动物生物学-2海绵动物门

红膜海绵
穿贝海绵（Cliona） 沐浴海绵（Euspongia）
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为什么说海绵动物是侧生动物？
1. 海绵动物胚胎发育有逆转现象。 2.身体只由两层细胞及中间的中胶层构成。细胞间 相对独立，没有组织分化。 3.有特殊的水沟系统。即通过水流完成摄食、呼吸、 排泄、生殖等生理机能。其生理代谢机能都是处 于细胞水平的。 4.只有细胞内消化，没有细胞外消化，没有消化腔。 5.具有领鞭毛细胞，与原生动物的领鞭毛虫类相似， 在绝大多数其他后生动物中不曾发现。没有神经 系统。
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4）中胶层： 在皮层和胃层之间非细胞结构的部分。其中含有变形细 胞、骨针和网状的海绵质纤维（海绵丝）。 骨针和海绵丝起骨骼的支持作用。也是分类的依据。
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中胶层内的变形细胞包括（amoebocyte）： 1. 造骨细胞——能分泌骨针。 2. 成海绵丝细胞——分泌海绵质纤维（spongioblast） 3. 原细胞（archeocyte）——有的能消化食物，有些能 形成卵和精子。在中胶层里还有芒状细胞 （collencyte），有些学者认为它具有神经传导的功 能。
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当成体死亡后，无数的芽球可以生存下来，渡过严冬或干旱，当条 件适合时，芽球内的细胞从芽球上的胚孔长出，发育成新个体。所 有的淡水海绵和部分海产种类都能形成芽球。 理 学 院
有性生殖:
精子成熟后，随水流排出体外，进入其他个体内受 精。精子先由领细胞吞食，失去鞭毛和领成为变形 虫状，再将精子带入中胶层中的卵进行受精。 不同海绵胚胎发育情况不同： A.寻常海绵纲先发育为实胚幼虫（parenchymula larva） B.钙质海绵纲发育为两囊幼虫（amphiblastula） 如钙质海绵纲的海绵发育如下：
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逆转（inver-sion）
• 由于这种胚胎发育与其他多细胞动物原肠胚形成正相反 （其他多细胞动物的植物极大细胞内陷成为内胚层，动 物极小细胞形成外胚层），因此将海绵动物胚胎发育的 这种现象称为逆转（inver-sion）现象。
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二、海绵动物的分类：
• 有5000余种，其中150种生活在淡水中。固着生活。分 布广。根据骨针的质地、形状、水沟系统的结构类型分 为3个纲： • 1.钙质海绵纲（Calcarea）：骨针为钙质，水沟系简单， 体形较小，多生活于浅海。如白枝海绵和毛壶。
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两囊幼虫 （amphiblastula）
2.发育到一定阶段，幼 虫从母体出水孔随水流 逸出，然后具鞭毛的小 细胞内陷，形成内层， 而另一端大细胞留在外 边形成外层细胞。由小 细胞内陷形成的开口附 着在某一处，发育为新 个体。
1.受精卵进行卵裂，形成囊胚，动物极的小细胞向囊胚腔内生出鞭毛，另一端的大 细胞中间形成一个开口，后来囊胚的小细胞由开口倒翻出来，里面小细胞具鞭毛 的一侧翻到囊胚的表面。这样，此时称为两囊幼虫（amphiblastula）。
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4. 海绵营固着生活方式 , 缺乏有效的物理性防御 , 但海绵不 易被其它动物捕食,不能被细菌分解的特点,推测海绵体内 存在一些特殊的化学防御物质。 5.药用价值：近年来国内外报道，在海绵动物的体中，提取了一些抗
菌、抗病毒和抗肿瘤的活性成分，如： 从红胡子海绵中提取了“ Ectyonin”，具较强的抗菌作用；绿色海绵 Halicl0na uiridos中提取的“Halitoxin”具抗癌活性；是目前国内 外广泛治疗肿瘤的有效药物。 这说明海绵动物与其他海洋生物一样，为今后寻找有效新药提供了丰富 的资源。 有害：有些种类常长在牡蛎的壳上，会把壳封闭起来，造成牡蛎死亡。 淡水海绵大量繁殖可以堵塞水道。
因此一般动物学家认为海绵动物是动物进化中的一 个侧枝，因此也常被称为侧生动物（Parazoa）。
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经济意义：
1. 海绵的骨骼。因为海绵质纤维较软，吸收液体的能力 强，可供沐浴及医学上吸收药液、血液或脓液等用。 如浴海绵。有些种类纤维中含有硅质骨骼，较硬，可 用以擦机器等用。 2.有些淡水海绵要求一定的物理化学生活条件，可作为 水环境的鉴别物。 3.海绵细胞的分化程度低，所以可作为发育生物学的研 究材料。
生活于深海中，多栖息在360-]000米深的海底。 在其中央腔中，常常有一对俪虾居住，与其营共 栖生活。 在日本常制成标本，在结婚喜庆之时， 作为贺礼赠送新人，以祝愿伉俪永和，白首偕老。
拂子介（Hyalonema）
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3. 寻常海绵纲（Demospongiae）： 硅质骨针（非六放）或海绵质纤维，复沟型，鞭 毛室小，体形常不规则，生活在海水或淡水。 如浴海绵、淡水的针海绵（Spongilla）。
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水沟系统的意义：
由以上3种水沟系的类型，可看出海绵的进化过程是由 简单到复杂，由单沟型的简单直管到双沟型的辐射管， 再发展到复沟型的鞭毛室，领细胞数目逐渐增多，相 应地增加了水流通过海绵体的速度和流量，同时扩大 了摄食面积，在海绵体内每天能流过大于它身体上万 倍体积的水，这能使海绵得到更多的食物和氧气，同 时不断地排出废物，对海绵的生命活动和适应环境都 是很有利的。
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领细胞（choanocyte）
• 结构：每个领细胞有一透明领围绕一 条鞭毛。 • 在电镜下观察，领是由一圈细胞质突 起和突起间的很多微丝相联构成，很 像塑料羽毛球的羽领。 • 功能：由于鞭毛摆动引起水流通过海 绵体。与此同时也带进一些食物颗粒 （如微小藻类、细菌和有机碎屑）和 氧，被领细胞吞食，在细胞中形成食 物泡，行细胞内消化，或将食物传给 变形细胞消化。不能消化的残渣，由 变形细胞排到水中，随水流出。
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4.生殖与胚胎发育
海绵动物的生殖有无性生殖和有性生殖。无性生殖又分 出芽和形成芽球两种。 1）出芽（bud-ding） 是由海绵体壁的一部分向外突出形成芽体，与母体脱离 后长成新个体，或者不脱离母体形成群体。
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2）芽球（gemmule）
中胶层的一些储存了 丰富营养的原细胞聚 集成堆，外包以几丁 质膜和一层双盘头或 短柱状的小骨针，形 成球形芽球。
白枝海绵 （Leucosolenia）
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2）双沟型（sycon type）
毛壶（Grantia）
• 相当于单沟型的体壁 凹凸折叠而成，领细 胞在辐射管的壁上。 水流自流入孔 （incurrent pore） 流入，经流入管 （incurrent canal）、 前幽门孔 （prosopyle）、辐射 管（radialcanal）、 后幽门孔（apopyle）、 中央腔，由出水孔流 出。 • 流入管内是扁平细胞， 辐射管内是领鞭毛细 胞 • 如毛壶（Grantia）。
大 理学Biblioteka 院2.骨骼结构：骨针由造骨细胞分 泌形成。 骨针按成分不同分 为：钙质、硅质。 还有角质海绵丝。 按形状不同分为： 单轴、三轴、多 轴、三轴六辐等， 海绵丝相互连接 成网状。 骨针的成分、形状 是分类的依据。
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• （1）单轴骨针（monaxons），即沿一个轴生长形成的骨 针，轴直或弯，轴的两端相似或不相似，末端尖或具有其 他改变； • （2）四轴骨针（tetraxons），也称四放骨针 （quadriradiate），在一个平面上有四个放射端，但常 因丢失一些放射端而变成三放、二放或一放型，三放骨针 是钙质海绵纲动物中最普通的一种骨骼；
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3.水沟系统（canal system）
是海绵动物所特有的结构，它对适应固着生活十分重要。海绵的摄 食、呼吸、排泄、生殖等都要靠水沟系的水流实现。不同种的海 绵其水沟系的结构不同，基本类型有3种： 1）单沟型 2）双沟型 3）复沟型
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1）单沟型（ascon type）
是最简单的水沟系。水流自孔细胞的进水小孔（ostium）流入，直接到 中央腔（central cavity），然后经出水孔（osculum）流出，中央 腔的壁是领细胞，如白枝海绵（Leucosolenia）。
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李 淼 博士 农学与生物科学学院
2011.10
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侧生动物—海绵动物门(Spongia)
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海绵动物门(Spongia)多孔动物(Porifera)
进化地位： 是原始、低等的多细胞动物。这类动物在演化上与其它 多细胞动物不同，是进化中的一个侧支，因此又名 “ 侧生动物” （Parazoa） 。
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一、结构与功能：
1.体壁结构：由2层细胞构成。
1）皮层：由一层扁平细胞构成，有保 护作用。在扁细胞之间有一些中央 有孔的细胞——孔细胞，可伸缩， 控制水流进出。 2）胃层：由领鞭毛细胞构成。 3）中央腔：由领细胞包围的腔叫中央 腔。鞭毛在中央腔内打动，使水流 从孔细胞的孔进入中央腔，再从顶 端的出水口流出。
白枝海绵 （大 Leucosolenia ） 理 学 院
地中海蜂海绵
毛壶（Grantia）
2.六放海绵纲（Hexactinellida）： 骨针为硅质、六放形，复沟型，鞭毛室大，体 形较大，生活于深海。如偕老同穴 （Euplectella）、拂子介（Hyalonema）。 •
偕老同穴（Euplectella）
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生物学特征：
分布于海水和淡水，多海产，营固着生活。有5000多种。
原始性：
1.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
体型多数辐射对称或不对称。有不规则的块状、球状、树枝状、 管状、瓶状等。 体壁由内（领鞭毛细胞）外（单层扁平细胞）两层细胞构成。 具有特殊的水沟系统(canal system)。 胚胎发育有逆转现象。 没有组织分化和器官系统。 只有细胞内消化，没有细胞外消化。没有消化腔。 没有神经系统，因此感受刺激以及反应能力都十分缓慢。
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3）复沟型（leucon type）
• 最为复杂，在双沟型的基础上体壁进 一步折叠，在中胶层内形成许多鞭毛 室。水流由流入孔流入，经流入管、 前幽门孔、鞭毛室（flagellated chamber）、后幽门孔、流出管 （excurren canal）、中央腔，再由 出水孔流出。 • 如浴海绵（Euspongia）、淡水海绵 等多属此类
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• （3）三轴骨针（triaxons），它的三个轴相互以直角愈 合，因而呈六放型（hexactinal），其末端可以弯曲、分 枝、或具钧、具结等变化而形成了多种形态； • （4）多轴骨针（polyaxons），由中心向外伸出多射，形 成星状，这种类型多见于小骨针。不同种的海绵，各种骨 针或彼此分离，或按一定结构形成疏松的或坚实的网架以 支持身体，因此可根据骨针的类型、数量及排列而作为海 绵动物分类的依据。