動(dòng)物生物學(xué)棘皮動(dòng)物

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1、 現(xiàn) 存 的 棘 皮 動(dòng) 物 有 6000多 種 ， 常 見 的 有 海 星 、 海 膽 、 海 參 等 ，這 些 動(dòng) 物 與 前 面 所 述 的 原 口 動(dòng) 物 不 同 ， 在 胚 胎 發(fā) 育 由 原 口（ 胚 孔 ） 形 成 動(dòng) 物 的 肛 門 ， 在 與 原 口 相 對(duì) 的 一 端 ， 形 成 一 新口 ， 發(fā) 育 為 口 。 以 這 種 方 式 形 成 口 的 動(dòng) 物 稱 為 后 口 動(dòng) 物 。 為無 脊 椎 動(dòng) 物 中 最 高 等 的 類 群 。 棘 皮 動(dòng) 物 、 半 索 動(dòng) 物 、 脊 索 動(dòng)物 都 屬 于 后 口 動(dòng) 物 。3.4.10 無 脊 椎 后 口 動(dòng) 物輻 射 對(duì) 稱

2、 的 棘 皮 動(dòng) 物 門 ECHINODERMATA 附 ： 毛 顎 動(dòng) 物 門 、 半 索 動(dòng) 物 門 進(jìn) 化 地 位1. 棘 皮 動(dòng) 物 為 輻 射 型 卵 裂 ， 而 不 是 螺 旋 形 卵 裂 ；2. 具 有 中 胚 層 起 源 的 內(nèi) 骨 骼 ， 鈣 化 骨 片 形 成 ； 3. 內(nèi) 陷 法 形 成 原 腸 胚 ， 腸 腔 法 形 成 中 胚 層 、 真 體腔 ；4. 由 胚 孔 發(fā) 育 為 成 體 肛 門 ， 于 胚 孔 相 對(duì) 的 一 端 形成 口最 原 始 的 后 口 動(dòng) 物 。 生 物 學(xué) 特 征棘 皮 動(dòng) 物 是 一 個(gè) 相 當(dāng) 特 殊 的 類 群 ：1.體 呈 五 輻 射

3、 對(duì) 稱 通 過 口 面 到 反 口 面 的 中 央 軸 ，可 做 五 次 切 割 ， 所 切 除 的 兩 部 分 基 本 對(duì) 稱 。2.骨 骼 由 中 胚 層 產(chǎn) 生 ， 并 向 體 表 突 出 成 棘 ；3.具 有 由 一 部 份 體 腔 演 交 而 成 的 水 管 系 統(tǒng) 和 圍 血 系 統(tǒng) ；4.沒 有 神 經(jīng) 節(jié) 、 中 樞 神 經(jīng) 系 統(tǒng) ；5.輻 射 型 卵 裂 ， 內(nèi) 陷 法 形 成 原 腸 胚 ， 腸 腔 法 形 成 中 胚層 和 真 體 腔 ； 口 在 原 口 相 對(duì) 的 一 端 另 行 形 成 。所 以 棘 皮 動(dòng) 物 是 一 類 高 等 無 脊 椎 的 后 口 動(dòng) 物

4、。 3.4.10.1 身 體 結(jié) 構(gòu)1、 外 部 形 態(tài) ；2、 體 壁 、 骨 骼 ； 3、 水 管 系 統(tǒng) ；4、 血 系 統(tǒng) 、 圍 血 系 統(tǒng) ； 5、 消 化 系 統(tǒng) 和 食 性 ； 6、 神 經(jīng) 系 統(tǒng) ；7、 生 殖 、 發(fā) 育 1.外 部 形 態(tài)多 數(shù) 種 類 成 體 五 輻 射 對(duì) 稱 （ pentamerous radial symmetry） ， 因 幼 體 兩 側(cè) 對(duì) 稱 ， 所 以 認(rèn) 為 五 輻 對(duì)稱 是 次 生 性 的 。棘皮動(dòng)物外部形態(tài) 2.體 壁 與 骨 骼1） 體 壁 ： 由 表 皮 和 真 皮 構(gòu) 成 。表 皮 層 ： 為 一 層 柱 狀 上 皮 ， 外

5、有 薄 的 角 質(zhì) 層 。 細(xì) 胞 間 散 布有 腺 細(xì) 胞 、 感 覺 和 神 經(jīng) 細(xì) 胞 。 柱 狀 細(xì) 胞 之 下 是 真 皮 層 。真 皮 層 ： 分 為 結(jié) 締 組 織 和 肌 肉 層 ， 其 內(nèi) 是 體 腔 膜 。其 它 無 脊 椎 動(dòng) 物 體 壁 都 沒 有 真 皮 層 。 2） 骨 骼 ： 棘 皮 動(dòng) 物 的 內(nèi) 骨 骼 由 許 多 鈣 質(zhì) 骨 片 組 成 ； 骨 片可 以 形 成 棘 （ papilla） 、 叉 棘 、 刺 （ spine） 等 突 出于 體 表 ， 使 體 表 粗 糙 ： 不 同 形 式 的 棘防 衛(wèi) 、 清 除 體表 沉 積 物 等 ； 體 壁 還 有

6、皮 鰓 進(jìn) 行 氣 體 交 換 。 3.水 管 系 統(tǒng) 棘 皮 動(dòng) 物 所 特 有 ， 形 成 管 足 ，組 成 棘 皮 動(dòng) 的 運(yùn) 動(dòng) 器 官 ， 并兼 有 呼 吸 作 用 。結(jié) 構(gòu) 包 括 ： 篩 板 -石 管 -環(huán) 水 管-輻 水 管 (5根 )-側(cè) 水 管 -管足 囊 和 吸 盤 。水 管 系 統(tǒng) 里 面 充 滿 液 體 ， 與 海 水等 滲 。運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ： 借 壇 的 伸 縮 ， 管 足 末 端的 吸 盤 可 以 借 液 壓 產(chǎn) 生 的 真空 吸 附 在 物 體 上 。 實(shí) 驗(yàn) 證 明 ： 水 管 系 統(tǒng) 內(nèi) 的 液 體 不與 外 界 交 換 。 4.血 系 統(tǒng) 、 圍 血 系 統(tǒng)

7、 棘 皮 動(dòng) 物 沒 有 專 門 的 循 環(huán) 器 官 ， 靠 體 腔 液 完 成 營 養(yǎng) 物 質(zhì) 的 輸 送 。 有 特 殊 的血 系 統(tǒng) （ hemal system） 和 圍 血 系 統(tǒng) （ perihemal system） 。 血 系 統(tǒng) ： 包 括 一 套 與 水 管 系 統(tǒng) 相 應(yīng) 的 管 道 ,與 輻 水 管 平 行 的 輻 血 管 ， 與 環(huán) 水管 平 行 的 環(huán) 血 管 。圍 血 系 統(tǒng) ： 圍 繞 循 環(huán) 系 統(tǒng) 的 管 腔 。 5.消 化 系 統(tǒng) 和 食 性結(jié) 構(gòu) ： 一 般 由 口 、 食 道 和 消 化 管 組 成 。 消 化 管 的 形 狀 因 種 類 不 同 而

8、異 。海 星 ： 消 化 管 呈 囊 袋 狀 ， 口 面 中 央 的 口 ， 短 的 食 道 ， 寬 大 的 胃 （ 賁 門 胃和 幽 門 胃 ） 組 成 。 幽 門 胃 向 腕 內(nèi) 伸 出 2支 幽 門 盲 囊 ， 能 分 泌 酶 。 胃 后為 短 的 腸 ， 有 2-3個(gè) 腸 盲 囊 ， 末 端 開 口 于 肛 門 。6.神 經(jīng) 系 統(tǒng) 棘皮動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)是分散的，沒有神經(jīng)節(jié)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)。棘皮動(dòng)物整個(gè)表皮中有大量感覺神經(jīng)細(xì)胞：除司觸覺外，還能夠?qū)?、化學(xué)刺激作出反應(yīng)。 7.生 殖 、 發(fā) 育 多 數(shù) 是 雌 雄 異 體 （ 少 數(shù) 海 蛇 尾 和 海 參 除 外 ） 。 生 殖 腺位 于

9、 各 腕 的 基 部 兩 側(cè) ， 反 口 面 。 精 卵 在 海 水 中 受 精 ， 受 精 卵 為 輻 射 卵 裂 ， 內(nèi) 陷 形 成 原腸 胚 ， 腸 腔 法 形 成 中 胚 層 和 3對(duì) 體 腔 （ 前 中 后 體 腔 囊 ） ，由 胚 孔 發(fā) 育 為 成 體 肛 門 ， 口 在 原 腸 孔 相 對(duì) 的 另 一 端 形成 。 棘 皮 動(dòng) 物 的 幼 蟲 期 是 兩 側(cè) 對(duì) 稱 ， 變 態(tài) 后 形 成 輻 射 對(duì) 稱的 幼 蟲 。 所 以 棘 皮 動(dòng) 物 的 五 輻 射 對(duì) 稱 是 次 生 性 的 。 3.4.10.2 棘 皮 動(dòng) 物 門 的 分 類棘 皮 動(dòng) 物 全 部 是 海 洋 底

10、棲 生 活 ， 淺 海深 海（ 數(shù) 千 米 ） ， 現(xiàn) 存 6000多 種 ， 化 石 種 類 則 多 達(dá)20000多 種 。1、 有 柄 亞 門 ； 2、 游 走 亞 門 海 蛇 尾 綱海膽綱海參綱 3.4.10.3 棘 皮 動(dòng) 物 的 進(jìn) 化 地 位棘 皮 動(dòng) 物 與 無 脊 椎 動(dòng) 物 不 同 ：卵 裂 (輻 射 卵 裂 ) 、 (內(nèi) 陷 法 )形 成 原 腸 、 ( 腸 腔法 )中 胚 層 和 體 腔 的 形 成 、 骨 骼 由 中 胚 層 產(chǎn) 生 。與 脊 椎 動(dòng) 物 相 同 之 處 ：口 的 形 成 、 肛 門 的 形 成 。所 以 ， 科 學(xué) 家 認(rèn) 為 棘 皮 動(dòng) 物 與 脊

11、索 動(dòng) 物 具 有 共 同祖 先 。 附 ： 毛 顎 動(dòng) 物 門絕 大 多 數(shù) 營 浮 游 生 活 ， 運(yùn) 動(dòng) 迅 速 ，為 海 洋 浮 游 動(dòng) 物 的 組 成 部 分 。毛 顎 動(dòng) 物 體 形 似 箭 ， 較 小 ， 體 長 多在 40mm以 下 ， 半 透 明 。體 分 為 頭 、 軀 干 和 尾 三 部 分 ， 在 頭部 口 的 周 圍 有 幾 行 小 刺 ， 用 以 刮取 食 物 ， 所 以 稱 為 毛 顎 動(dòng) 物 。 復(fù) 層 上 皮 ， 體 腔 有 隔 膜 等 特點(diǎn) ， 可 能 為 原 始 后 口 動(dòng) 物 中 極 特化 的 一 支 ， 與 其 他 后 口 動(dòng) 物 的 類緣 關(guān) 系 不

12、 很 密 切 。 附 ： 半 索 動(dòng) 物 門 （ Hemichordata） 后 口 動(dòng) 物 中 一 個(gè) 類 群 。 約 有 100種 ， 全 部海 產(chǎn) ， 體 長 約 2.3mm 2.5m， 廣 泛 分 布 于熱 帶 和 溫 帶 沿 海 ， 潮 間 帶 分 布 最 多 。 體呈 蠕 蟲 形 ， 兩 側(cè) 對(duì) 稱 ,背 腹 明 顯 ， 全 身 由吻 、 領(lǐng) 和 軀 干 三 部 分 組 成 。柱頭蟲 蟲 體 內(nèi) 具 有 體 腔 包 括 ： 吻 腔 、領(lǐng) 腔 和 軀 干 腔 ?？?位 于 吻 領(lǐng) 交 界 處 腹 面 ， 口 腔背 面 向 前 突 出 形 成 一 個(gè) 盲 管稱 為 口 索 ， 又 因

13、短 小 ， 叫 做半 索 動(dòng) 物 ?？?后 是 咽 ， 其 背 面 兩 側(cè) 有 U形 裂縫 ， 叫 鰓 裂 。 通 過 鰓 囊 的 鰓孔 與 外 界 相 通 。 咽 后 為 腸 ，肛 門 在 體 末 端 。神 經(jīng) ： 位 于 在 表 皮 層 之 下 ， 背腹 線 處 增 厚 成 索 狀 ， 在 軀 干部 前 端 有 一 環(huán) 狀 神 經(jīng) 。 神 經(jīng)索 在 進(jìn) 入 領(lǐng) 中 的 部 分 出 現(xiàn) 了空 腔 ， 被 認(rèn) 為 是 早 期 的 神 經(jīng)管 。 總 結(jié) ：主 要 特 征 是 ：1.有 一 背 神 經(jīng) 索 ， 其 前 端 內(nèi) 部 形 成 一 空 腔 ， 呈 管 狀 ， 一 般認(rèn) 為 是 背 神 經(jīng)

14、 管 的 雛 形 ；2.消 化 管 前 端 咽 部 處 有 成 對(duì) 的 裂 縫 ， 稱 鰓 裂 ；3.口 腔 背 側(cè) 向 前 伸 出 一 短 的 盲 管 ， 稱 口 索 （ 與 脊 索 既 不 同功 又 不 同 源 ） ， 過 去 誤 認(rèn) 為 是 脊 索 ， 因 此 命 名 為 半 索 動(dòng)物 。進(jìn) 化 地 位 ：此 類 動(dòng) 物 與 無 脊 椎 動(dòng) 物 中 的 棘 皮 動(dòng) 物 在 演 化 上 有 著 較 近 的類 緣 關(guān) 系 。 根 據(jù) 是 ： 同 為 后 口 動(dòng) 物 ； 均 為 腸 腔 法 形 成 中胚 層 ； 柱 頭 蟲 的 幼 蟲 柱 頭 幼 蟲 與 棘 皮 動(dòng) 物 中 海 參 的 耳 狀

15、幼 蟲 結(jié) 構(gòu) 非 常 相 似 。同 時(shí) ， 半 索 動(dòng) 物 又 與 脊 索 動(dòng) 物 有 著 共 同 特 征 ， 如 背 神 經(jīng) 索前 端 有 腔 ， 相 當(dāng) 于 脊 索 動(dòng) 物 的 背 神 經(jīng) 管 ； 具 鰓 裂 等 。 故半 索 動(dòng) 物 是 非 脊 索 動(dòng) 物 和 脊 索 動(dòng) 物 之 間 的 一 種 過 渡 類 型 。 小結(jié) 棘皮動(dòng)物與前面各類多細(xì)胞三胚層動(dòng)物的螺旋型卵裂不同，都是輻射型卵裂。早期的胚胎發(fā)育時(shí)不是端細(xì)胞法產(chǎn)生中胚層，而是以腸腔法形成中胚層和真體腔。原腸口(即胚孔)最終形成了成體的肛門，而成體的口則在原腸孔相對(duì)的一端另外形成，屬于最原始的后口動(dòng)物。棘皮動(dòng)物的幼蟲都是兩側(cè)對(duì)稱，而成體都是次生性五輻射對(duì)稱。成體身體表面有棘和刺突出體壁外。棘皮動(dòng)物全部營海洋底棲生活，活動(dòng)能力不強(qiáng)。有體腔形成的水管系統(tǒng)，血系統(tǒng)和圍血系統(tǒng)，骨骼全部起源于中胚層，沒有中樞神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)節(jié)。 半索動(dòng)物的胚胎發(fā)育與棘皮動(dòng)物相似，鰓裂及中空的神經(jīng)又與脊索動(dòng)物相似，說明半索動(dòng)物與棘皮動(dòng)物和脊索動(dòng)物均有親緣關(guān)系。根據(jù)對(duì)半索動(dòng)物組織與胚胎的研究，證明口索與脊索既不同功又不同源。 思考棘皮動(dòng)物的主要特征是什么?半索動(dòng)物的進(jìn)化地位如何確定，根據(jù)是什么？