棘皮动物门(Echinodermata)是一类后口动物(deuterostomes),在
无脊椎动物中进化地位很高。大多底栖,少数海参行浮游生活;自由生活的种类能够缓慢移动。从浅海到数千米的深海都有广泛分布。现存种类6000多种,但化石种类多达20000多种,从早
寒武纪出现到整个
古生代都很繁盛,其中有5个纲已完全灭绝。沿海常见的
海星、
海胆、
海参、
海蛇尾等都属于
棘皮动物,它们在形态结构与发生上都有一些独特之处,与原口动物有很大不同。外观差别很大,有星状、球状、圆筒状和花状。成体五放辐射对称(次生辐射对称),由管足排列表现出来。
发现历史
2023年,国际科研团队在英国威尔士中奥陶世地层中发现的“布尔吉斯页岩型”特异埋藏化石库--城堡滩生物群,发现有 170 多种生物,其中包括棘皮动物。
形态特征
外观差别很大,有星状、球状、圆筒状和花状。成体五放辐射对称,由管足排列表现出来。根据管足的有无,身体区分为有管足的辐部或步带和无管足的间辐部或间步带。内部器官,包括水管系、神经系、血系和生殖系均为辐射对称,只有消化道除外。由于辐射对称,身体有
口面和
反口面之分。
尽管本门各纲动物体形有很大差别,但其基本构造十分一致。海星和
蛇尾类呈星形,上下扁平,体轴很短,口面朝下,
管足沿着腕(辐部)作放射状排列。
海胆和
海参体轴延长,辐部和间辐部结合,体呈球形或圆筒形,管足作
子午线排列。
海百合口面向上,反口面具长柄或卷枝供附着用。
棘皮动物骨骼很发达,由许多分开的
碳酸钙骨板构成,各板均由一
单晶的方解石组成。骨骼外包表皮,皮上一般带棘。海胆和海星有不同的
叉棘。海胆骨骼最为发达,骨板密切愈合成壳。
海星、
蛇尾和海百合的腕骨板成
椎骨状。海参骨骼最不发达,变为微小的分散骨针或骨片。
物种分类
海参纲
Holothuroidea
海参纲分为楯手目(Aspidochirotida)和平足目(Elasipodida)。
楯手目楯形触手10—30个,多为20个;体呈圆筒状,腹面常呈足底状,背面和腹面常明显有区别,特别是疣足明显的种类;无翻颈部和收缩肌;纵肌5对;生殖腺一束或两束,位于肠系膜的--侧或两侧;有呼吸树;常有居维氏器;骨片常为桌形体、扣状体或花纹样体等。
平足目体形常明显两侧对称,有的具大锥形疣足,有的身体周围有边缘,有的具尾部。触手楯形或叶状,数目10—20个;有管足,但数目不多。无收缩肌和呼吸树。后肠的肠系膜附着在右背间步带,常靠近右背纵肌附近。
蛇尾纲
Ophiuroidea
蛇尾纲分为
真蛇尾目(OPHIURIDA)和蜍蛇尾目(PHRYNOPHIURIDA)。蛇尾纲(Ophiuroidea),体盘与各腕区分极为明显。腕细长,可弯曲。无步带沟,管足二列,不具吸盘及要。各腕由四列骨板包围,腕内还有一列腕骨。肌肉发达,活动自如。筛板位于口面。
消化道退化,食道短,后连盲囊状的胃。无肠,无肛门。雌雄异体,幼虫称蛇尾幼虫。如阳遂足、刺蛇尾等。
海星纲
海星纲( Asteroidea),体扁平,多为五辐射对称,体盘和腕分界不明显。生活时口面向下,反口面向上。腕的口面中央具步带沟,沟内有管足。内骨骼的骨板以结缔组织相连,柔韧可弯曲。体表具棘和叉棘,为骨骼的突起。具皮鳃,水管系发达。个体发育中经
羽腕幼虫和短腕幼虫。
海胆纲
海胆纲( Echinoidea)体呈球形,盘形或心脏形。口面向下,口位于中央;反口面中央为肛门。口与反口面之间相间排列着骨板组成的5个具管足的步带区和5个无管足的间步带区,各骨板上均有疣突和可动的长棘。围肛部周围由5个生殖板( gential plate)和5个眼板( ocular plate)组成。生殖板上各有一生殖孔,有一块生殖板多孔,形状特异,兼有筛板的作用。眼板上各有一眼孔,辐水管末端自孔伸出,为感觉器。
口位于口面围中央,口腔内由骨板、齿及肌肉骨板组成结构复杂的咀嚼器,称亚里斯多德提灯( Aristotle lantern)。
海百合纲
海百合纲( Crinoidea) (代表动物:海百合)现存棘皮动物中最为古老的一纲。暂时或终身营固着生活。口与肛门都朝上,腕分枝似羽,管足呈触手状。幼体呈桶状。全世界约有610种。体有柄(海百合类)或成体无柄(海羊齿类),颇似植物。具有分枝的腕。步带沟内生触手,无运动功能,可捕食。雌雄异体,生殖腺位于生殖羽内。个体发育经过蛹形的樽形幼虫阶段。
生活习性
大多底栖,少数海参营浮游生活;自由生活的种类能够缓慢移动。摄食方式为吞食性、滤食性和肉食性。
生长繁殖
多为雌雄异体,生殖细胞释放到海水中受精,幼体在初发生时形状相同,以后则随纲而异,少数种类可行无性裂体繁殖。对水质污染很敏感,再生力一般很强。
主要价值
有些棘皮动物是珍贵食品,如海参、海胆卵。在
海洋生态系统内,棘皮动物在某些底栖动物群落中,常为
优势种。在深渊海底的
底栖动物生物量中,棘皮动物最高可占90%。在研究海洋
动物地理学上,棘皮动物常是很好的指标种。某些吞食性种类能够大量搬运腐败物质,能减少海底微生物的活动。某些钻石的种类对
海岸线造成破坏。某些
蛇尾类常是底栖鱼类的饵料。海星喜吃
贝类,在贝类养殖上常是敌害。棘皮动物化石种类甚多,在地质学上占有一定地位。有的石灰石地层全部由分解了的海百合骨骼构成。在实验
胚胎学等基础理论研究方面,海胆卵是很好的实验材料之一。某些棘皮动物具有
毒腺或毒液,有可能通过研究发展成药物。从几种海参分离出的
海参素和粘多糖具有抗癌活性。
保护级别
列入《濒危野生动植物种国际贸易公约附录Ⅰ、附录Ⅱ和附录Ⅲ》。