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第4章 无脊椎动物(1)

人们一想到动物,通常想到的是哺乳动物、鸟类、爬行动物和鱼类。但这些动物仅占动物王国中的很小一部分,而且恰恰是属于34个主要动物门类中的一个——脊椎动物门,其它33个门类都是无脊椎动物。无脊椎动物是一个令人难以置信的多样化动物体系,它们没有什么共同特征,仅仅存在一点相互有别的亲缘关系。有些无脊椎动物为人们所熟悉,也有令人难以察觉或难以计数的,很多种类生物学家还未能命名。估计有300万~1500万种的无脊椎动物,这超过4万种左右的脊椎动物。

一、原生动物门

身体仅由一个细胞构成,却能够运动和进行一切生命活动。这一个细胞内分化出各种细胞器,来执行不同的生理功能。比如:纤毛是草履虫的运动器;伸缩泡是排泄细胞器;口沟是摄食器等等。

原生动物

原生动物是最原始、最低等的动物,它们的身体都很小,要在显微镜下才能看清。一般认为,这类动物大约有3万多种,多数生活在液体环境和潮湿的土壤中,有寄生生活的,如疟螈虫、阿米巴原虫,也有自由生活的,如草履虫、眼虫和变形虫等。

单细胞动物

当生命进化到真核细胞以后,便有了动物和植物之分。最早的动物叫原生动物,是最低等的一类动物,它的个体是由一个细胞构成的,单细胞的动物之所以被称为原生动物,意思是指它们生来就具备了各部分分化和必备的生活机能。当生命进化到多细胞动物后就称后生动物,即谓卵细胞要经过胚胎发育变形阶段后才能出生的动物。后生动物范围很广,它包括二胚层动物、三胚层动物、原口动物、后口动物……随着生命的进化阶段,这些动物都将讲解。尽管如此,原生动物还是一个完整的生命活体,拥有作为一个动物应具备的主要生活机能,如新陈代谢、刺激感应、运动和繁殖等,它的体内有了原始的分化,各具一定功能,形成了类器官。原生动物身体微小,一般在250微米以下。有绝灭的,也有生活在现代的;既可以生活在水里、土里,也可以生活在动、植物身体里,根据运动“器官”的有无,本门动物一般可以划分为鞭毛虫纲、纤毛虫纲、孢子虫纲和肉足纲。

1、变形虫

变形虫是无固定形状的单细胞原生生物。

单细胞动物

单细胞动物变形虫的身体仅由一个细胞构成,没有特别的运动器官,但因细胞膜极富弹性,所以身体没有固定的形状,可任意改变体形以移动或捕食。虽然变形虫被视为最低等的原始生物之一,但生存上所必需的条件样样都具备,这一点和高等生物没有什么不同。变形虫能生存在淡水、海水和动植物体内,种类繁多,可分为有壳和无壳两种。

有壳的变形虫

虽然变形虫是单细胞,但也有许多种类具有各种各样奇形怪状的外壳,称为有壳的变形虫,如蕈顶虫。这些变形虫壳的一端通常有开口,它们的伪足就从开口处伸出来运动或捕食。

捕食方法

变形虫主要以细胞、单细胞藻类和小型原生生物为食。当周围有猎物出现时,变形虫像长了眼睛似的,先朝猎物的方向伸出伪足,然后两端渐渐伸长,直至将它们包围在其中。即使是行动快速的原生生物,也无法逃过这种捕食方法的包围和攻击。变形虫将捕获的食物摄入体内,形成食泡,周围的细胞质会分泌出消化液,渗入食泡内消化食物,消化后的养分由细胞质吸收,剩下的残留物从身体后端排出。

变形虫的运动

变形虫通过改变形状而产生运动,变形虫没有足,当它们身体的一部分液化而膨胀时,液态质就流入,使这个部分更为伸长而突出,形成所谓“伪足”。此时,身体后部的胶态质不断地液化,以补充液态质。这样,依靠细胞质从身体后部快速流向伪足尖端,变形虫的整个身体就可以朝着伪足伸长的方向移动。

2、草履虫

草履虫属于原生生物中的纤毛虫类,身体表面长有许多细小的纤毛。虽然它们只由一个细胞组成,却具备了生存所必需的基本结构。从草履虫这个名字来判断,人们一定以为它长得像草鞋,又扁又平。其实草履虫的身体细细长长,像法式面包棍。它整个身体表面所布满的纤毛可以作规则性的波浪状运动,从而使身体轻快地移动。

独立生命

这种微小的拖鞋样的生物体被称为草覆虫,它生活在池塘和水坑里,仅有0.25毫米长。虽然它只有一个单细胞,为了生存,其适应性很好。它搅动其细小茸毛,四处突进,如被侵袭,它能射出很粘的丝线。草覆虫以细菌为食,细菌被席卷进位于细胞一侧的沟槽里。

搅动的茸毛

草覆早周身布满了许许多多极微细的茸毛,称之为鞭毛,它们像小船桨一样搅动。它们也不是全部一起摆动,而是有节奏的波浪式移动。

草履虫的运动方法

当草履虫摆动全身的纤毛时,身体前端就会从口部开始扭曲,当纤毛斜向后方摆动时,身体便会随之回转并前进。如果前进时,碰到墙壁或水草等障碍物,纤毛先反方向后退,然后再改变方向前进。此外,碰到同伴时,也是同样先后退再换方向前进。虽然草履虫没有神经系统。但从它碰到物体会后退再改变方向看来,它必然上有类似神经系统的机能。

草履虫的分裂

草履虫的分裂,整个过程约需1~2小时。

1、细胞核先伸长呈细长形状,再像折断般地分裂。

2、细胞核分裂成两个时,细胞中部开始产生裂痕。

3、细胞的分裂趋于明显,先分裂的核开始移向两边。

4、细胞分裂的痕迹逐渐加深,可以看出即将裂成两个。

5、细胞完全分裂成两个时,分裂即告完成。

5、分裂成两个独立的细胞。

3、其它原生动物

原生生物是一种微小的单细胞生物,数量繁多,种类丰富,生活于池塘、湖泊、海洋和土壤中。原生生物至少有5万种。有孔虫

有孔虫是一类微小的单细胞生物,它们长有伪足,大多具有矿物质形成的硬壳,壳上多有口,壳壁上还有许多小孔。有孔虫的身体由一团细胞质构成,细胞质分化为两层,外层又薄又透明,叫作外质;内层颜色较深,叫作内质。外质围绕着壳并且伸出许多根状或丝状的伪足,主要功能是运动、取食、消化食物、清除废物和分泌形成外壳的物质。内质包在壳里,有一个或几个细胞核,且还含有食物泡。绝大多数有孔虫都是海生的。有孔虫通常有两种生殖方式,在发育过程中交替进行,即世代交替。无性生殖是由成熟的有孔虫向外放出大量的配子母体,配子母体成熟后又大量放出带鞭毛能游动的配子,有性生殖是两个配子结合成合子,合子再发育,长大成为新的有孔虫。

眼虫

身体呈梭形,能分出前后来,前端有一根鞭毛,靠其搅动能在水中游泳,它最明显的特征是有一个能感光的“眼点”,故叫作眼虫。它有两种生活方式:一种是寻找泥里的有机物为食;另一种依靠自己体内有叶绿素,和植物一样可进行光合作用为自己制造食物。后一种生活方式反映了在某些环境下它是植物,这说明在原始最低等动物中,动、植物之间的界线还并不明显。

纺锤虫

纺锤虫是一种已经绝灭的动物,生活在大约100米深热带或亚热带海底。它有钙质壳,壳体随着虫子的长大不断增多,并随着它的演化而不断增大,从发现的化石来看,最小的它不足1毫米,而大者可达20~30毫米。它最早出现在早石炭纪晚期,早二叠纪时极盛,不仅数量丰富且种类繁多,构造也变得复杂,但到了二叠纪末期就全部绝灭了。此类动物分布时间短、演化迅速、地理分布十分广泛,更因其体形小,在二叠纪地层划分上已成为十分重要的标准化石。放线虫

放线虫是一种具有硬质骨骼的原生动物,它的身体呈放射状,体内有囊和气泡,可以增加身体的浮力,使其适应浮游生活,种类繁多,数量巨大,分布于全世界各个不同深度的海域。当放线虫死亡时,它们的骨骼沉于海底,能形成海底软泥。

赤潮

赤潮指水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集,引起一定时间和范围内水体变色的现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而变成红、黄、绿和褐色。赤潮会给海洋环境、海洋鱼业和海水养殖业造成严重危害,对人类的健康也有影响。

浮游生物

浮游生物一般指体型微小,没有或仅有微弱游动能力,可随水流而移动的水生动、植物。它们包括一些体型微小的原生生物,也包括某些甲壳动物、软体动物和其他动物的幼体。浮游生物可分为浮游植物和浮游动物两种。浮游生物是水域中其他生物生存的基础,由于它们分布广,繁殖力强,所以可能会成为未来世界的主要食源。

浮游生物能“呼风唤雨”

最近,科学家们利用计算机模型来研究海洋浮游生物和大气的关系,结果显示,浮游生物数量的改变能引起海水温度的改变,从而影响云的形成。云能阻挡阳光进入水中,并干扰从水中折返回大气的能量,进而影响天气的稳定性,甚至能够明显地影响从天晴到下雨的转变过程。

二、两胚层动物

最原始的多细胞动物是两胚层动物,即它们身体是由两层细胞组成的。一是表皮细胞层,一是襟细胞层,两层细胞之间填以胶状物质称中胶层。

海绵动物门

从距今6亿年的寒武纪以前开始出现并一直延续到现代,它的细胞虽分化为二层但无器官和组织。海绵体壁多孔为入水孔,体腔是空的,上端开口为出水口,水从入孔流进体内,海绵吸收水中有机质后再由出口排出体外。海绵多为群体生活,彼此用胶质连接,生活在海底,专家称为底栖生活,难怪从海里采出的海绵都是一块块的,用力一捏水就流了出来,放进水里又吸满水。海绵体有骨骼支撑,按其大小分别叫骨针和骨丝,只有骨针才能形成化石,有的地层中可以形成几公分厚的海绵骨针灰岩,但总的来说海绵造岩的能力很弱,这与它体内不保存无机质有关。

古杯动物

古杯动物是一种绝灭了的海底动物,形状如同酒杯,其生活方式和新陈代谢作用基本与海绵类相同,但它是个体动物,一般生活在蓝、绿藻当中,最合适的生长环境是在水深20~30米的海底。它从早寒武纪开始出现,到了中寒武纪就绝灭了。因它对生活环境要求很严,不能在海水浑浊的地方生长,故不用它作为划分对比地层的标准化石。

腔肠动物

尽管它也是二胚层动物,但要比前二种动物高等,即开始有了神经细胞和原始肌肉细胞的分工并具消化腔,所以叫它腔肠动物。它身体多为辐射对称,在消化腔口处有一圈或多圈触手,腔肠动物自寒武纪后期出现至现代,种类繁多,化石丰富。如海蜇皮,就是一种大型的腔肠动物。

1、海绵

海绵是海里的一种最早,最原始的多细胞动物。它没有头、脚的分别,整个身体只有内外两层细胞构成。它的身体柔软,像塑料泡沫,全身多孔,所以称为海绵或多孔动物。

再生之王

海绵有惊人的再生能力,若把它切成小块块抛入海中,每小块都能独立生活,并很快长成一个新海绵;即使把它捣烂过筛,再混合起来,放入海中,只需几天的功夫,它们又重新组合成若干个小海绵。所以说海绵是世界动物再生之王。虽然如此,海绵仍不能满足人们需要,特别是对人类用途最大的浴海绵,它柔软而有弹性,吸水力强,用来洗澡或作外科手术时用以吸收血液或脓汁、清洁患处,需要量很大。全世界浴海绵年产量约1000多万吨,仍供不应求。目前,人们利用海绵旺盛的再生能力,进行人工繁殖。

海绵

提到海绵,会马上想到洗澡时用的海绵,以及床垫、椅垫、布娃娃里装的海绵。其实,这些海绵都是人们用塑料制成的。那么,为什么管它们叫海绵呢?真正的海绵又是什么呢?

原来,海里确实生活着一种叫“海绵”的动物。在热带和亚热带海洋里生活着一种叫沐浴海绵的动物。它的骨骼很细,成网状。当它死去的时候,身体腐烂了,可是骨骼却没有烂。就像我们平时用的塑料海绵一样松软。人们觉得它的用处很大,就进行人工养殖和塑料仿制。

那么,海绵是一种什么动物呢?原来,海绵的构造非常简单,它没有嘴巴,又没有鼻子,不会游动,只固着在水中的岩石上,海绵上面有较大的开口,周围壁上还有成千上万的小孔,里面有个腔,也就是它的肚子,肚子里充满了水。肚子周围的体壁很薄,只有两层细胞,两层细胞间有骨骼。

海洋中有几十万种海绵整日把水吸进去再吐出来,它们以此从水中提取食物。最大的海绵生活在安第列斯海中。它形如一个空心花瓶,高有1米,直径有80厘米。最重的海绵像一个大球,里面可盛100升水,这些水的重量至少是海绵的30倍以上。所以,海绵其实是个空壳。

三、腔肠动物门

腔肠动物是低等的多细胞动物。身体呈辐射对称,体壁由外胚层,内胚层和内、外胚层间非细胞结构的中胶层组成,体壁内是一个瓶状空腔,执行消化和循环的功能,有口无肛门,因此,人们把这类动物叫腔肠动物,腔肠动物大约有9000种以上,多数生活在海洋中。

腔肠动物

腔肠动物大约有近万种,有几种生活在淡水中,如:桃花园和水螅。但多数生活在海水中,如:海蜇,海月水母以及各种珊瑚虫等。这类水生物身体中央生有空囊,因此整个动物有的呈钟形,有的呈伞形。

有毒的触手

腔肠动物的触手十分繁敏感,上面生有成组的被称为刺丝囊的刺细胞。如果触手碰到可以吃的东西,末端带毒的细线就从会刺丝囊中伸出,刺入猎物中。

进化的主线

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