鸡米海参
Peniagone海参(分布于北大西洋)
Amperima海参
附:
半索动物
体柔软,蠕虫状,分吻、领、躯干三部分。前端有吻 和腭,用于钻泥沙 。 具背神经索、口索、咽鳃裂 可能是无脊索与脊索之间的过度类型
具有表皮神经系统中枢──位于领部的领神经索和躯干 部的背、腹神经索。通常具有能收缩的围心囊的循环系 统。无典型肾。具特有的口索或称吻盲管。大多数种具 成对鳃裂。触手腕有或无
肠鳃纲(Enteropneusta) —— 俗称柱头虫
营个体生活,蠕虫形,具有直的消化管和多数鳃裂,无触 手腕,在吻盲肠腹面具胶质支持物──吻骨骼。雌雄异 体。多为穴栖(栖于“U”形穴道中),以藻类、原生动物等 为食。自潮间带至深海均有分布,以潮间带或潮下带种 类较多。本纲动物约有70余种,占半索动物的大多数较 为常见。中国已报道的共有6种,如多鳃孔舌形虫。在黄 海、渤海和南海均有。
形成口的方式 原口动物特征 胚孔——口 后口动物特征 胚孔——肛门 另行形成口
第十节 棘皮动物门
10 栖息环境
棘皮动物广泛分布于海洋中,在海 岸或海底爬行,有些种类则能在坚 硬的物体上打洞生活。
11 经济意义 • 食用
• 影响海产养殖
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12 棘皮动物分类 现存6000多种。可分为两个亚门5个纲:
☞ 有柄亚门Pelmatozoa 附着或固着生活。 海百合纲 Crlnoidea 现存630余种。
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8 生殖与发育
有性生殖 棘皮动物多为雌雄异体。生殖腺起源于 体腔上皮,一般为5对或5的倍数。
• 完全均等卵裂; • 内陷法形成原肠胚; • 体腔囊法(肠体腔法))形成中胚层和体腔, 这与其他的无脊椎动物完全不同。
无性生殖 某些棘皮动物可通过中央盘的分裂行无 性生殖。 再生 棘皮动物具有很强的再生能力。许多种类常 发生自切。
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海参纲 Holothuroldea
现存约1100余种。 身体沿口面和反口面延长,成长圆柱状,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,出现两侧对称。骨片小而分散,无互相关 连的骨板,故体表没有棘。口为一圈管足形成的触 手所包围。
1 环血管 2.辐血管 3.环窦 4.辐窦 5.轴腺 6.轴窦 7.轴腺突起 8.背囊 9.反口环血管 10.生殖窦 11.生殖窦分支 12.生殖血管 13.血管束
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6 神经与感官
• 棘皮动物没有神经节、中枢神经系统。处于较 低的发展阶段,一部分尚未与上皮细胞隔开。 故呈分散状态。
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棘皮动物
• 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
组成: • 筛板、石管、环水管、管足、吸盘、坛囊。 • 管足的外壁为纤毛上皮,与内壁的体腔上皮之间有肌肉层。 • 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
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。
第一节 半索动物门的代表动物及 其主要特征
2.身体结构 • 三胚层,两侧对称,真体腔动物。 • 身体不分节,只分为吻、领和躯干三个部分。 • 通常咽上有鳃裂。 • 身体分为前体、中体和后体,每部分都有分隔
的体腔。 • 躯干部细长,前部两侧向外延伸形成翼状板,
内有生殖腺(生殖翼)。 • 肛门在躯干部末端。
第一节 半索动物门的代表动物 及其主要特征
第一节 半索动物门的代表动物 及其主要特征
(二)主要结构特征及功能 具有背神经索,一般认为这是背神经
管的雏形; 消化管的前端有鳃裂,为呼吸器官;
口腔背面向前伸出一条短盲管,称为 “口索”,这是半索动物特有的。
第一节 半索动物门的代表动物及其主要特征
附 毛颚动物门
棘皮动物的生殖特征及其适应性
棘皮动物的生殖特征与适应性棘皮动物(Echinodermata)是海生非群居体腔动物,成年个体呈五辐射对称。
由于其外筱的皮膜上具有不同形状的棘刺或管瘤,因此称为棘皮动物。
棘皮动物是一个古老而又特殊的类群,化石记录可追溯至五亿多年以前的古生代寒武纪(Brusca & Brusca, 2003),是接近脊索动物门的高等无脊椎动物。
棘皮动物的骨板由中胚层产生的内骨组成,不同于其他无脊椎动物的外骨骼,壳体外部由肉质皮膜包裹,内有内脏器官及复杂的水管系统,和毛颚动物及须腕动物一起归入真体腔后口动物。
其幼虫两侧对称而成体多五辐射对称;体壁中有碳酸钙为主要成分的内骨骼向外突出成棘刺;具有特殊的水管系统辅助摄食、运动和其他功能。
全世界现存棘皮动物有7,000余种,化石种类接近13,000种(Pawson, 2007),受普遍认可的有5个纲:海星纲、蛇尾纲、海胆纲、海参纲和海百合纲。
棘皮动物门是海洋生境特有的,几乎全营底栖生活,分布范围非常广泛,从热带海域到寒带海域,从潮间带到数千米的深海都有分布,棘皮动物的分布与环境之间有密切关系,如深度、盐度、温度及底质等。
当环境盐度变动时,棘皮动物体腔液中的离子会在8~24h内完成交换并达到平衡状态,不同的棘皮动物对离子调节方式的差异会引起耗氧率的明显变化。
棘皮动物生物量在底栖生物量中占绝对优势,在海洋生态系统的结构和功能中发挥着重要作用。
从棘皮动物的研究价值来看,除仿刺参(Stichopus japonicas)和海胆外,多数海洋棘皮动物的经济价值较低,如海星基本无食用价值,但其体内却含有多种具抗菌、抗肿瘤、降压的活性物质。
因此以低值的海洋棘皮动物为原料,开发新型海洋药物和海洋功能食品具有理论上和经济上的可行性和必要性。
研究棘皮动物对于人类生活具有现实意义。
棘皮动物的生殖特征棘皮动物多为雌雄异体,生殖细胞形成后释放到海水中受精,幼体在初发生时形状相同,以后则随着所属纲的不同而有所差异。
棘皮动物
• 棘皮动物的定义:海生无脊椎动物,除部分营底栖游
泳或假漂浮生活外,多数营底栖固着生活,常是某些底栖 群落中的优势种,化石类别和种类极多,除现生6纲外, 另有15纲之多,始见于早寒武世
棘皮动物生理结构
• 棘皮动物是后口动物 。它 们的原肠胚孔形成肛门, 而口部是后来形成的。它 们有特殊的五体对称栥管 结构。由于棘皮动物的胚 胎形成方式和脊索动物 一 样,所以它们虽然看起来 原始,但实际上是包括人 在内的脊索动物的近亲。 刚出生的棘皮动物是两边 对称的。生长期间,左边 增大而右边缩小,直到叠 边被完全吸收了,然后这 一边长成五倠辐形对称形 状。
• 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,另一条在口後方,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 状幼虫後有樽形幼虫发育期;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,最後形成幼棘皮动物。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 後才沉到海底。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。
棘皮动物们
棘皮动物棘皮动物(echinoderm)棘皮动物门(Echinodermata)海洋无脊椎动物。
特征为外皮坚硬多刺,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(Aster oidea;如海盘车、海燕)、蛇尾纲(Ophiuroidea;如阳遂足、刺蛇尾)、海胆纲(Echinoid ea;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。
广泛分布于各海洋,从潮间带到最深的海沟。
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,以後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。
第七章-棘皮动物
腕
萼 柄
海羊齿类多栖息于沿岸浅海 岩礁底,无柄而具多数卷枝, 身体可分为腕、萼和卷枝, 腕多有10条,营游泳和暂时 性附着生活。
腕
冠
萼 卷枝
正新海百合
海羊齿
海百合化石
第三节 海星纲
身体扁平,呈星形 有5 (或5倍数)条腕,体盘和腕分界不明显 腕腹侧具步带沟,沟内伸出管足,以管足为主要运动器官 内骨骼的骨板以结缔组织相连,柔韧可曲 体表具棘和叉棘,为内骨骼的突起 以肉食为主,贲门胃能翻出体外,包裹食物 生活于岩石、珊瑚礁和沙质底质上,运动缓慢,再生能力强
弥补了我国在该领域的空白。
海盘车
[异名] 海星、五角星、多棘海 盘车
[科别] 海盘车科 [形态特征、习性] 腕5个,长、
稍扁平。反口面稍隆起,口面略 凹。反口面除结节、棘、腕的边 缘为浅黄色外,其余部分全为鲜 紫色,口面为浅黄褐色。 生活于潮间带或沿岸浅水中。
四.海星纲
[分布] 渤海、黄海 [药用部位] 全体 [性味功能主治] 咸平。平肝和胃、制酸止痛、清热解毒、镇惊
内骨骼常突出体表,形成刺或棘,故称棘皮动物。 海参:微小,散布在体壁中 海星,蛇尾,海百合:形成骨片,呈一定形式排列 海胆:完全愈合成一完整的壳
海胆壳
六、生殖系统
多雌雄异体(少数海蛇尾和海参除外) 雌雄外形相似,各有5对树枝状的生殖腺(海参除外), 位于间步带区 卵巢:桔黄色 精巢:淡黄或白色 体外受精
八、生态
•全部海产,多底栖生活,固着或缓慢运动。 •分布广泛,从浅海到数千米的深海都有广泛分布。 •狭盐性 •生活在多种底质中 •食物主要为有机碎屑、小型动物、植物和海草
第一节 概 述
主要特征
成体辐射对称,且大多为五辐对称,幼体两侧对称 骨骼由中胚层产生,常向外突出形成刺、棘等 体腔发达,具有特殊的水管系统和管足 神经系统和感觉器官不发达 雌雄异体,个体发育过程中有多种幼虫 全部海产,多底栖生活,固着或缓慢运动
棘皮动物门(好)
03
棘皮动物门代表物种
海星
特征
海星属于棘皮动物门,具 有五个或更多的辐射状肢 体,体呈星形。
生活习性
海星主要生活在海底,通 过吸盘附着在岩石或其他 硬物上。
捕食方式
海星捕食贝类、甲壳动物 等,通过吸盘和管足吸附 并缠绕猎物,再用胃将其 消化。
海胆
特征
海胆是圆形的棘皮动物,体表长 满了棘刺,通常呈球形或心脏形。
适应性
棘皮动物具有很强的适应 能力,能在各种不同的环 境中生存和繁衍。
02
棘皮动物门分类
海星纲
01
02
03
海星纲是棘皮动物门中 的一个纲,包括各种海 星。
海星通常有五个臂,从 中心辐射出去,但臂的 数量和形状因种类而异。
海星以贝类、甲壳类和 其他棘皮动物为食,通 过胃囊消化食物。
04
海星具有再生能力,如 果一个臂被截断,它可 以在再生过程中长出新 的臂。
生活习性
海胆主要生活在海底,以海草、藻 类等为食。
繁殖方式
海胆通过受精卵发育成幼虫,再附 着在海底发育成成虫。
蛇尾
特征
防御方式
蛇尾棘皮动物有长而细的腕足,体形 似蛇,故名蛇尾。
当受到威胁时,蛇尾会断掉部分腕足 以迷惑敌人,断肢还能再生。
生活习性
蛇尾主要生活在海底,以滤食海水中 的浮游生物为生。
棘皮动物门其他代表物种
棘皮动物门
• 棘皮动物门简介 • 棘皮动物门分类 • 棘皮动物门代表物种 • 棘皮动物门研究价值 • 棘皮动物门保护现状与建议
01
棘皮动物门简介
Hale Waihona Puke 定义与特征定义棘皮动物门是一类具有棘皮或硬 壳的海洋动物,包括海星、海胆 、海参等。
棘皮动物繁殖
成熟期:性腺变粗,色浓,精巢呈乳黄色,卵巢呈 桔红色半透明状,卵粒清晰可见。精巢腔内充满精 子;卵母细胞直径达11O~13O微米,出现个别成 熟卵。
排放期(放出期):6月上旬开始,出现自然排精、 产卵现象,亲体越大,成熟越早,排放精(卵)子 越早。排放期过后,水温升高,刺参停止摄食,逐 渐处于夏眠状态,性腺迅速退化,呈休止期状态
参的雏形,并在体表形成一些外形似蜂窝 状的钙质骨片。在幼体腹面的后端、肛门 的下方,生出第一个管足,稚参由幼体期 的浮游生活,转变为营附着性生活。
棘皮动物繁殖
5:原肠胚期; 6:初耳幼虫期; 7:幼体侧面观; 8:后期大耳幼体 9:樽形动体 10:樽形幼体平切 11:樽形动体侧面观 12:五触手幼体侧面 观1 13:五触手幼体; 14:稚参
在环肌与纵肌之下,有一层薄膜为体腔膜。膜可延伸与肠相 连,称悬肠膜。其共3片,即左悬肠膜、右悬肠膜和背悬肠膜。 体腔内有体腔液,当身体收缩时,可做不定方向流动。
棘皮动物繁殖
消化系统
消化道是一条纵行管,在体腔内弯曲二次,口中 没有咀嚼器,刺参将海底的食物连同泥沙一起吞入消 化道中,吸取其中所含的食料。食道周围有10片石灰 质骨片,5片位于步带区,另5片位于间步带区。这些 骨片都是白色,为5束强大纵肌的固着点,肠为圆筒 形,在体腔中做两次曲折,因此由横断面看,有3个 肠子切面,后端膨大成总排泄腔,其末端开口即肛门。
棘皮动物繁殖
(4)生殖习性 刺参排放精(卵)子,大多数在晚间8~12点,近 几年凌晨3点至4点,也出现排放精卵的现象。产卵排 精前,雌雄亲参活动频繁,不断地将头部抬起,左右 摇摆,出现这种现象,预示即将产卵排精。几乎都是 雄的先排精,排精持续半个多小时后,雌参才开始产 卵。
棘皮动物门(Echinodermata)
生态平衡与环境监测
监测海洋生态系统健康
棘皮动物是海洋生态系统的重要组成部分,通过研究棘皮 动物的种群动态和生态习性,可以监测和评估海洋生态系 统的健康状况。
生态平衡维持
棘皮动物在海洋食物链中占据重要位置,对于维持生态平 衡具有重要作用。研究棘皮动物有助于了解生态系统的结 构和功能。
环境变化响应
棘皮动物对环境变化敏感,研究其种群变化和适应性进化 有助于及时发现环境变化和预测生态风险。
棘皮动物的循环系统包括心脏、 血管和血液。
它们的血液通常是透明的,具有 运输氧气和营养物质的功能。
呼吸方式多样,有些种类通过体 表进行呼吸,有些则通过专门的
呼吸器官进行呼吸。
生殖系统与繁殖方式
棘皮动物的生殖系统包括卵巢、精巢、输卵管和受精囊等器官。
繁殖方式包括有性繁殖和无性繁殖,如分裂、出芽等。
受精卵经过一段时间的孵化后,会孵化出幼体棘皮动物,幼体经过一段时间的生长 和发育后,最终成为成体。
03
棘皮动物的进化历程
起源与早期演化
棘皮动物门是动物界的一大门类, 包括海星、海胆、海参等生物。
棘皮动物的起源可以追溯到寒武 纪时期,大约5.7亿年前。
早期演化过程中,棘皮动物经历 了多次适应辐射,形成了多种多
样的形态和生态适应性。
物种多样性的形成
随着时间的推移,棘皮动物在物种多样性方面取得了巨大的发展。
药用价值
一些棘皮动物具有药用价值,如海 星提取物具有抗炎、抗肿瘤等作用, 海胆提取物具有抗氧化、抗疲劳等 功效。
观赏价值与生态旅游
观赏价值
棘皮动物具有独特的形态和美丽的色彩,吸引着众多游客前来观赏。
生态旅游
在许多国家和地区,棘皮动物成为生态旅游的重要资源,通过开展潜水、浮潜 等活动,吸引游客了解和探索海洋生态系统。
棘皮动物再生研究进展
棘皮动物再生研究进展摘要:动物再生是一个长期存在的现象,再生现象在动物界广泛存在,但不同动物替换身体缺失部位的能力存在很大差异,这也成为生物学家困扰已久的问题。
而棘皮动物凭借极强的再生能力, 在进化上和发育上与脊椎动物具有许多相似性等优点, 成为在器官、组织、细胞和分子水平上研究后口动物再生过程与再生机理的理想模式动物。
本文通过综合该领域的研究现状和成果, 对动物再生特别是棘皮动物再生的研究进展进行综述。
关键词:动物再生;差异;棘皮动物再生是指失去的身体部分的恢复,可以发生在多个水平的生物组织中,是由各种损害引起的,可以发生在生命周期的不同部分,发育的过程存在多样性,再生的结构与原来的高度相似[1]。
棘皮动物是一类再生能力极强的后口无脊椎动物,它们常通过无性繁殖方式进行再生。
大量研究表明, 棘皮动物不仅可以快速再生出丢失或损伤的器官, 而且还具有后口动物的典型发育特征, 是在器官、组织、细胞和分子水平上研究后口动物再生过程与再生机理的理想模式动物[2-3]。
关于再生的研究始于17世纪,如Abraham Trembley的工作记录了大量关于水螅的再生性能,且明确指出动物在再生失去身体部分的能力有很大的差异。
对棘皮动物的再生研究开始于20 世纪中叶,近几十年对其再生过程与再生机理进行了研究, 取得了许多重要研究成果。
1 再生的起源基于系统发育分布,再生与多细胞的起源可能是一致的出现在早期的动物中。
再生和其他形式的发展之间的有广泛的相似性,特别是后期胚胎发育,表明再生起源于一个发育的偶然现象,而不是通过一个独立的程序一步一步的完成。
根据偶然现象假说,再生最初是(某些谱系或者结构现在仍然是)可存取的发育程序的自然结果,即某一结构丢失时的自动修复。
不同的动物,在再生和无性繁殖,组织稳态和生长,甚至胚胎发育它们的相似之处是显而易见的,与偶然现象假说一致。
此外,基础动物,如海绵和刺胞动物,无性繁殖及后胚胎发育尤为常见,这表明早期动物可能由再生进化成不同的发育曲目。
棘皮动物的生殖特征及其适应性
棘皮动物的生殖特征与适应性棘皮动物(Echinodermata)是海生非群居体腔动物,成年个体呈五辐射对称。
由于其外筱的皮膜上具有不同形状的棘刺或管瘤,因此称为棘皮动物。
棘皮动物是一个古老而又特殊的类群,化石记录可追溯至五亿多年以前的古生代寒武纪(Brusca & Brusca, 2003),是接近脊索动物门的高等无脊椎动物。
棘皮动物的骨板由中胚层产生的内骨组成,不同于其他无脊椎动物的外骨骼,壳体外部由肉质皮膜包裹,内有内脏器官及复杂的水管系统,和毛颚动物及须腕动物一起归入真体腔后口动物。
其幼虫两侧对称而成体多五辐射对称;体壁中有碳酸钙为主要成分的内骨骼向外突出成棘刺;具有特殊的水管系统辅助摄食、运动和其他功能。
全世界现存棘皮动物有7,000余种,化石种类接近13,000种(Pawson, 2007),受普遍认可的有5个纲:海星纲、蛇尾纲、海胆纲、海参纲和海百合纲。
棘皮动物门是海洋生境特有的,几乎全营底栖生活,分布范围非常广泛,从热带海域到寒带海域,从潮间带到数千米的深海都有分布,棘皮动物的分布与环境之间有密切关系,如深度、盐度、温度及底质等。
当环境盐度变动时,棘皮动物体腔液中的离子会在8~24h内完成交换并达到平衡状态,不同的棘皮动物对离子调节方式的差异会引起耗氧率的明显变化。
棘皮动物生物量在底栖生物量中占绝对优势,在海洋生态系统的结构和功能中发挥着重要作用。
从棘皮动物的研究价值来看,除仿刺参(Stichopus japonicas)和海胆外,多数海洋棘皮动物的经济价值较低,如海星基本无食用价值,但其体内却含有多种具抗菌、抗肿瘤、降压的活性物质。
因此以低值的海洋棘皮动物为原料,开发新型海洋药物和海洋功能食品具有理论上和经济上的可行性和必要性。
研究棘皮动物对于人类生活具有现实意义。
棘皮动物的生殖特征棘皮动物多为雌雄异体,生殖细胞形成后释放到海水中受精,幼体在初发生时形状相同,以后则随着所属纲的不同而有所差异。
动物生物学棘皮动物
• 棘皮动物的主要特征是什么?
思考
• 半索动物的进化地位如何确定,根据是什么?
感谢下 载
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
3.4.10.2 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
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)
4.血系统、围血系统
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
体壁还有皮鳃进行气体交换。
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。
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藻类,如湛江叉边金藻、单鞭金藻、绿光等鞭金
藻等;最次为扁藻、小球藻、微绿藻等。 代用饵料常见的有:海洋红酵母(Rnodotorala sp)、面包酵母、大叶藻(Zostera marina)粉 碎滤液等。
第二节 海胆的繁殖
(1)海胆的特征
食用海胆大多数种类为半球形,在自然状态下动
生物学最小型为躯体重39克,一般为58~60克,
成熟期卵巢每克含卵量22~29万粒,平均25万粒, 体重200~300克的亲参怀卵量一般为350~50O 万粒。
(5)胚胎发育 受精与卵裂:见讲义
囊胚期:囊胚期后期,胚体在膜内旋转不久就脱膜而 出;在水体中继续旋转,称为脱膜旋转囊胚。
原肠期:
(6)幼体发育 ①耳状幼体: 由原肠期进一步发育,其幼体的侧面 很像人的耳朵,故名日耳状幼体。此期幼体,体形 背腹扁平,外部形态较前有十分明显的变化,随着 发育,耳状幼体又被分为初耳状幼体、中耳状幼体、 大耳状幼体。 初耳幼体结构简单,幼体臂刚长出,明显的只 有口前臂与口后臂,消化道已明显分口、食道、胃、 肠、肛门,在胃与食道交界处的左侧有体腔囊。由 于消化道开通、幼体开始从外界摄取食物。
生殖系统: 刺参为雌雄异体,外现难以辨认,生殖 腺为树枝状细管,向前有一总管叫生殖管, 开口于体背面。生殖期卵巢变为杏黄色或桔
红色,精巢变成黄白色或带乳白色(渔民称
生殖腺为“参花” )。
海参的内部结构
A:刺参;B:海地瓜;C:棘刺毛海参D:小纹芋海参
(3)刺海参的性腺发育
生殖腺生于刺参的背系膜中,呈多分枝状,各 分枝在围食道处汇聚成总管,一般为一条,偶尔可 见2~3条,总管向前通向生殖孔。生殖孔一般1个,
度以100-200个/ml为宜。该密度下可以静水孵化或弱
充气进行孵化。
⑤耳状幼体培育 初耳幼体可进行选优,将健康、活力较好的幼 体虹吸或用200目筛绢网箱浓缩收集移入幼体培育池。 幼体培育密度: 以0.5-1个/ml为宜。
耳状幼体的饵料: 根据实验和生产经验总结,几种
单胞藻的饲养效果以盐藻、角毛藻最佳;其次为
消化系统
消化道是一条纵行管,在体腔内弯曲二次,口中 没有咀嚼器,刺参将海底的食物连同泥沙一起吞入 消化道中,吸取其中所含的食料。食道周围有10片 石灰质骨片,5片位于步带区,另5片位于间步带区。 这些骨片都是白色,为5束强大纵肌的固着点,肠为
圆筒形,在体腔中做两次曲折,因此由横断面看,
有3个肠子切面,后端膨大成总排泄腔,其末端开口
幼体。由耳状幼体变为樽形幼体的过程中,幼体体
形和结构发生了很大变化,首先表现在直观上的突 出特点是,幼体体长明显缩小,大约仅为耳状幼体 的一半,身体由透明状变为暗灰色,内部构造已辨 别不清,仍可见五对球状体。
③五触手幼体
此时期五个触手伸出前庭,故而得名五触手 幼体。其主要形态变化有:口凹腔加宽,肛门一度 失去,不久重新形成,五触手从前庭伸出并逐渐生
背面有一乳突,生殖孔即位于此。
A:刺参;B:海地瓜;C:棘刺毛海参D:小纹芋海参
(2)内部构造
体壁与肌肉: 最外层为角质层,具有保护作用。角质层之下为表皮, 表皮下为厚的结缔组织,其间有无数的小型骨片。骨片形态 变化很多,是鉴定种的依据。刺参骨片为桌形体,幼小个体 桌形塔部高,成年个体塔部变低,或退化变成穿孔盘。肌肉 层由环肌及纵肌两层组成。外为环肌,纵肌成束在环肌之下, 这五束纵肌,分居于五步带区,前端固着于石灰环上,后端 依附着肛门之周围,动物体依靠肌肉的伸缩而运动。 在环肌与纵肌之下,有一层薄膜为体腔膜。膜可延伸与肠相 连,称悬肠膜。其共3片,即左悬肠膜、右悬肠膜和背悬肠膜。 体腔内有体腔液,当身体收缩时,可做不定方向流动。
出侧枝。幼体纤毛环逐渐退化,以至最后完全消失,
消化道伸长,变为弯曲,排泄腔一侧生出囊管,将
来发育成呼吸树。
④稚参 五触手幼体的后期,形态基本上构成海 参的雏形,并在体表形成一些外形似蜂窝 状的钙质骨片。在幼体腹面的后端、肛门 的下方,生出第一个管足,稚参由幼体期 的浮游生活,转变为营附着性生活。
5:原肠胚期;
排泄系统:
无专有的排泄器官,而由呼吸器官兼行之。
循环系统:
刺参的循环器官,已完全与外界断绝交通,食道上围有
一血管环,即在水管之下,由此环分出5条辐射血管,沿五步
带区分布而埋藏于皮肤肌肉层中,直延伸到体之后端。肠外 附有肠血管一条,在肠与悬肠相接之一侧血管,即背肠血管,
另一条在无悬肠之一侧,即腹肠血管。这两条肠血管又形成
体
壁由上皮和真皮组成,上皮为单层细胞,
真皮包括结缔组织、肌肉层及中胚层形成的内
骨骼,真皮内面为体腔上皮。内骨骼有的极微
小(海参类),有的形成骨片,呈一定形式排
列(海星、蛇尾类、海百合等),也有的骨骼
完全愈合成一完整的壳(海胆类)。内骨骼常 突出于体表,形成棘或刺,显得皮肤很粗糙, 故称棘皮动物。
棘皮动物特有的结构是水管系和管足。 这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,海水可进入循环。
成熟期:性腺变粗,色浓,精巢呈乳黄色,卵巢呈
桔红色半透明状,卵粒清晰可见。精巢腔内充满精
子;卵母细胞直径达11O~13O微米,出现个别成 熟卵。 排放期(放出期):6月上旬开始,出现自然排精、
产卵现象,亲体越大,成熟越早,排放精(卵)子
越早。排放期过后,水温升高,刺参停止摄食,逐
渐处于夏眠状态,性腺迅速退化,呈休止期状态
偶尔 2 ~ 3 个,位于头背部距前端 1 ~ 3 厘米处的生殖
疣上。在通常情况下,生殖疣向内凹陷,生殖时凹 陷处色素加深,当即将排放精(卵)子时,生殖疣 向体外突出呈疣状。 性腺发育一般可分休止、恢复、发育、成熟、 排放等五期。
休止期: 从 7 月到 11 月,性腺呈透明状细丝,量极少, 肉眼难辨雌雄。 恢复期(增殖期): 从 12 月到翌年 3 月,性腺多呈无 色透明或略呈淡黄色,部分雌雄可辨,性腺指数在 1 %以内。卵母细胞直径在30~5O微米。 发育期(生长期):性腺逐渐增粗,分枝增多,性腺 呈杏黄色或浅桔红色,雌雄肉眼可辨性腺指数上升为 7 %左右。卵母细胞充满整个卵巢,卵径在 60 ~ 90 微 米。
中耳幼体有 6 对幼体臂,粗壮明显,水体腔呈
扁囊状且拉长。
大耳幼体有6对幼体臂很粗壮,身体两侧即后背、
间背、前背、后侧臂及额区背部上方,出现 5 对年 轮状球状体,水体腔进一步发育长出 5 个囊状初级 口触手原基和交互排列的辐水管原基,后侧臂的下 端一侧出现一个石灰质的幼体骨片。
②樽形幼体 耳状幼体进一步发育,由背腹扁平形,而逐渐 变为圆桶形,形状很象被囊动物的海樽,故名樽形
6:初耳幼虫期;
7:幼体侧面观; 8:后期大耳幼体 9:樽形动体 10:樽形幼体平切
11:樽形动体侧面观
12 :五触手幼体侧面 观1
13:五触手幼体;
14:稚参
(7)刺参的人工育苗
①亲参的选择: 根据海区水温,在繁殖的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ温期间,选择个体较大、性腺 平均指数为17%以上的亲参,刺参一般为250g以上为宜。
即肛门。
呼吸系统(水肺) 刺参的呼吸器官,有呼吸树和管足。在泄殖腔的旁边, 有一条短而粗的薄壁管,由此管分出两分枝的盲囊,伸入体
腔中,外形呈树枝状,故称呼吸树。海水由肛门进入排泄腔,
然后流入呼吸树,借此吸收氧气。左侧呼吸树之外,分布有
血管,氧气通过此部得由血液携带到其他器官,CO2经此途
径,随海水排出呼吸树而至体外。管足其壁甚薄,水中之氧 可经管足吸收,CO2经此排出体外。
血管网,分布与肠曲折之间。左呼吸树与背肠血管所形成的 血管网紧密相连。刺参的血液透明为褐色。
步管系统: 刺参的筛板,藏于体腔内,并与体壁层完全分离,成为 体腔中游离的物体,白色,为一个穿有许多小孔的石灰板, 水管环围于食道而在血管环之上方,分出五辐步管,先向前 走,分支于触手,复向后倒,沿步带区分枝于管足或刺。各 管足及触手基部,具有坛囊,由水管环通一梨形波里氏囊及 一石管,末端开口于体内。 神经系统: 口神经为神经环位于食道骨片内面,分出五幅神经,先 向前走,分枝入触手,复向后行,沿步带区而分枝于管足、 坛囊等处。深层神经缺神经环,只有五条幅神经,位于口神 经之内,其分枝分布于环肌、纵肌上。
物的口极向下,反口极向上。内骨骼由许多紧密相联
结的钙质骨板组成胆壳,胆壳由步带、间步带和顶系、 围口部组成。 步带和间步带-------步带和间步带各有5列骨板,二者 相间排列形成胆壳的主体,每二列成一组,形成五辐
后,呈一条桔红色绒线状波浪似地喷出,
然后慢慢散开沉于池底。
一般雌参产卵可持续半个小时以上,产卵量一
般 100 ~ 200 万粒,多者多达 40O ~ 500 万粒,个别大
的个体,产卵量可超过千万粒。
刺参性成熟年龄为二龄,而且往往与个体
体重有很大关系,个体过小即使实足二龄,性腺
仍然不发育、不成熟。在控温人工养殖的条件下, 即使不足二龄,体重250克以上的个体,性腺发 育依然很好。刺参生物学最小型的个体,为体重 110克,躯体重60克。据日本崔相报道,青刺参
水管系包括:环管、输管和侧管。侧管连于伸
出体表的管足,管足有运动、呼吸及摄食功能。
依管足的分布,棘皮动物的身体可以区分为10
带区,有管足的带称步带,无管足的带区称间
步带,二者相间排列。
棘皮动物一般运动迟缓,故神经系统和
感官不发达。雌雄异体,个体发生中有各型
的幼虫(羽腕幼虫、短腕幼虫、海胆幼虫、
蛇尾幼虫、樽形幼虫、耳状幼虫、五触手幼
②亲参蓄养:
即使在亲参采捕的最佳时期捕获的亲参,也 往往不可能立即产卵,一般需要蓄养一段时间后 才能排放性产物。因此,亲参蓄养也是人工育苗 的一个重要环节,不能掉以轻心。要获得优质卵, 必须将亲参蓄养好,让性腺在蓄养期内充分发育 成。蓄养密度一般控制在3O头/米3为宜,蓄养 池容积10米3 以上,可适当减少密度。