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  海胆纲(Echinoidea)体呈球形、盘形或心脏形,无腕。内骨骼互相愈合,形成一个坚固的壳,分三部:第一部最大,由20多行多角形骨板排列成10带区,5具管足的步带区和5个无管足的步带区相间排列,各骨板上均有疣突和可动的长棘。第二部称顶系,位反口面中央,由围肛部(periproct)和5个生殖板及5个板眼(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,兼作筛板的作用;板眼上各有一眼孔,辐水管末端自孔伸出,为感觉器;围肛部上有肛门。第三部为围口部,位口面,有5对口板,排列规则,各口板上有一管足,口周围有5队分支的鳃,为呼吸器官。多数种类口内具复杂的咀嚼器,称亚里士多德提灯(Aristotle’s lantern),其上具齿,可咀嚼食物。消化管长管状,盘曲于体内,以藻类、水螅、蠕虫为食。多雌雄异体,个体发育中经海胆幼虫(长腕),后变态成幼海胆,经1~2年才达性成熟。现存900种,化石有7000多种。可分为规则海胆亚纲(Endocyclica)不规则海胆亚纲(Exocyclica)两个亚纲,22目。分布在从潮间带到几千米深的海底,多集中在滨海带的岩质海底或沙质海底,或有广泛的分布,或局限在特定的海域,因种而异。

海胆纲

Echinoidea

 

 

 

 

 

 
海胆纲的主要特征
体多数呈球形,少数呈盘形或心脏形
无腕
内骨骼互相愈合形成一坚固的壳,壳上有疣突及可动的长棘
多数种类口内具亚里士多德提灯,其上具齿,结构复杂,可咀嚼食物
 
规则海胆亚纲 Endocyclica
胆壳呈球形,五辐对称,每二列步带板与二列间步带板相间排列,具亚里斯多德提灯。胆壳的直径多数在6~12cm之间,但有的种小于1cm,也有的种大于36cm。体表多呈灰褐色、黑色、深紫色、绿色和白色等不同颜色。身体的口面向下、平坦,中央有口,反口面向上隆起,呈半球形,顶端中央有肛门及围肛区(periproct region)。身体沿口与反口极轴呈放射状相间排列着5个步带区及5个间步带区,每个步带区及间步带区分别由两列步带板(ambulacralplates)及两列间步带板(interambulacralplates)组成,因此整个胆壳由20列骨板围成。在每个步带区靠边缘处分布有二列管足,在骨板上留有管足孔,间步带区没有管足孔。口的周围有围口膜,其内缘加厚形成唇。围口膜的步带区有5对突出的、很大的管足称口管足(buccal podia),其外围有5对葡萄状的鳃。在围口区还有许多小刺及叉棘。反口面中央为围肛区,它是由一圈大小不等的骨板围绕肛门组成,其外圈围有10个骨板,5个大的为生殖板(genital plates),中央有生殖孔(gonopore),其中一个生殖板变成了筛板,另外5个小的成相间位置的是眼板(ocular plates),对准步带区。10个骨板之内围有一块围肛板(periproct plate),其中央为肛门。整个胆壳的表面伸出大量中空的长刺,赤道处的刺最长,两极处最短。刺的基端凹陷与胆壳的突起相嵌合,因此刺可以向各个方向转动。有的种刺上还生有成列的倒齿。热带的一种囊海胆(Asthenosoma)刺的顶端有一上皮细胞形成的毒囊,它的分泌物对人也有很高的毒性,引起剧烈的疼痛。石笔海胆属(Heterocentrotus)的一些种刺变成扁平的浆状。另外,整个胆壳及围口区均有叉棘,有柄。有的叉棘顶端有3~6个毒囊,对小型动物有很大的麻醉及毒杀作用。叉棘也有防卫及消除体表沉渣的作用。许多海胆在步带区还有一种球形小体,其中含有平衡囊,因此均有平衡作用。这种球形小体或分散于步带区全长,或仅限于口面。例如头帕海胆(Cidaris);马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)壳半球形,褐色,棘短而多,状如马粪;细雕刻肋海胆(Temnopleurus toreumaticus)壳较低平,棘大而长。
 

巨紫球海胆(Strongylocentrotus franciscanus)

 

囊海胆(Asthenosoma varium)

 

囊海胆(Asthenosoma varium)

 

环刺棘海胆(Echinothrix calamaris)

 

刺冠海胆(Diadema setosum)

 

刺冠海胆(Diadema setosum)

 

笔石海胆(Heterocentrotus mammillatus)

 

细雕刻肋海胆(Temnopleurus toreumaticus)

 

马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)

 
不规则海胆亚纲 Exocyclica
胆壳非球形,肛门移到反口面顶板中央,口位于口面中央或非中央,提灯存在或不存在。身体呈不规则形,如心形或圆盘形等,或趋于两侧对称。一般较规则海胆小,具更多的刺,多数适合于沙中穴居。例如心形海胆身体的长轴成为前、后轴,口面平坦,反口面略凸出,口与围口区迁到了前端,肛门及围肛区迁到了身体后端,反口面的中心仍在背面中央,管足仅限于口面与反口面,反口面的步带区形成花瓣状,管足仅用以气体交换,口面的步带区也呈花瓣状,管足用以获得食物颗粒,体表布满浓密的刺。有的种刺呈纤毛状,仅分布在花瓣状的步带区,用以造成水流维持穴居。叉棘也是存在的,口面也有感觉的球形小体。砂币海胆及饼干海胆身体扁平盘形,口面及反口面中心又都在身体的中央位置,但围肛区仍在身体后端,反口面步带区呈花瓣状,口面步带区不呈花瓣状。例如心形海胆(Echinocardium cordatum)、饼干海胆(Laganum)、砂币海胆(Echinarachnius parma)、楯海胆(Clypeaster)等。
 

心形海胆(Echinocardium cordatum)

 

饼干海胆(Laganum depressum)

 

楯海胆(Clypeaster humilis)

 

砂币海胆(Echinarachnius parma)

 

砂币海胆(Echinarachnius parma)

 

砂币海胆(Echinarachnius parma)

 
海胆类的内部结构与生理
大多数海胆喜欢生活在岩石、珊瑚礁及硬质海底,主要靠管足及刺运动,运动常与取食相关。周围食物丰富时,很少移动,每天仅移动几个厘米。当食物缺乏时,每天可移动50cm。平时多潜伏在缝隙或凹陷处。不规则海胆由于多在沙中穴居,主要靠刺在穴中或沙面移动。体壁结构相似于海星,但真皮中无肌肉层,因此骨板是不动的。体壁内具发达的真体腔。除了胆壳内宽阔的体腔之外,在口后咽的周围还有围咽体腔。体腔液与海水等渗,具传递营养物质及代谢产物的机能。体腔液中有大量的体腔细胞,有的体腔细胞具伪足,有吞噬功能。体腔细胞还有凝血作用,在受到损伤时起作用。海胆类的食性相当广泛。可以是肉食的,以腹足类和其他棘皮动物等为食;也可以是植食的,以各种海藻为食。软质海底的种类及不规则海胆则主要取食有机物碎屑,通过管足或刺收集周围的有机物颗粒,再由纤毛作用送入口。口位于口面围口膜中央(不规则海胆可能位于身体前端),口内为口腔,口腔内有结构复杂的取食结构,即由一系列骨板、齿及肌肉相连组成的方灯形结构,用以切割及咀嚼食物,称为亚里斯多德提灯(Aristotle’s lantern)。它可以部分地伸出口外,其形态及结构是海胆类分类的基础之一。一般心形海胆缺乏亚里斯多德提灯。亚里斯多德提灯内包围有咽,咽后为食道,再连到胃、肠,胃肠交界处常有一盲囊存在。肠道很长,在体内围绕胆壳环绕成口面与反口面两圈,再经短的直肠及围肛区的肛门开口到体外。许多海胆肠道的第一圈(口面圈)肠壁上有一平行的水管(siphon),它的机能可能是更快地移走食物中过多的水分。肠是食物消化及呼吸的场所,盲囊处可以分泌消化酶。糖元是其主要贮存物,由肠壁进入体腔及其他组织中。水管系统相似于海星,反口面有一筛板(由生殖板形成),由石管连到口面的环水管,环管上有5个波里氏囊,由环管分出5个辐水管,在胆壳内沿步带区向反口面集中,由辐管沿途向两侧交替发出侧管,向内连到坛囊,向外伸出管足。管足穿过步带板,具吸盘、肌肉及支持骨片。不规则海胆的管足主要用于呼吸等其他机能。血系统与海星纲相似,即与水管系统伴行,也有环血管、辐血管、轴腺等,同时也伴有围血系统,其在海胆纲中的循环作用目前了解的还不多。海胆在围口区具有5对鳃。鳃是体壁向外凸出的分支状结构,是气体交换的主要场所,其内的腔与围咽部体腔相通,其中充满体腔液。亚里斯多德提灯的骨片及肌肉的收缩压挤体腔液进入鳃,以进行气体的交换。其抽吸运动是由体腔液中氧气与二氧化碳的改变刺激神经,再由神经支配骨片及肌肉的运动。不规则海胆没有鳃,由管足来完成呼吸机能。其管足短而扁平,管足外纤毛的运动造成水流,正好与管足内体腔液的流动方向相反,以促使气体进行交换。即使是规则海胆,其反口部位的管足也主要执行呼吸机能。代谢产物主要是氨及尿素,由体腔细胞携带到鳃及管足处,然后排出体外。轴腺可能也是排泄器官,因为其中的体腔细胞也满载有代谢废物。神经系统与水管系统伴行,最重要的为外神经系统,在提灯内环绕咽形成一围口的神经环,由它分出5条辐神经穿过提灯骨板到胆壳内面步带区的中线处,位于辐水管的下面,再由辐神经分出分支穿过胆壳达到管足及体壁、刺及叉棘。每个管足神经在末端吸盘处形成网状,上皮下神经丛也以神经网形式到达刺及叉棘处。下神经系统在围口环上分出神经到提灯的肌肉等处,内神经系统在围肛区形成环,并发出神经到生殖腺。没有特殊的感官,感觉细胞主要分布在管足、刺及叉棘处的上皮细胞之间,具触觉及味觉功能。也有球形小体,有平衡作用。海胆对光也很敏感,多为负趋光性,在反口面的表皮细胞中有眼点或感光细胞。
 

规则海胆口内具亚里士多德提灯,上具齿,可咀嚼食物

 

亚里士多德提灯(Aristotle’s lantern)内部结构

 

海胆可入药,具益气补阴、生肌止血之效;卵和肉可食用

 
海胆类的生殖与发育
绝大多数海胆为雌雄异体,外形无区别,生殖腺位于胆壳内间步带区,成熟时很长,悬垂在体腔内,由两层体腔上皮细胞、肌肉及结缔组织共同组成。每个生殖腺有一很短的生殖导管,穿过生殖板以生殖孔开口在体外,精、卵在海水中受精。发育中经过一个自由游泳的长腕幼虫(echinopluteus)阶段,它具4~6对长腕,形态相似于蛇尾幼虫。经几周的游泳取食后沉入水底,并不附着,很快变态成成体,这时大约仅1mm左右。口面有5对管足,反口面顶板很大。以后不断地由口面形成新管足,顶板相对变小,逐渐发育成海胆。一些种受精卵可在口面或反口面刺间孵育卵及幼虫,而没有自由游泳的幼虫期,发育成小海胆后离开母体。
 

海胆发育中经自由游泳的长腕幼虫阶段

 

海胆喜食藻类,尤其是海带幼苗,是藻类养殖业的敌害

 

海胆身体表面具有步带区,边缘分布有管足