海参纲(拉丁学名:Holothuroidea),是
棘皮动物门的一纲动物,分为3亚纲6目:即枝手海参亚纲,包括枝手目和指手目;楯手海参亚纲,包括楯手目和平足目;无足海参亚纲,包括无足目和芋参目。
动物学史
棘皮动物门的一纲。口极至反口极轴延长丽似黄瓜状,生活时此轴取水平位置以一侧横卧于海底。口位于前端,口周环生触手,肛门位于后端。背面两步带区管足退化有圆锥状肉突。腹面三步带区有管足。体壁肌肉发达。骨胳为各种微小的石灰质骨片。呼吸器官为呼吸树(兼有排泄作用)。受莉激时有排脏特性(将消化道、呼吸树等脏器全部由肛门排出)。以小动物,植物及混在泥沙中的有机质为食。广布于世界各海洋中,多栖息于3 -15米深之浅海。中国南海沿岸种类较多.根据调查,中国有20余种可供食用。其中刺参、乌参、梅花参等经济价值较高。
形态特征
触手是海参的摄食器官,有楯状、枝状、羽状和指状4种。触手的数目多为10、12、15或20个,少数为8、25或30个。触手由第1对管足变化而来,它的形状和数目是分类上的重要依据。
多数海参有管足,也有的无管足,如无足目和芋参目。背面管足常形成不具吸盘的疣足或肉刺。疣足和管足界限有时并不十分清楚,疣足和肉刺末端的端板常缺或不发达,管足的端板则很发达。
海参骨片形态多样,随种类而异,是海参分类最重要的依据。骨片根据形状有所谓桌形体、扣状体、杆状体、穿孔板、花纹样体、轮形体、锚形体、笼状体、C形体和X形体等。绝大多数海参都有骨片,但数量不一,1个丑海参约有2000万个骨片,而海地瓜有时完全没有骨片。骨片多的海参触感粗涩,骨片少的海参触感光滑。骨片是一种单晶的内骨骼,与其他纲的骨板没有本质的区别。有几种海参,如箱海参科,全体披甲状骨板,板上有垂直的棘,这充分说明骨片是变小了的骨板。
石灰环是海参类所特有的器官,同海胆的咀嚼器官——亚氏提灯可能同源,对于支持咽部、神经环和环水管等器官有重要作用。它的形态和大小常因种而异。简单的石灰环由5个辐片和5个间辐片构成。某些枝手目海参的石灰环很复杂,由多数小片镶嵌而成,各辐片向后端伸出叉状延长部。无足目的石灰环常多于10片。
海参类的消化道在体内回折两次,靠肠系膜连于体壁,开口于肛门,肠末端扩大为泄殖腔,泄殖腔旁常分出1对枝状器官,称为呼吸树或称水肺。有的种类,在呼吸树基部附近有许多细盲管构成的居维叶氏器,具粘性,是海参特有的防御器官。生殖腺1个,不呈辐射对称,位于肠系膜的1侧或2侧,有1条总管通向前方,开口于背中线触手间或稍后方。
体呈蠕虫或腊肠状。前端有口,后端有肛门,两者常偏于背面或腹面。腹面常略扁平,表现出不同程度的左右对称。腹面有3个辐部和2个间辐部,称三道体区(trivi-um);背面有2个辐部和3个问辐部,称为二道体区(biviun)。每一个辐部的管足往往排列成双行,但也有增加成多行的,尤其在三道体区内。它们有分布在全体表面,也有仅生在腹面,或以缺吸盘的疣足(papillae)和肉刺的形式出现在背面。锚海参类(Synaptids)无管足,芋海参类(Molpadids)仅在肛门周围有少数疣足。
生理特点
海参类主要是悬浮取食或沉积取食,许多穴居或石下静止生活的种类,如瓜参及赛瓜参等它们以分枝的触手向体外延伸,触手表面具有粘液,粘着落入表面的有机物颗粒或主动捕捉微小食物,然后随触手一起缩回到体内,再将食物送入口。触手从咽壁获得分泌的粘液后又伸出体外。另一些种类如刺参等为沉积取食,它们吞嚥底部的泥沙,消耗其中的有机物,然后再将不能消化的物质由肛门排出。消化道的前端为口,在触手基部围口膜中央。口后为咽,咽的前部被一钙质环环绕,它由10个板(步带区及间步带区各5个)连结形成,或许相似于海胆的亚里斯多德提灯。钙质环不仅支持咽与环水管,也是体壁纵肌束及触手伸缩肌的附着处。咽后或有微小的食道,与肠直接相连,无胃。肠超过体长的3~4倍,在体内环绕排列,并有隔膜固定位置,最后变成泄殖腔,以肛门开口体外。除了无管足类是以体表进行气体交换之外,大多数种类在消化道两侧有一对呼吸树(respiratory trees)作为呼吸器官,它是由泄殖腔的前端发出的一对主干,由主干分出大量的分支及再分支,最后末端形成成丛的小囊,囊内充满体腔液,通过泄殖腔及呼吸树有节奏地收缩与扩张,使水流入与流出以进行气体的交换。仅一次收缩就可将呼吸树中的水分完全排光。海参的体腔是很宽阔的,体腔具纤毛上皮,使体腔液在体内流动并完成物质的循环。体腔内含有几种体腔细胞,有的体腔细胞中含有血红素,使体腔液变成红色。例如瓜参、赛瓜参即是。代谢产物主要为氨,常以结晶形式被体腔细胞携带到呼吸树、肠道等处,然后再排出体外。海参类、特别是海参属及刺参属具有很发达的血系统,具有平行于水管系统的环血管和辐血管,伴随肠道有背、腹血窦。由背血窦分出大量的血管进入肠壁,由肠壁的小血管再汇集成腹血窦。也有血管分布到呼吸树。血液相似于体腔液,体腔细胞也由血管壁产生。血液的循环途径尚不清楚,但背血窦的搏动可以推动血液的流动。海参的血系统对气体及食物的输送可能起着一定的作用。神经系统也与水管系统相平行,在触手基部有神经环,由它提供神经到触手及咽。5条辐神经穿过咽部的钙质板,到达5个步带区环水管之下靠近真皮层的地方。神经的内面有下神经窦(体腔来源)及上神经窦(非体腔来源)包围,辐神经本身也可分为厚的外神经及薄的下神经。实验证明神经环并不起主要的控制作用。具较发达的感觉细胞,分布在上皮层中,特别是在身体的两端。整个表面对光具反应。触手的基部有眼点。在钙质板附近有中空的平衡球,内有平衡石,司身体的平衡。穴居种类具向地性(geotropic)。
生活习性
海参多栖息于水深13~15米的海藻繁茂、
风浪冲击小、水流缓慢、透明度较大、无大量淡水注入的海区。生活生深自低潮线以下2~20米,幼小者生活在浅水底,个体较大者生活在深水底。夏眠从夏至开始约100天。当水温下降到20℃以下时即解除夏眠。刺参具有很强的再生习性,当处在不良生活条件下,体壁强烈收缩,从肛门排出内脏,如消化管、中短波吸树、
生殖腺等,条件转好时,再生新内脏。切去身体的一段仍可再生。以小型动植物为食,如腹足类、桡足类、
软体动物的幼贝和硅藻及有机质碎屑等。海参为
雌雄异体,生殖腺5~6月成熟。体外受精。经数个变态幼虫后发育成稚参,再进一步成长为成参。
海参靠肌肉伸缩爬行,每小时只能前进4米。比
蜗牛还慢,所以善于伪装,肤色和环境类似;同时依靠排出内脏迷惑天敌与强大的再生能力来维持生存。只要水温和水质适宜,即使海参被切除一半或被天敌吃掉一半,海参可以在几个月后重新长出全部身体,但前提是剩下的一半必须有头部或肛门,因为生长
细胞集中于这两个部位。海参的天敌是
螃蟹。当海参遇到敌害进攻无法脱身时,通过身体的急剧收缩,将内脏器官迅速地从肛门抛向敌害。失去内脏后的海参,经过几个星期的生长,体内会重新长出内脏。
繁殖方式
大多数海参为雌雄异体。极少数为雌雄同体,但雄性先熟。海参只有一个生殖腺,由简单的或分支的管丛组成,后端连接一生殖导管,形成一拖布状,悬在体腔的前端,最后以生殖孔开口于背、中部的两触手之间。一般为体外受精,发育几天后形成耳状幼虫,也有纤毛带,很相似于海星的双羽幼虫。然后,又经过一桶形幼虫期。因此有人主张桶形幼虫是棘皮动物的最基本的幼虫形态。最后,经变态成为成体。一些种类具孵育幼虫的能力,特别是一些寒带海洋生活的种类,在其腹面及背面形成孵育袋,受精卵在其中发育。也有少数种可在体腔内受精并孵育幼体,通过肛门区体壁的破裂而释放出来。海参类具有很强的自切及再生能力。例如海参、刺参等在其呼吸树的基部有数目不等的粘液性盲管,称居维尔氏小管(Cuvier's tubules),呈白色、粉色及红色等,在海参受到剧烈刺激、损伤或过度拥挤等异常情况下,可引起体壁的剧烈收缩,并由肛门排出这些居维尔氏小管,或同时释放出粘液以缠绕入侵者,有的其中还含有毒素以用于防卫。有的种在排放同时,还伴随有内脏切除(evisceration),即同时排出其两侧的呼吸树,甚至消化道、生殖腺及全部内脏器官,有的种如瓜参等还可由身体前端断裂。这种自切在有的种是一种季节性的自然现象。自切以后都能再生,泄殖腔是再生的中心。如果身体自切成两段,两段都能再生成两个个体。如自切成多段,一般只有带有部分泄殖腔的片断能再生成一整体。但少数穴居的种类,只有前端部分才能再生。
分布范围
海参类分布于世界各海,种类最多的是印度-西太平洋区。垂直分布从潮间带到水深10000米的深海沟。在深达10540米的菲律宾深海沟内,最普通的动物是海参;在水深4000米的千岛-堪察加深海沟,海参占底栖生物总量的50%;在巽他群岛深海沟,加拉齐号1次拖网曾获渊望参3000个。海参栖息于各种底质,包括硬的石底、珊瑚礁底或贝壳底,软的沙底、泥底或泥沙底。有的种类行底上生活,有的行底内生活。它们在海底匍匐、潜伏或附着在石头或贝壳上,少数种终生营浮游生活。海参多为沉积食性,食物是混在沉积物里的有机碎屑和微小生物,如硅藻、有孔虫、放射虫、桡足类、介形类和小形贝类等,同沉积物一并吞入口内。粪便排出量大。枝手目海参以浮游生物为食。海参生长缓慢,海老鼠3~4年才能长大,刺参起码能活5年。
海参类的再生力很强,受到刺激或在不良环境下,常强力收缩,压迫内脏从肛门排出,这种现象称为排脏现象。内脏排出后能再生。有少数种海参的身体被横切为几段,各段也能够再生。还有少数种海参能用自切或分裂法增殖。
科学分类
海参纲包括无足目、芋海参目、枝手目、楯手目和深海海参目共5个目,共约1000多种。
1.楯手目 Aspidochirota触手楯状,15-30条,常为20条。每条辐肌常分为平行的2条呼吸树1对,很发达。管足多。体壁大多厚而柔韧,结缔组织特别发达,本目经济价值最大,主要的食用海参均属本目。
刺海参科 Stichopodidae:生殖腺分成2束,附着于背肠系膜两侧。背面常有大型肉刺。我国常见的有两属。
(1)刺参属 Stichopus。背面的肉刺不分支。刺参S. Japonicus是名贵的海珍品之一。体长可达40cm,一般为20cm左右。触手20个。背面有4~6行圆锥形、大小不等的肉刺。腹面管足密集排列成不规则的纵带。生活时身体普遍为栗子褐色,常带有深浅不同的斑纹。皮肤内的骨片主要为桌形体,它的形状是随年龄而变化的:幼小个体的桌形体塔部细而高,底盘较大;老年个体的桌形体塔部变低或消失,只剩下小型的穿孔盘多生活在波流静隐,无淡水注入,海藻繁茂的岩礁底和大叶藻丛生的细泥沙底。产卵季节在5月底到7月初,海水温度18~20℃。卵是陆续成熟和分次排出,产卵后即钻到石下或石缝中夏,到9月底或10月初再出来活动和摄食。此外,我国南海所产的花刺参 S. variegatus和绿刺参S. chloronotus也是重要的食用海参。
(2)梅花参属 Thelenota。本属与刺参属的区别在于背面的肉刺分支,基部相连成花瓣状梅花参T.ananas。体长一般为60~75cm,最大者可达1m,宽11cm以上,在海参纲中是最大的一种。背面肉刺很大,每3~11个肉刺的基部相连成花瓣状,所以称为梅花参。腹面平坦,遍布小而密集的管足。口稍偏于腹面,触手20个。
皮肤内的骨片很简单,一种是微小、重叠和密集的颗粒体,另一种是纤细和分支2~3次不规则的Ⅹ形体。生活时体色很美丽,背面为橙黄或橙红色,散布着黄色和褐色斑点,腹面带赤色,触手为黄色。酒精标本为黄褐色。常栖息在3~10m有少量海草的珊瑚沙底。这种海参不但个体大,品质也很好,是我国南海产的食用海参中经济价值最大的一种。
2.枝手目(树参目) Dentrochirota触手枝状。辐肌常分出牵缩肌,向前固着在石灰环上,收缩时能把体前部包括口和触手冠缩进体内。管足分散于全身或只限于步带区。生殖腺分成两束附着于背肠系膜的两侧。有呼吸树,没有居维氏器。我国常见的有两科,经济价值不大。
(1)瓜参科 Cucumariidae。触手10个,腹面中央的2个常较小瓜参属 Cucumaria:体呈卵圆形或纺锤形。背面管足发达,皮软。
(2)沙鸡子科 Phyllophoridae。触手15~30个,常大小不等或排成两圈沙鸡子属 Phyllophorus:触手不多于20个。管足散生在整个体表
3.芋海参目 Molpadonia触手指状,没有管足,只限于肛门周围有管足突起。体后端常狭小呈尾状,肛门位于尾末。有呼吸树。常钻在泥沙中生活。常见的为芋海参科。芋海参科 Molpadiidae:肛门周围常有5个小疣足。海地瓜属 Acaudina:体形和颜色都很像甘薯,故名。尾长不到体长的1/3我国南北沿海都有分布。
主要价值
体壁厚的大型种类可食用,全世界约有40种。其中绝大多数属于楯手目的
刺参科和海参科。中国食用海参约20种,其中10种有较高的商品价值。