(完整版)第十三章棘皮动物

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第十三章 棘皮动物
无脊椎后口动物 ——辐射对称的棘皮动物门 (Echinodermata)
一、概述
• 棘皮动物和毛颚动物均属于后口动物。 • 后口动物:
在胚胎发育的原肠胚期,其原口(胚孔)形 成动物的肛门,在与原口相对的一端,另形成 一新口称为后口。以这种方式形成口的动物称 为后口动物。
• 1. 体制:辐射对称,但胚胎期两侧对称——次生 性辐射对称。
• 水管系统内壁是体腔上皮,管足的外壁是纤毛上 皮,与内壁的体腔上皮之间有肌肉层。水管系统 内的液体与海水等渗,管足可以伸缩,末端有吸 盘,有运动和捕食功能。
• 帖窦曼氏体: • 位于环管间步带处,是一
种特殊的小型不规则的腺 体组织,内腔含有体腔细 胞,可能产生变形细胞。
• 波氏囊:
储水,调节水压。
• 海盘车包括3个有联系的神经系统: a.口或外神经系统:外胚层起源的(由神经环、 和由神经环发出的辐神经以及神经丛组成); b.中胚层起源的反口神经系统:位反口面,由体 腔上皮产生。无神经环,只有5条辐神经。 c.中胚层起源的下神经系统:由1条神经环及5条 辐神经组成;
• 海盘车的感觉器官不发达,在上皮间散布着许多 呈棱形的神经感觉细胞,可能有触觉器和化学感 觉器两种功能,在管足的吸盘处数目最多。
• 太阳海星 • Solaster endeca
菊海星Pentagonaster duebeni
棘轮海星(Crossaster papposus)
多棘海盘车(Asterias amurensis)群体
墨西哥海星(Plectaster decanus)
珠海星(Fromia monilis)
• 在各腕的顶部触手的基部口面有一眼点,由一群 感光细胞和色素细胞构成,可感光;
• 海盘车口周围的管足有嗅觉功能。
九、生殖和发育
• 多雌雄异体。海盘车有5对生殖腺,附着在近腕
间隔处。生殖孔在反口面靠近腕基部的中央盘上, 生殖细胞排出体外受精。受精卵是辐射卵裂,发 育后经内陷法形成原肠,再由肠腔法形成中胚层 和3对体腔囊,即前体腔囊、中体腔囊和后体腔 囊。原肠胚时的胚孔最终发育成为成体的肛门, 而成体的口则是在原肠孔相对的另一端形成的。
• 口面腕中央为两行不带棘的步带板,构成步带 的底壁,前后步带板间有排列整齐的小孔,管 足即由此孔伸出体外。
• 步带板两侧各为一行侧步带板,其上有一细长 的可以活动的侧步带棘,有保护管足的功能; 侧步带板上面为下缘板和上缘板。
• 反口面腕中央为一块龙骨板,具棘。龙骨板与 缘板之间为一系列背侧板。
• 棘皮动物个体发育中有各型的幼虫: • 羽腕幼虫、短腕幼虫、海胆幼虫、蛇尾幼虫、
樽形幼虫、耳状幼虫、五触手幼虫等。
• 海盘车有很强的再生能力,腕、体盘受损或自 切均能再生。
Comparison of different larval types of echinoderms. Arrows indicate possible evolutionary relationship to a hyporthetical ancestral form.
• 椭圆形的幼体产生腕,体 表纤毛退化,只在腕周围 形成纤毛带,此为羽腕幼 虫(图);后在背面基部 产生二突起,进入短腕幼 虫期,体两侧对称,前端 具有3个小腕及一个吸盘。
• 短腕幼虫在海水中游泳一时 期后,沉入水底,营固着生 活,进入变态期;逐渐由两 侧对称变成辐射对称,原来 胚的左侧成为身体的口面, 右侧成为反口面;变态结束 后发育为轴射对称的小海星。
• 2. 骨骼由中胚层产生,且常向外突出形成棘。 • 3. 棘皮动物特有的结构是水管系和管足。这是真
体腔特化形成。
二、进化地位
• 棘皮动物与大多数无脊椎 动物不同,与半索动物和 脊索动物同属后口动物,类缘关系较近,为无脊椎 动物中最高等的类群。
• 辐射型卵裂;具中胚层起源的内骨骼;肠腔法形成 中胚层和真体腔;原胚孔成为成体的肛门,成体的 口在原肠孔相对的一端另外形成;是最原始的后口 动物。
a. 体盘有口的较平的一面称为口面,口面中央有 口;
b. 另一面略凸称反口面,中央有肛门; c. 腕一般有5条,从体盘伸出; d. 依管足的分布,棘皮动物的身体可区分为10带 区,有管足的带区称步带,无管足的带区称间步 带,二者相间排列;
e. 在腕的腹面中部有一条步带沟,其中有2~4排管 足生出,管足末端有吸盘;
• 环窦位于口的周围,环管之下。
2. 血系统:
含辐血管、环血管、胃 血管和分支,与石管平行 的轴窦。
血系统中有液体,轴窦 和筛板附近的背囊均有搏 动能力。
六、消化系统和食性(海盘车)
• 消化管短而直,由围口膜、口、贲门胃、幽门 胃、幽门盲囊、直肠、肛门等组成(海胆有咀嚼 器—亚里士多德提灯)。
• 消化管的上皮有纤毛,腺细胞可分泌消化酶。
• 有柄的海百合将精、卵释放到海水中,并在外界受精, 以后发育成樽形幼虫,自由游泳一段时间后附着变态成 一个具柄的海百合。
• 海羊齿由樽形幼虫(doliolaria)变态成一有柄的固着的五 角海百合幼虫,很相似于一个小海百合(pentacrinoid larva)。
• 五角海百合幼虫(pentacrinoid larva)它很相似于一个 小百合,经数月生长后长出卷枝,离开柄而营自由生 活。
• 骨骼都起源于中胚层(内骨骼),由许多钙质的 骨片组成,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。不同形式的 棘行使防卫、清除体表沉积物等功能。
• 海盘车体表粗糙,许多内骨骼向外突出成棘或刺,棘间分 布有叉棘和皮鳃,图为海盘车(Asterias rubens)。
• 长棘海星(Acanthaster planci)表皮有极发达的刺,由 内骨骼向外突出形成,图中白色突起即为皮鳃。
f. 腕之间为间步带区,反口面有一个在间步带区的 多孔的筛板;
g. 腕的顶端靠下有眼点。
• 海星的管足为运动器官,末端有吸盘,由于管足伸出向 后撑,推身体前进;同时吸盘还有捕食功能。
• 海盘车体表
二、体壁与骨骼
• 体壁由表皮层和真皮层构 成,外面是一层薄的角质 层,下面是一层单纤毛的 柱状上皮,柱状上皮之下 是结缔组织和肌肉层,称 为真皮层,肌肉层内为体 腔膜。其他的无脊椎动物 体壁没有真皮层。
体壁上有表皮和体腔上皮向外凸起形成的皮腮, 表皮和体腔上皮上都有纤毛,分别打动水流和体 腔液,进行气体交换。
• 皮鳃呈泡状,为体壁自骨片间隙外凸形成。外层为上皮, 内为体腔膜,体腔液在其内循环,有呼吸及排泄的功能。
Diagrammatic cross section through the arm of a sea star
Diagrammatic cross section through the arm of a sea star
七、呼吸与排泄
• 气体交换主要通过皮鳃进行,管足也起着一定作 用;
• 代谢产物由体腔液中的变形细胞吞食,经皮鳃排 出,主要是氨和尿素。
八、 神经系统和感觉器官
• 棘皮动物的神经系统是分散的,没有神经节和中 枢神经系统。
深海海百合(Bathycrinus)
• 海百合Metaerinus • 终生具柄,营固着生Hale Waihona Puke Baidu。
• 游移亚门:
• 无柄,自由生活;口面向下,口位于口面
或体前端;肛门位于反口面或体后端;骨骼发 达或不发达;主要神经系统在口面。 • 4纲。
海羊齿 Antedon
幼体具柄,成体无柄,营自由生活。反口面具卷枝,能在礁石上移动。
海燕Asterina sp.
鸡爪海星Henricia sp.
海盘车 Asterias rollestoni
褐色角海星 Goniodiscaster scaber 指海星 Linckia sp. 馒头海星Culcita novaeguinea
轮海星Crossaster papposus
粉红海星Pisaster brevenspinus
三、体腔
• 海盘车次生体腔发达,围绕消化管和生殖腺, 直伸至腕的顶端。体腔的一部分形成了水管系 和围血系统。
• 体腔内充满体腔液,由于体腔上皮细胞的纤毛 摆动,使体腔液流动,起到运输的作用。
• 体腔液内有两种变形细胞,由体腔上皮产生, 有吞噬作用,吞食的颗粒自皮鳃排出体外。
四、体腔水管系统
• 水管系统为棘皮动物特有的器官,包括筛板、石 管、环水管(上有帖氏体)、辐水管、侧管、管 足、吸盘、坛囊等。
第三节 棘皮动物的分类
• 棘皮动物全部是海洋底栖生活,广泛分布在从浅
海到数千米的深海,现存6000多种,而化石种类则 多达20 000多种。包括海星纲、海胆纲、海蛇尾纲、 海参纲、海百合纲5个纲,沿海常见的有海盘车、 海胆、海参、海蛇尾等。
• 有柄亚门: • 幼体终生具柄,固着生活;口面向上,反口面
海羊齿(Antedon mediterrane)
海羊齿(Antedon petasus)
海羊齿(Antedon)
海羊齿(Antedon bifida)
羽星(Comanthus)
(a) A stalked crinoid ( or sea lily) with five arms. (b) Oral structure of a crinoid crown, including a section of one arm.
第一节 棘皮动物门的特征
• 1. 成体大多五辐射对称,幼虫全部两侧对称; • 2. 体壁由上皮和真皮组成;体表具棘或刺,系由内
骨骼突出体表形成;
• 3. 次生体腔发达,由体腔囊(肠腔囊)发育形成。 • 3. 部分体腔形成了特殊的水管系统、血系统和围血
系统。
• 4. 骨骼由起源于中胚层的钙化骨片组成。 • 5. 神经系统和感官不发达,神经系统没有神经
五、血系统和围血系统
• 有与其他动物不同的血系统和围血系统。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。
1.围血系统(perihemal system):
• 体腔的一部分,形成围绕在血系 统之外的一套窦隙,包括生殖窦 和环窦,为次生体腔的一部分特 化形成。
• 生殖窦位于反口面体盘的体壁下 方,为一五边形管,向每一生殖 管伸出一分支,后膨大形成包围 生殖腺的囊。
二、海星纲(Asteroidea)
身体呈星形,体扁平;中央盘和5个(或5的 倍数)腕之间的界限与海蛇尾比不明显;生活时 口面向下,反口面向上;腕的口面有步带沟,步 带沟中有2-4排管足;体表具棘和叉棘;具皮鳃; 水管系发达;个体发育中经由羽腕幼虫和短腕幼 虫。
正海星 Protoreare sp.
• 大多数海星类具长可弯曲的腕,管足上具吸盘,多以双壳 类为食,取食时身体位于贝壳上,以两腕在贝壳两侧吸着, 由于管足末端吸盘的真空作用,其拉力足以拉开双壳类的
壳口。
• 拉开壳口后,海星立刻翻出喷门胃插入壳口内,并分泌消 化酶,直到闭壳肌及内脏部分地被消化,贝壳完全张开, 再用胃包围吞嚥食物一同进入口内;食物在胃内进行胞外 消化,幽门盲囊中胞内消化。
• 有肉食性,也有植食性的。 • 海盘车肉食性,以软体动物、棘皮动物、蠕
虫为食。消化主要在幽门胃中进行,已消化 的营养物质为幽门盲囊吸收贮存,养分可透 过盲囊入体腔液内,运送至身体各部。 • 呼吸树——海星直肠突出呈树状,司呼吸,排 泄。
• Internal structure of the sea urchin Arbacia
向下,肛门位于口面;骨骼发达,骨板愈合成一完 整的壳;主要神经系统在反口面。 • 只1纲:海百合纲。
海百合(Isocrinida)化石
一、海百合纲(Crinoidea)
棘皮动物中最原始的一类,以柄营固着生活(海 百合),或无柄营自由生活(海羊齿类)。
5个腕的基部多分支,使身体看似杯状,但口面和 反口面均在同一个面。现存630余种。
节和中枢神经系统。
• 6. 辐射卵裂,内陷法形成原肠胚,肠腔法形成 中胚层和真体腔,口在原肠孔相对的一端另外 形成。
第二节 棘皮动物的身体结构
一、外部形态
• 成体五辐射对称(或五的倍数)。幼虫期均为两 侧对称,因此成体的五辐对称为次生性的,与腔 肠动物原始的辐射对称形式不同。
海盘车体盘和腕构成:
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