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第五章 腔肠动物门



第五章

腔肠动物门

腔肠动物是真正后生动物的开始,所有其他后生动物都是经过这个阶段发展起来的。腔 肠动物为辐射对称、具两胚层、有组织分化、原始的消化腔及原始神经系统的低等后生动物。 一、腔肠动物的主要特征 (一)辐射对称 从腔肠动物开始,体型有了固定的对称形式。一般为辐射对称。大多 数腔肠动物,通过其体内的中央轴(从口面到反口面)有许多个切面可以把身体分为 2 个相 等的部分。这是一种原始的低级的对称形式。这种对称只有上、下之分,没有前后左右之分, 只适应于在水中营固着或漂浮的生活。利用其辐射对称的器官从周围环境中摄取食物或感受 刺激。在腔肠动物中有些种类已发展为两辐射对称,即通过身体的中央轴,只有两个切面可 以把身体分为相等的两部分。这是介于辐射对称和两侧对称的一种中间形式。 (二)两胚层、原始消化腔 腔肠动物才是具有真正二胚层(内、外胚层)的动物。有 中胶层。有由内外胚层细胞围成的的腔。它与海绵的中央腔不同,具有消化的功能,可以行 细胞外及细胞内消化。因此,可以说从这类动物开始有了消化腔。它能将消化后的营养物质 输送到身体各部分,又称为消化循环腔。有口、没有肛门。它的口有摄食和排遗的功能。口 即为胚胎发育时的原口,与高等动物比较,可以说腔肠动物相当于处在原肠胚阶段。 (三)组织分化 海绵动物主要是有细胞分化。腔肠动物不仅有细胞分化,而且开始分 化出简单的组织。腔肠动物的上皮组织占优势,由它形成体内、外表面,并分化为感觉细胞、 消化细胞等。它的特点是在上皮细胞内包含有肌原纤维。这种细胞具有上皮和肌肉的功能, 所以称为上皮肌肉细胞简称皮肌细胞。同时腔肠动物的上皮还具有像神经一样的传导功能。 (四)肌肉的结构 上皮肌肉细胞既属于上皮,也属于肌肉的范围。这表明上皮与肌肉 没有分开,是一种原始的现象。肌纤维也分为横纹肌、斜纹肌和平滑肌。每个肌原纤维都是 由一束细丝组成,这些丝又分粗、细 2 种,与高等动物粗(肌球蛋白) 、细(肌动蛋白)丝相 似,其收缩机理也和高等动物的相似。 (五)原始的神经系统——神经网 是动物界里最简单最原始的神经系统。这些细胞具 有形态上相似的突起,相互连接形成一个疏松的网。神经细胞之间的连接,经电子显微镜证 明,一般是以突触相连接,也有非突触的连接。这些神经细胞又与内、外胚层的感觉细胞、 皮肌细胞等相连系。感觉细胞接受刺激,通过神经细胞传导,皮肌细胞的肌纤维收缩产生动 作,这种结合形成神经肌肉体系。这样对外界刺激(光、热、化学的、机械的、食物等)产 生有效的反应,如捕食、避敌以及协调整体的活动等。腔肠动物没有神经中枢,神经的传导 一般是无定向的,因此称为扩散神经系统。同时,神经的传导速度也较慢,它比人的神经传 导速度约慢 1000 倍以上,这都说明这种神经系统的原始性。 二、腔肠动物门代表动物——水螅 水螅生活在淡水中,分布较广、容易采集和培养,且便于观察其结构。 水螅体为圆柱状,能伸缩,遇到刺激时可将身体缩成一团。一端为可附着的基盘,另一 端有口。在口的周围,有细长的触手,一般 6~10 条,呈辐射排列,主要为捕食器官。捕到 食物后由触手缩回来送到口中。也可借助于触手和身体弯曲作尺蠖样运动或翻筋斗运动。 水螅的身体内部为消化循环腔。其体壁由两层细胞构成,在 2 层细胞之间为中胶层。体 表的外胚层细胞主要有保护和感觉的功能。里面的一层为内胚层,主要有营养功能。 在外胚层中皮肌细胞数目最多,皮肌细胞基部的肌原纤维沿着身体之长轴排列,收缩时
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可使水螅身体或触手变短。感觉细胞分散在皮肌细胞之间,特别在口周围、触手和基盘上较 多,其体积很小,端部有感觉毛,基部与神经纤维连接。神经细胞位于外胚层细胞的基部, 接近于中胶层的部分,神经细胞的突起彼此连接起来形成网状,传导刺激向四周扩散,所以 当其身体的一部分受较强的刺激时,全身都发生收缩反应,以避开有害刺激。刺细胞是腔肠 动物所特有的,它遍布于体表,触手上特别多。水螅有四种刺丝囊:穿刺刺丝囊,其中有一 条细长中空的刺丝,当受刺激时,刺丝向外翻出,像手套的指端从内向外翻一样,就可把毒 素射人捕获物或其他小动物体内,将其麻醉或杀死。卷缠刺丝囊,不注射毒液,而只缠绕被 捕物。还有 2 种粘性刺丝囊,对捕食和运动有作用。间细胞,主要在外胚层细胞之间,有一 堆堆的小细胞,大小与皮肌细胞的核差不多,一般认为它是一种未分化的胚胎性的细胞。可 以分化成刺细胞和生殖细胞等。腺细胞身体各部都有,以基盘和四周围最多,能分泌粘液, 可使水螅附着于物体上或在其上滑行。也可分泌气体,由粘液裹成一气泡,使水螅由水底上 升至水面。 中胶层薄而透明,为内外胚层细胞分泌的胶状物,在身体和触手都是连续的。中胶层中 有很多小纤维,皮肌细胞突起也伸入其中。中胶层像是有弹性的骨骼,对身体起支持作用。 内胚层包括内皮肌细胞、腺细胞和少数感觉细胞与间细胞。在内胚层细胞的基部也有分 散的神经细胞,但未连接成网。内皮肌细胞或称营养肌肉细胞,是一种具营养机能兼收缩机 能的细胞,在细胞之顶端通常有 2 条鞭毛(1~5 条) ,由于鞭毛的摆动能激动水流,同时也 可伸出伪足吞食食物,细胞内常常有不少食物泡,其基部的肌原纤维,沿着体轴或触手之中 心呈环形排列,收缩时可以使身体或触手变细。在口周围,皮肌细胞的肌原纤维还有括约肌 的作用。腺细胞在内皮肌细胞之间,分散于内胚层各部分。腺细胞所处的部位不同,其功能 也不一样,如在垂唇部分的可分泌粘液,有滑润作用,使食物容易被吞进去;在消化循环腔 内的,则能分泌消化酶消化食物。 呼吸和排泄,没有特殊的器官,每个细胞均能吸入氧、排出二氧化碳和废物。 水螅的生殖分无性和有性两种。 经常进行无性生殖——出芽生殖。 有性生殖是精卵结合。 大多数种类为雌雄异体,少数为雌雄同体。生殖腺是由外胚层的间细胞分化形成的临时性结 构,精巢为圆锥形,卵巢为卵圆形。卵巢内一般每次成熟一个卵,也有的种类一次成熟几个 卵。卵在成熟时,卵巢破裂,使卵露出。精巢内形成很多精子,成熟的精子,出精巢后,游 近卵子与之受精。受精卵进行完全卵裂,以分层法形成实心原肠胚。围绕胚胎分泌一壳,从 母体上脱落下来,沉入水底,渡过严冬或干旱等条件,环境好转时,胚胎发育成小水螅。 腔肠动物的再生能力很强,但是只有单独的触手不能再生成完整的动物。有人将水螅内 外胚层细胞分开,结果 2 层细胞都各自再生成为完整的水螅。 三、腔肠动物门的分纲 腔肠动物约 10000 多种。分为 3 纲:水螅纲、钵水母纲、珊瑚纲。 (一)水螅纲 本纲动物绝大多数生活在海水中, 少数生活在淡水。 生活史中大部分有水螅型和水母型, 即有世代交替现象。如薮枝虫。 薮枝虫生活于浅海,固着在海藻、岩石或其他物体上,为一树枝状的水螅型群体。在螅 茎上分出 2 种个体——水螅体与生殖体。水螅体主要管营养。生殖体能行无性生殖。 薮枝虫的生活史经过 2 个阶段。水螅型群体以无性出芽的方法产生单体的水母型,水母 型又以有性生殖方法产生水螅型群体,这两个阶段互相交替,完成世代交替的生活史。
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由薮枝虫的结构与生活史可看出本纲动物的主要特征: 1.一般是小形的水螅型或水母型动物。 2.水炼型结构较简单,只有简单的消化循环腔。 3.水母型有缘膜,触手基部有平衡囊。 4.生活史大部分有水螅型与水母型,即有世代交替现象(如薮枝虫) ,少数种类水螅型 发达。无水母型(如水螅)或水母型不发达(如筒螅) ,也有水母型发达,水螅型不发达或不 存在,如钩手水母、桃花水母;还有的群体发展为多态现象,如僧帽水母。 二、钵水母纲 本纲动物全部生活在海水中,大多为大型的水母类,水母型发达,水螅型非常退化,常 常以幼虫的形式出现,而且水母型的构造比水螅水母复杂。如海月水母。 受精卵经完全均等卵裂形成囊胚,再由内陷方式形成原肠胚,此时胚胎表面长出纤毛, 成为浮浪幼虫,在海水中游动一个时期后,附于海藻或其他物体上,发育成小的螅状幼体, 有口和触手,可营独立生活,然后进行横裂,由顶而下分层为钵口幼体,再进行连续横分裂 形成一个个碟状个体,称横裂体。横裂体成熟后一个个依次脱落下来,称为碟状幼体,由它 发育成水母成体。由此可见,钵水母的生活史虽有世代交替,但水母型发达而水螅型则退化 成为幼虫。也有的钵水母无世代交替现象,只有水母型。 钵水母与水螅水母的主要不同点在于: 1.钵水母一般为大形水母,而水螅水母为小形的。 2.钵水母无缘膜,而水螅水母有缘膜。钵水母的感觉器官为触手囊,水螅水母为平衡囊。 3.钵水母的结构较复杂,在胃囊内有胃丝,而水螅水母则无。 4.钵水母的生殖腺来源于内胚层,水螅水母的生殖腺来源于外胚层。 钵水母类在腔肠动物中是经济价值较高的一类动物,海蜇即属于此类。除海蜇外,大多 数钵水母对渔业生产有害,不仅破坏幼鱼、贝类,且能破坏网具。 三、珊瑚纲 这纲动物与前二纲不同,只有水螅型,没有水母型,水螅体的构造较水螅纲的螅体复杂。 全为海产,多生活在暖海、浅海的海底。一般所见到的珊瑚为其骨骼。沿海常见的为海葵。 海葵的精子成熟后,由口流出,进入另一雌体内与卵结合形成受精卵,也有的在海水中 受精,在母体内发育形成浮浪幼虫,出母体,游动一时期后,固着下来发育成新个体。但也 有的海葵不经浮浪幼虫,直接发育成为海葵后出母体。无水母型。无性生殖为纵分裂或出芽。 从海葵可了解珊瑚虫的基本结构,它与水螅纲的螅型体的不同点在于: 1.珊瑚纲只有水螅型,其构造较复杂,有口道、口道沟、隔膜和隔膜丝。水螅纲的螅型 体构造较简单,只有垂唇,无上述结构。 2.珊瑚纲螅型体的生殖腺来自内胚层,水螅纲娘型体的生殖腺来自外胚层。 海葵是单体的,无骨骼。很多珊瑚虫为群体,大多具骨骼。 四、腔肠动物的系统发展 腔肠动物是真正多细胞动物的开始。从其个体发育看,一般海产的腔肠动物,都经过浮 浪幼虫的阶段,由此可以推想:最原始的腔肠动物是能够自由游泳的、具纤毛的动物,其形 状像浮浪幼虫,即梅契尼柯夫所假设的群体鞭毛虫,细胞移入后形成为原始二胚层的动物, 发展成腔肠动物。 在现存的腔肠动物中,水螅纲是最低等的一类,因为其水螅型与水母型的构造都比较简
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单,生殖腺来自外胚层。钵水母纲水螅型退化,水母型发达,结构较复杂。珊瑚纲无水母型, 只有结构复杂的水螅型。后 2 纲的生殖腺又都来自内胚层,因此可以认为,钵水母纲和珊瑚 纲可能起源于水螅纲,沿着不同的途径发展而来的。

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