「动物界全系列」动物界—多孔动物门（下）

发布者：不是知青 2023-1-14 14:27

动物界—多孔动物门（下）

4.生活习性

海绵动物虽然是多细胞动物中最简单的一类，却有一个庞大的家族，种数达10000多种，占所有海洋动物种数的1/15。由于海绵动物的体壁内长着具有支持作用的针状骨骼，叫做骨针。通常根据骨针的性质，可以分为钙质海绵和非钙质海绵两大类。体形最大的海绵动物是1909年曾在巴哈马群岛捞获的一只，围长为183厘米，刚出水重40千克，晒干后的重量为5千多克。此外，在安的列斯群岛生活的一种海绵动物，身长106厘米，宽91．5厘米。海王星海绵也是体形较大的种类，剖面长120厘米，却不太宽。最小的种类是白枝海绵，身高不过3毫米，体重仅有几克，跟一粒芝麻一样小。海绵动物的寿命也比较长，有的种类据说可以活几百年。

海绵动物总是形单影只地独处一隅，凡是海绵动物栖居的地方就很少有其它动物前去居住。科学家分析这种现象形成的原因首先是海绵动物对那些贪食的动物没有任何吸引力，它浑身的骨针和纤维使其它动物难以下咽，因此海绵动物的天敌不多。其次，海绵动物大多栖息在有海流流动的海底，而很多动物都难于在那样的环境中生活。因为在那里，它们的幼虫或被水流冲走，或被海绵动物滤食。此外，海绵动物身上通常都有一股难闻的恶臭，这也是可能是其他动物不愿与之为伍的原因之一。

5.捕食方法

海绵动物是怎样获得食物的呢？它的捕食方法十分奇特，是用一种滤食方式。单体海绵很像一个花瓶，瓶壁上的每一个小孔都是一张“嘴巴”。海绵动物通过不断振动体壁的鞭毛，使含有食饵的海水不断从这些小孔渗入瓶腔，进入体内。

在“瓶”内壁有无数的领鞭毛细胞，由基部向顶端螺旋式地波动，从而产生同一方向的引力，起到类似抽水机的泵吸作用。当海水从瓶壁渗入时，水中的营养物质，如动植物碎屑、藻类、细菌等，便被领鞭毛细胞捕捉后吞噬。经过消化吸收，那些不消化的东西随海水从出水口流出体外。如果把石墨粉或几滴墨水滴在饲养在水族箱中的活海绵动物的一侧，过不了多久瓶口（出水孔）处就会流出黑色的细流。随着源源不断的水流，细菌、硅藻、原生动物或有机碎屑也被携入体内为领细胞俘获供作营养。

这种取食方式充分证明了它属于滤食的异养动物。然而鞭毛的摆动是要耗能的。对营固着生活的海绵动物来说，从食物中获得化学能来之不易。因此，海绵动物总是生活在有海流经过的海底，在千百万年的进化过程中，完善了一套利用天然流体流动能的本领，从而节约了宝贵的食物化学能。一个高10厘米，直径1厘米的海绵，一天内能抽海水22.5升，出水口处的水流速度可达5米/秒。这种高速离去的水流保证了从体内排出的废物不再“回炉”。海绵动物正是有了滤食和节能的本领，才能在缺乏营养的热带珊瑚礁中和极地陆架区世代繁衍。

6.生长繁殖

（1）生理特点

海绵动物是固着生活的，没有移位的运动，仅能通过体表扁平细胞和孔细胞的收缩而略微改变身体的体积。许多双沟型及复沟型海绵，在进水小孔及出水口的四周扁平细胞特化形成类肌细胞（myocyte），类肌细胞的形状及收缩性能有些类似平滑肌，它的收缩可以调节水流出入的速度，当在恶劣环境时，例如污水、暴露于空气中等，类肌细胞可以关闭小孔或出水口，环境改善后，类肌细胞松弛，小孔又重新开放，这种反应是极为缓慢的，有时数分钟后才能看到微小的变化；海绵动物的生理活动是依靠于通过身体的水流而进行，水流可以带进食物及氧气、带走代谢废物、生殖细胞，总之靠水流完成生长、发育及繁殖。

有人观察过一种白海绵（Leucandra），这是一种复沟系小型的钙质海绵，流经出水口的水流速度是8.5cm/s，据估计直径1cm、高10cm的白海绵大约有225万个鞭毛室，每天有22.5L的海水流过身体。出水口狭窄，水流速度很快，而鞭毛室数量极多，其内水流缓慢，这样便于领细胞有更多的时间从水中摄取食物及气体交换。水在体内的流动是由领细胞的鞭毛打动所引起，鞭毛由基部向端部旋转运动，使水流进入鞭毛室。同一鞭毛室的鞭毛运动既不同步，也不互相协调，但鞭毛的方向都是指向后幽门孔。许多复沟型海绵在鞭毛室的出口处有一中央细胞，它的收缩可变动位置以调节水流的流量，甚至可以完全关闭后幽门孔而阻止水由鞭毛室流出。海绵动物取食各种有机物颗粒，食物的选择主要是看有机物颗粒是否能进入入水孔。

有人用几种海绵动物做实验，结果发现食物中80%是细小的有机质颗粒，20%为细菌、鞭毛虫类及其他极小的浮游生物。食物随水流进入鞭毛室，水流速度在此减慢，有利于领细胞的捕食，领细胞领部的微绒毛可以粘着微小的食物颗粒，然后吞噬，较大的食物颗粒也可以被入水小管的扁平细胞所吞噬。食物进入领细胞后它可进行部分的细胞内消化，部分食物转移到中胶层的变形细胞，在变形细胞中进行食物的消化。消化后的营养物或贮存在变形细胞内，或转移到其他细胞，不能消化的食物残渣仍由变形细胞运出。海绵动物没有专营呼吸与排泄的细胞，而是当水流过身体时，大多数细胞均可与水接触，各自独立完成呼吸与排泄的机能。

许多淡水海绵，大多数细胞内具有一到几个伸缩泡，这些伸缩泡像原生动物一样，担任着调节水与盐份的平衡。海绵动物没有神经结构，对刺激的反应常是局部的、缓慢的，对刺激反应的大小是依赖于刺激的强弱。信息物质的传递是通过中胶质中的扩散作用、游离变形细胞及固定细胞彼此的接触而进行。尚未发现海绵动物具有电传导。

（2）生殖方式

海绵动物的生殖有无性生殖和有性生殖。

①无性生殖

无性生殖是以出芽生殖为主，多发生在海产种类中。出芽时亲本的变形细胞，一些原细胞由中胶层迁移到母体的顶端表面聚集成团，然后发育成小的芽体，随后脱落到底部发育成新海绵，或与母体相连形成群体。淡水海绵及少数海产种类在一定条件下可以形成芽球（gemmule），也被认为是一种无性生殖，个体中的原细胞摄食了大量的物质之后聚集成团，外面包围一层造骨细胞。

在原细胞团之外自行分泌一层保护膜，其成分类似于海绵丝，以保护内部的芽球细胞，之后造骨细胞分泌一层双盘状或针状的骨针，使芽球具有很强的抵抗恶劣环境的能力。一个海绵动物可以形成许多的芽球。以后当外界条件适当时，芽球内的细胞通过微孔（micropyle）释放出来，再形成一个新个体。

②有性生殖

海绵动物均能行有性生殖。大多数种类为雌雄同体，但精子与卵常不在同一时期成熟。少数种类为雌雄异体。生殖细胞由中胶层中的原细胞形成，有时领细胞也可以失去鞭毛及原生质领而变成精原细胞，再分裂形成精子。精子成熟后随水流排出体外，并随水流进入其他个体的鞭毛室，再进入领细胞。这时领细胞失去领及鞭毛，携带着精子到中胶层与卵融合而成受精卵。

大多数海绵动物的受精卵是在体内发育。一些海绵动物的胚胎发育由于胚层的逆转而有很大的特殊性，不同纲的海绵胚胎发育过程也不尽相同，这主要表现在海绵动物可以形成两种不同类型的幼虫。在钙质海绵中，形成中空的两囊幼虫，在寻常海绵纲中形成实心的实胚幼虫。

7.物种保护

海绵动物是对一类多孔滤食性生物体的统称，起源于5.7－5亿年前的寒武纪，其中390属已被确认源自白垩纪（1.35－0.65亿年前）。海绵动物门约有5,000个物种，分为790属80科，呈世界性分布，从淡水到海生，从潮间带到深海。它们形态各异，呈块状、管状、分叉状、伞状、杯状、扇状或不定形，体型从极其微小至2米长，常在其附着的基质上形成薄薄的覆盖层。它们或色泽单一或十分绚丽，这颜色源自类胡萝卜素，主要为黄色到红色。

在全球所有的海洋中，海绵动物的数量都十分巨大；在坚硬的基质上，它们更是多得惊人；相对而言，极少海绵动物能适应不稳定的沙地或泥沼的生存环境。它们的垂直生活领域从潮汐效应时水岸的最低处，并向下延伸至8,600米深的海洋深渊；硅质海绵中的淡水海绵科甚至能在全球的淡水湖泊和河流中生存。栖息于在潮标间的海绵动物通常只局限于海岸的一部分区域，即在空气中暴露时间较短的那部分海岸。有些海绵也在高于海岸一点的地方出现，但仅限于栖息在被遮蔽的地方或背向太阳的岩石上。有些海绵动物一旦暴露在空气中的时间略长就会死去，因此在大陆架的浅水域中，海绵的物种和个体数量都达到最大。

巨穴海绵常是更小动物的栖息处，这些小动物中的一部分对海绵动物无害，而另一部分则是寄生动物。许多海绵动物含有能进行光合作用的单细胞藻类（虫绿藻）、蓝绿藻和可为海绵动物提供营养的共生细菌。海蛞蝓（海兔）、石鳖、海星（尤其是南极洲的）、海龟和部分热带鱼都以海绵动物为食。在那些暴露在空气中而不是躲藏在岩石下的热带海绵物种中，通常超过一半的都对鱼类有毒。学者认为这是海绵动物对高密度鱼类捕食的一种进化反应，大自然选择了有害有毒的物质以防止鱼类对海绵动物的捕食。部分有毒海绵动物体型巨大，如庞大的加勒比海绵（Cribochalinavasculum）；而其他海绵动物触摸起来十分危险，如加勒比火海绵（Neofibularianoltangere）――它们往往引起人类严重的灼烧感，并持续数小时。毒素能避免动物幼虫和植物孢子附着在海绵动物表面，因此可能有益于保持其表面的清洁；有些海绵毒素还能防止其周围无脊椎动物长的过大并导致海绵的窒息。

海绵毒素已被应用于神经刺激传输的研究中；它们显示出作为生物性疏通减退剂的巨大潜力，并可作为鲨鱼驱除物。

浴海绵在吸水和保持复杂的海绵硬蛋白纤维结构上有其自身的作用；这些纤维也具有弹性，能使水从海绵动物中被挤出来。许多海绵动物物种可被人们采集（特别是在佛罗里达和希腊的海岸），例如具有精细骨架网络的沐浴角骨海绵和骨架粗糙的马海绵。它们生长于从低潮位到深海中的岩石底部，可通过船上的爪钩或潜水者来获取。海绵动物的加工方法简单包括将其置于太阳下晒干，使其软组织腐烂，经过捶打和清洗只留下其海绵硬蛋白骨骼。通过切除栽培海绵动物的方法已经获得成功，尽管这种方法在可行性上并不比人工合成更强。海绵动物含有各式各样抗生物质、色素、诸如固醇之类的独特化学物质、毒素、甚至抗发炎和治风湿的化合物。海若螺科中的穿贝海绵会使牡蛎壳变弱，从而造成经济损失。这些海绵动物还能通过化学和机械两种方式掘穴。

8.主要价值

古希腊人、古罗马人和中国古代劳动人民很早就认识和采集海绵动物，浴用海绵，网孔细，弹力强，吸水性好，可以用于洗澡擦身、洗碗等，后来又在工艺、医学和日常生活方面展现了越来越多的广泛用途，如做油漆刷子，用作钢盔的衬垫和其他垫子，烧成灰能治疗脚痛等。在地中海、红海和美洲沿海等地，人工养殖海绵动物业十分发达，人们将海绵切割成块，用绳系在架上，投入海中，2~3年就可收获大批海绵了。不过，随着人造海绵业的发展，已经使得海绵动物养殖业日趋衰落。但是随着科学技术的不断发展，人们又发现了海绵动物新的价值，例如有人正在研究用海绵净化海水，以达到维持海洋环境生态平衡的目的。

科学家还发现海绵体内的毒素可以用来制药，治疗肿瘤、心血管和呼吸系统等疾病。目前，海绵是发现海洋活性物质最丰富的海洋生物，已经成为海洋药物开发的重要资源。

此外，美国科学家表示，他们已经确认了一种生长在黑暗海底深处的海绵体可以产生细细的玻璃纤维，这种纤维能够至少像通信工业使用的光纤电缆一样传输光能。这种天然产生的玻璃纤维较之人工制造的光纤电缆更有柔韧性。这种海绵体生长在热带的海底深处，其高约1英尺半，带有一个复杂的硅网结构，玻璃纤维在海绵体的底部形成一个冠状物。纤维大约2~7英寸长，每根与人体毛发粗细相当。

由于海绵具有降解海水污染物的能力，也展示了其在海洋污染方面的应用价值。近年来，已经有科学家提出“海绵生物技术”的概念。可以预见，海绵在海洋药物、海洋生物材料、海洋环境保护中将发挥重大作用。