第十一章 棘皮动物门(Echinodermata)
动物学第十一章 棘皮动物门11.1 教案
授课题目（教学章节）：第十一章棘皮动物门（Echinodermata）教学目标或要求：掌握棘皮动物门及各主要纲的主要特征和分类依据；教学内容（包括基本内容、重点、难点）：棘皮动物属于后口动物（deuterostome）。
它们与原口动物（protostome）不同的是：在胚胎发育中的原肠胚期，其原口（胚孔blastopore）形成动物的肛门，而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。
因此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。
第一节棘皮动物门的特征棘皮动物全部生活在海洋中，身体为辐射对称，且大多数为五辐射对称，但这是次生形成的，是由两侧对称体形的幼体发展而来。
棘皮动物的次生体腔发达，是由体腔囊又称肠腔囊（enterocoel）发育形成，即在原肠胚期，于原肠的背侧凸出成对的囊，以后囊脱落，形成中胚层，发育成次生体腔。
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（water vascular system）和管足（tube foot）。
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。
水管系包括：环管（ring canal）、辐管（radial canal）和侧管（lateral canal）。
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，有管足的带区称步带（ambulacrum），无管足的带区称间步带（interambulacrum），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，个体发生中有各型幼虫。
第二节代表动物——海盘车海盘车（Asterias）一般称海星，运动缓慢，肉食性。
动物生物学：12棘皮动物门-辐射对称的后口动物
口位于体盘正中，围口膜中央 处，周围具括约肌及辐射肌，能 张大吞食大型食物；
食道短，通向胃； 胃膨大囊状，消化营养物质，分
为贲门胃及幽门胃2部分，二者之 间有收缩部分； 贲门胃5叶，囊状，可外翻出包裹 食物；
幽门胃较小，5角形，分枝5条幽 门管，幽门管再在腕内形成2分 枝，每枝分枝再分出许多中空侧 枝及幽门盲囊。幽门盲囊具粘 液、分泌及储藏细胞，向胃分泌 消化液（相当于胰液），并吸收 和储藏脂肪、肝糖原及多糖蛋白 复合物；
系统； 神经系统没有神经节、中枢神经系统； 卵裂为辐射型卵裂，内陷法形成原肠胚，肠腔法形成
中胚层、真体腔， 原胚孔在成体肛门，口于原胚孔相 对的一端形成； 后口动物。
3. 棘皮动物门－结构与功能
3.1 外部形态； 3.2 体壁与骨骼； 3.3 水管系统； 3.4 血系统与围血系统； 3.5 消化系统与食性； 3.6 呼吸与排泄 3.7 神经系统； 3.8 生殖与发育
体盘骨骼网状； 腕部骨骼排列较规则， 背面中央一列龙骨板，两侧数列背
侧板； 腹面中央步带沟背壁为两列步带
板，外侧一列侧步带板；边缘为两 列上缘板及下缘板。 骨片可以形成棘或刺、叉棘等—— 突出于体表之外——体表粗糙不 平，得名于此。
骨片在腕反口面凸起，形成棘或刺（防护）、叉棘（清洁）。
3.1 外部形态
幼虫: 两侧对称 自由游泳 成体: 辐射对称 固着生活 海参纲：两侧对称 辐射对称是适应固着或底栖缓慢运动的次生性现象
海盘车身体： 体盘 ＋ 腕；
典型腕数为5个，4个不正常，6个有时是正常的。轮海星 （Crossaster）的正常腕数为9～11个，赫利海星（Heliaster）为 15～50个。
第十一章棘皮动物总结
第十一章棘皮动物门（）一、棘皮动物门的主要特征：·成体五辐射对称，幼体为两侧对称。
全部海生。
·具有较大的次生体腔。
·具有特殊的水管系统和围血系统。
·有中胚层形成的内骨骼，内骨骼被包在外胚层的表皮下面，常向外突出形成棘或刺。
·棘皮动物从系统发生上属后口动物。
1、体壁、骨骼表皮层角质层（薄）＋单纤毛柱状上皮(1)体壁真皮层结缔组织＋肌肉层体腔膜位于肌肉层内部，其它无脊椎动物体壁都没真皮层(2)骨骼·棘皮动物的内骨骼由许多钙质骨片组成；骨片上有小孔；骨片位于体壁的结缔组织内。
2、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。
3、血系统、围血系统（1）棘皮动物没有专门的循环器官，但有特殊的血系统（）＋围血系统（）。
（2）血系统:辐血管，环血管，胃血管及其分枝，轴窦与石管。
（3）围血系统：围绕在血系统之外的一套窦隙，为体腔的一部分。
4、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。
5、生殖、发育（1）棘皮动物大多是雌雄异体（少数海蛇尾和海参除外），受精卵为辐射卵裂（2）原肠胚时的胚孔最终发育成成体的肛门（3）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：棘皮动物的五辐射对称是次生性的。
二、棘皮动物门的分类有柄亚门游走亚门1、有柄亚门（）附着或固着生活，生活史中至少有一个时期具固着用的柄。
海百合纲＋许多化石种类·海百合纲（）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（海羽星）。
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。
2、游走亚门（）自由生活，生活史无固着生活的柄。
（1)海星纲（）身体星型，有步带沟，步带沟中具2－4排足。
(2)海蛇尾纲（）腕细长，与中央盘的界限非常明显，没有步带沟，管足没有坛囊和吸盘。
筛板位于口面。
(3)海胆纲（）5个腕向反口面愈合——呈圆球、扁圆形的骨骼包住身体，体表长有可以活动的刺。
棘皮动物门
棘皮动物在动物演化上属于后口动物。它 们与原口动物不同的是：在胚胎发育中的 原肠胚期，其原口形成动物的肛门，而在 与原口相对的一端，另形成一新口称为后 口。
进化地位：
▪ 棘皮动物是辐射型卵裂，而不是前面各类 多细胞三胚层动物的螺旋型卵裂。具有中 胚层起源的钙化骨片形成的内骨骼。以内 陷法形成原肠腔，以肠腔法形成中胚层和 真体腔，原胚孔最终形成了成体的肛门， 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。
生物学特征：
▪ 棘皮动物成体五辐射对称，幼虫全部两侧对称。 身体表面具有棘、刺，突出体表之外。一部分 体腔形成了特殊的水管系统、血系统和围血系 统。骨骼全部起源于中胚层，由钙化的骨片组 成。神经系统没有神经节和中枢神经系统。卵 裂形式为辐射卵裂，以内陷法形成原肠胚，以 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。
其外往往有一相应的管状体腔包围着，这套管腔就 是围血系统，又常称为围血窦。它位于水管系统 的下方，有环围血窦、辐围血窦。
血系统和围血系统的排列几乎与水管系统相同。
围血系统：
▪ 由体腔的一部分演变而来，其排列似水管系统， 包围在相应的血系统外，这套管腔称围血系统。
生殖窦（反口围血窦） 生殖窦分支
轴器（轴腺、轴窦）
体壁突起
▪ 海盘车的体表突起有三类： 1）棘刺：为骨板的向外突起，一般与体 壁愈合，不能活动，有保护功能。 2）棘钳：呈钳状，可活动。在口周围的 棘钳能捕食。 3）皮鳃：为体壁的突起，该处体壁的真 皮层退化，是体壁的最薄处。皮鳃腔与 体腔相连，是呼吸器官，兼有排泄作用。
体腔
棘皮动物有极其发达的次生体腔 可分为三部 分：
11棘皮动物和半索动物
幽门盲囊血管
胃血管环
环血管
辐血管 环血管
ring sinus 环窦
6.呼吸与排泄 呼吸与排泄
无专门的排泄器官， 无专门的排泄器官，排泄活动是靠体腔上皮能产 生变形细胞，收集体腔液中的代谢废物， 生变形细胞，收集体腔液中的代谢废物，移行到 体表，穿过皮鳃 管足、呼吸树等体壁较薄处 皮鳃、 等体壁较薄处， 体表，穿过皮鳃、管足、呼吸树等体壁较薄处， 将废物排出体外。 将废物排出体外。代谢废物也可通过体表直接扩 散到体外。 散到体外。 棘皮动物专职的呼吸器官是皮鳃 为体壁的突起， 皮鳃， 棘皮动物专职的呼吸器官是皮鳃，为体壁的突起， 外面是1层上皮细胞，内面有1层体腔上皮，中间 外面是 层上皮细胞，内面有 层体腔上皮， 层上皮细胞 层体腔上皮 的结缔组织退化。突起内腔和体腔相通。 的结缔组织退化。突起内腔和体腔相通。 此外，管足也有呼吸功能。 此外，管足也有呼吸功能。 海参纲用呼吸树呼吸。 海参纲用呼吸树呼吸。
1.外部形态 外部形态
体盘 棘 间布带
筛板 腕 步带沟 肛门
管足
触手
左颚片
右颚片
基片
叉棘
2.发达的体腔 发达的体腔
除围绕内部器官的围脏腔外， 除围绕内部器官的围脏腔外，体腔的一部分形成棘 皮动物独有的水管系统和围血系统。 皮动物独有的水管系统和围血系统。
过海星腕的横切
过海星体盘及腕的纵切
3.消化系统 消化系统
筛板
肠盲囊
罎 贲门胃 幽门胃 幽门盲囊
海星的发育
羽腕幼虫
短腕幼虫
棘 皮 动 物 的 幼 虫
羽腕幼虫
短腕幼虫
蛇尾幼体
海胆幼体
耳状幼虫
樽形幼虫
第十一、二章 棘皮动物门
兰海星
链珠海星
滤沙海星
海蛇尾纲（Opliiuroidea） 腕细长，与中央盘的界限非常明显，没有步 带沟，管足没有坛囊和吸盘。筛板位于口面。 本纲是棘皮动物中最大的一类，现存约有2 000 种，分布极广。
刺蛇尾
黄鳞蛇尾
脆蛇尾
海胆纲（Echinoidea）
5个腕向反口面愈合，呈圆球形或扁圆形的骨骼
•进化地位
棘皮动物是辐射型卵裂，而不是螺旋型卵 裂。具有中胚层起源的钙化的骨片形成的内骨骼。 以内陷法形成原肠胚，以肠腔法形成中胚层和真 体腔，原胚孔最终形成了成体的肛门，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。
棘皮动物全部营海洋底栖生活，活动能力不强， 广泛分布在从浅海到数千米的深海。已知现存种 类6 000多种，但化石种类多达20 000多种。包括 海星纲、海胆纲、海蛇尾 纲、海参纲、害百合纲5个 纲，沿海常见的有海盘车、 海胆、海参、海蛇尾等。
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）
身体呈长圆柱形，栖居在几丁质栖管中。身体分化为触手环、 躯干和球根三部分。触手环呈马蹄形，上具纤毛。无附肢， 有“U”形消化道。许多早古生代的遗迹化石如Skolithos可能 是由帚虫形成的。
第十二章 棘皮动物门（Echinodermata）
附：其他无脊椎后口动物 --毛颚动物门（Chaetognatha）
3． 水管系统（海盘车）
12棘皮动物
海盘
筐蛇尾
真蛇尾 蛇尾纲习见种类
刺蛇尾
海胆纲（Echinoidea）
5个腕向反口面愈合，呈圆球形或扁圆形的骨 骼包住身体。体表长有可以活动的刺。现存种 类约900种。 代表动物:马粪海胆、紫海胆
（1）血系统
内有液体。
包括一套与水管系统相应的管道，其 是体腔的一部分，形成围绕在血系
（2）围血系统
统之外的一套窦隙。
一、棘皮动物门的主要特征
（四）神经系统和感觉器官不发达
1．神经系统 没有神经节和中枢神经系统，只有
分散在体腔表皮层的外神经系统，真皮层和肌肉
层的内神经系统，以及体腔神经系统。 2．感觉器官 细胞。 有感光的眼点，表皮层有神经感觉
刺参
海棒槌 海参纲习见种类 梅花参
左:仿刺参(刺参) Apostichopus japonicus (Selenka) 右:蛇目白尼参 Bohadschia argus Jaeger (仿自 A. M. Clark)
紫伪翼手参 Pseudocolochirus violaceus (Theel)
外神经系统
辐水管
一、棘皮动物门的主要特征
（五）呼吸和排泄
1．呼吸 2．排泄 由表皮和体腔上皮向外凸起形成的皮鳃 反口面的筛板和肛门有水分调节和代谢 是海盘车的呼吸器官。
功能。
一、棘皮动物门的主要特征
（六 ）消化系统和食性
海盘车的消化系统由口、贲门胃、幽门胃、直 肠、肛门（海胆有咀嚼器）。有5对幽门盲囊分 布在腕内。消化道的上皮有纤毛，腺细胞可分
棘皮动物门
管→辐水管→侧水管→坛→管足。 – 管足：为棘皮动物水管系统侧管末端腹分支，伸出体外， 壁薄，末端有吸盘。其功能：内体腔液通过它呼吸、排泄； 辅助运动。
5
5、次生适应结果（适应固着或缓慢运动）：
（1）运动、神经系统和感官不发达。 利用管足和棘刺的运动效率低；神经系统与上皮不 分开；感官不发达，只有海星腕末端有眼点。
如海星、海蛇尾、海百合等类；或骨片愈合成一整个的 胆壳，如海胆类；或散布在体壁中，如海参类。这些小 骨片还可以形成棘、刺，突出体表之外，使体表粗糙因 而得名棘皮动物。 – 其他无脊椎动物的骨骼是由外胚层发育而来的外骨骼。
4
4、真体腔宽阔，具有特殊的水管系统
– 水管系统是真体腔的一部分，其构成：筛板→石管→环水
– 体略呈球形，无腕，口面向下，表面骨板互相愈合成球
形骨骼，体表棘刺很长。400种。 例如：马粪海胆。
12
4、海参纲：
体柔软，长筒形，无腕，无口面和反口面之分，口位于前端， 肛门在后端；呼吸树是海参特有的呼吸排泄器官。1000种。 例如：梅花参，海地瓜，刺参等。
13
5、海百合纲：
形如植物，体盘呈杯状，一般有10腕，各腕有羽状分枝， 口面向上，无筛板。650种。例如：海羊齿等。
2
2、身体五辐对称，无头部，其幼体左右对称，固 着生活。
五辐对称是次生性的，由幼体的左右对称发展而成的，且 其外形上和内部器官均呈五辐对称。所以成体的五辐对称可 能是次生性的，可能与原始种类的固着生活相关。
3
3、具有中胚层形成的内骨骼（和脊索动物类似）。
– 由钙化的小骨片（ossciles）组成，骨片或彼此成关节，
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第十一章棘皮动物门(Echinodermata)
教学目的和要求：
1. 掌握棘皮动物的主要特征。
2. 掌握棘皮动物在动物演化上的意义
重点：
棘皮动物在动物演化上的意义
难点：
棘皮动物体腔的结构、功能和发生。
学时：
讲授1学时。
教学方法：
1、多媒体授课。
2、讲授、启发、讨论相结合。
教学过程：
棘皮动物门在动物演化上属于后口动物（deuterostome）。
它们与原口动物（protostome）不同的是：在胚胎发育中的原肠胚期，原口（胚孔）形成动物的肛门，而在与原口相对的一端，另形成新口称为后口。
以这种方式形成口的动物，称为后口动物。
因此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于后口动物，为无脊椎动物中最高等的类群。
我们熟知的有海星、海胆、海参等。
第一节棘皮动物门的特征
一. 身体为辐射对称，且大多为五辐对称
辐射对称的形式是次生形成的，是由两侧对称的幼体发育而来。
二.次生体腔发达.
三.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。
四. 有独特的水管系和管足。
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。
五运动迟缓，神经和感官不发达。
六. 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。
七. 全部生活在海洋中。
第二节棘皮动物门的分类
全部海洋底栖生活，现存6000多种，化石种类有20000多种。
分为2亚门5个纲。
一、有柄亚门（Pelmatozoa）
固着或附着生活，在某个生活史中具固着用的柄。
1、海百合纲（Crlnoidea）
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。
二、游移亚门（Eleutherozoa）
自由生活，生活史中没有固着用的柄。
2、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。
3、蛇尾纲（Ophiuroidea）
体扁，星状，体盘小，腕细长，无步带沟，管足退化。
4、海胆纲（Echinoidea）
体呈球形、盘形或心脏形，无腕。
内骨骼愈合，形成1个坚固的壳。
体表长有可以活动的刺。
现存约900种。
5、海参纲（Holothuroldea）
体呈蠕虫状，两侧对称，无腕。
骨片微小，体表没有棘。
现存约1100种。
第三节棘皮动物门的系统发展
棘皮动物的辐射对称是次生形成的。
原因是：棘皮动物身体为辐射对称，但其幼虫为两侧对称。
关于棘皮动物的祖先主要有2种主张：
1、认为棘皮动物的祖先为两侧对称体形的对称幼虫（dipleurula），具有3对体腔囊，与现在生存的棘皮动物幼虫形态相似。
2、认为五触手幼虫是棘皮动物的祖先。
它也是两侧对称，具3对体腔囊和围绕口的5条中空触手；5条触手为体腔囊的延伸，是形成水管系统的基础。
5触手幼虫由于进化为固着生活，其体形逐渐转化为辐射对称。
海百合纲是最古老的类群。
海星纲与蛇尾纲体形一致，均为辐射对称，这两者的演化关系较为接近。
而海胆纲与蛇尾纲的幼虫均为长腕幼虫，在结构上相似，二者关系较近。
但海胆纲心形目动物肛门体位后端，两侧对称，与海参纲相同，因此海胆纲是介于蛇尾纲和海参纲之间的类群。
海参纲的樽形幼虫与海百合纲的樽形幼虫很相似，故与海百合纲有着较近的亲缘关系。
海参只有一个生殖腺，是较原始的性状，它可能是在演化中较早分出的一支。