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关于海绵

发布:2010-01-11 22:00,更新:2010-01-01 00:00

海绵

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  • 【生殖与发育】
  • 【用途】
  • 【饲养】
  • 【化工海绵】



英文名:spongiatia or sponge
  拉丁文学名:phylum porifera
  科属分类:真核生物域, 动物界,多孔动物门

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【海绵】

人们通常所用的海绵与海里生活的我不可同日而语。也许有人惊奇地问道:“海里还有海绵吗 ”其实,生活在海里的海绵才是真正的海绵,人造“海绵”只是仿造了海绵的结构而已。倘若把海绵从水中捞取上来,在海滨挖坑埋藏,待等烂掉肉质,剩下纤维状交织的骨骼,再经过漂洗,才是我们日常所见的海绵。 生活在海水中的海绵,多数是灰黄色、褐色或黑色的块状物。它的体表有许多凸起,凸起的旁边有许多小孔,凸起的顶端有一个大孔。海水就从小孔流进去,又从大孔流出来,那些微小的生物随着水流进入海绵体内,成为“自投罗网”的食物。所以,海绵虽然被称为“海中的花和果实”,看上去似植物一般,实际上是一种动物。
  海绵是Zui原始的多细胞动物,2亿年前就已经生活在海洋里,至今已发展到1万多种,占海洋动物种类的1/15,是一个庞大的“家族”。在海洋各处,均有海绵的身影,从潮间带到深海,从热带海洋到南极冰海都有分布。海绵不仅可以生活海洋里,还可以生活在河流与湖泊,海绵的家族兴旺可见一斑。也许是海绵身体柔软似绵,大都生活在海洋里,“海绵”之名由此而来。我没有嘴,没有消化腔,也没有中枢神经系统,是一个Zui原始的动物。布满全身的小孔内长着许多鞭毛和一个筛子状的环状物,可用鞭的摆动收进海水,海水带进氧气、细菌、微小藻类和其它有机碎屑,再经环状物过滤,Zui后变为海绵维计生存的养料。
  若说海绵有什么特色,可以用一句话来概括:奇特。海绵之所以拥有庞大而兴旺的家族,应归功于我那奇特而强大的再生能力。有人把海绵撕成碎片抛人海中,海绵还可以一块块独立长成一个个完整的新个体。你不信就听听科学家是怎样说的吧:“把桔红海绵和黄海锦捣碎成细胞悬液混合在一起,发现两种海绵按各自的种属重新排列和聚合,形成新的桔红海绵和黄海绵。若把捣碎的海绵放在显微镜下观察,可以看见海绵细胞三五个聚成一团,不久就变成一个个新海绵体。”海星和海参的再生能力已经很强,但是与海绵相比,可就是小巫见大巫了。
  海绵的形状也很奇特,有的像管子,有的像瓶子,有的像球体,有的像扇子,奇形怪状,不一而足。海绵的颜色也美丽多彩,有鲜红色的,有银灰色的,也有白色的。海绵的个体大小相差很大,小的几毫米,大则十几米。唯一简单的是我的内部结构:整个身体由内外两层细胞组成,体内没有分化的组织,只有些细胞在构造和机能上有差别,体表有4000亿个小孔与体腔相通,并由砂质纤维骨骼联系支撑,就好像千千万万水网密布的渠道系统。一个直径仅1厘米,高10厘米的海绵,一天能过滤20千克海水。
  我一直被误认为是植物,因为海绵不会走动,随波逐流,或固定在水中的岩石、贝壳、水生植物或其它物体上。活在海水中的海绵,多数是灰黄色、褐色或黑色的块状物。它的体表有许多凸起,凸起的旁边有许多小孔,凸起的顶端有一个大孔。海水就从小孔流进去,又从大孔流出来,那些微小的生物随着水流进入海绵体内,成为“自投罗网”的食物。所以,海绵虽然被称为“海中的花和果实”,看上去似植物一般,实际上是一种动物。有趣的是,我的形状常和海绵的固着物相似,固定在珊瑚或甲壳的海绵,形状就如同珊瑚或甲壳。所以那种海绵看起来更显得琳琅满目:在灯光的探照下,有的像一串串大红灯笼,更多的则如精巧绝伦的花瓶和杯盏。海绵的这种特点更是叫人难辨真面目。直到近代,显微镜的出现,才揭开了争论整整2000年之久的我的归属之谜。
  海绵喜欢和其它生物共生共栖。有些水藻长在海绵的身上使其全身变为绿色,乍看起来就像是一个美丽的水藻。有些沙蟹喜欢把海绵撕成碎块贴在腿或壳上,让海绵在它们的身上生长起来,好似披上一层厚厚的铠甲,沙蟹以此来防御敌害。海绵常固定着在峨螺或牡蛎壳上,牡蛎和峨螺倒很乐意,因为海绵身上能分泌难闻的气味,帮助它们吓退敌害。
  更有趣的是,在海绵的体内有时会发现一对活的小虾。这是一些成对的雌雄小虾,它们钻进海绵的体内居住,长大了就出不来,“困”在里面,一直到老死。我供应它们养料,而小虾则在海绵体内清理孔道内的污物,双方互惠互利,和谐共存。这种现象生物学上称之为“偕老同穴”。而海绵体内的成对小虾,由于过着这种“牢笼”生活,白头偕老,至死不渝,成为忠贞爱情的象征。日本人常把它们当作结婚礼物送给伉俪,小虾也美其名为“俪虾”。
  不过,海绵也能分泌一种类似于毒液的物质,这是海绵的防御手段,用以反击敌害,或杀死周围海水中的有毒微生物,使海绵生活的周围海水变得比较洁净。
  海绵对人们的好处可多了,不仅能用于日常生活,而且由于海绵含有天然抗生素,能杀死结核杆菌,可为人们治风湿及神经系统疾病。更叫人欣喜的是,海绵的体内有多种抗癌物质有些已被提取,正广泛应用于临床。

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【简介】

多孔动物门(porifera)大约5,000种原始多细胞水生动物的统称。除针海绵属(spongilla)约20种为淡水产外,均分布在海洋的潮间带到8,500公尺(28,000余英尺)深处,营固着生活。由于海绵常呈分枝形,而且不会移动,从前被人们当作植物。1755年才有人记述它具有动物的特征。1765年观察到通过海绵的水流和入水孔的启闭,确证海绵为动物。海绵的结构、功能和发育与其他动物不同。许多动物学家认为它在动物界中的位置是孤立的,把它归入侧生动物亚界(parazoa)。 
  海绵不具备执行各种机能的器官。其Zui重要的结构是水管系,主要由入水孔、领细胞和出水口组成。根据领细胞的排列方式和水管的发育程度,水沟系从简单到复杂,可分成单沟型、双沟型和复沟型3个基本型。无明显的组织,体表和内腔各有一层细胞;中间为中胶层,呈胶状,内有其他细胞和纤维。单沟系海绵的内层,由领细胞构成,领细胞有鞭毛,鞭毛周围有一圈由细胞质构成的领。领细胞的主要功能是引起水流,并捕捉食物粒。中胶层中的原细胞,又称变形细胞,细胞质中含有大量核糖核酸;能把领细胞摄取的食物送到身体各部;又能演变为多种细胞,在再生中起作用;必要时可生成雌、雄生殖细胞。
  但钙质海绵纲(calcispongiae)的生殖细胞(尤其是雄性生殖细胞)由领细胞变来。在海绵的体表和管道内壁有扁平细胞。钙质海绵类的外表还有孔细胞,上有进水的小孔,环境不良时,孔细胞收缩而关闭小孔。中胶层里还有芒状细胞,用以分泌纤维。冠细胞的一端有一长形细胞质突,因而外形似彗星,可分泌形成骨骼的海绵质。骨细胞产生骨质,形成骨针,又可分为钙质骨细胞和矽质骨细胞。肌细胞长形,能收缩,在出水口旁Zui多,可控制其开闭。骨骼是海绵分类的重要依据,有的是无机质的,如钙质和矽质骨针,有的由蛋白质和其他成分组成,如海绵丝。骨针散布在体内或连成纤维,起支持和保护作用。多孔动物过滤取食,由领细胞攫取悬浮水中的食物粒,主要是细菌、有机碎屑,还可能吸收溶解的有机质。一个高10公分(4吋)、直径1公分(0.4吋)的海绵约有225万个鞭毛室,一天滤水约22.5升(约23夸脱)。由领细胞上鞭毛的摆动,引起水流。在组织和水之间直接交换气体。废物经出水口和体表排泄。 
  海绵一般雌雄同体,有时在同一个体上发生性逆转。受精方式特别,精子释出後随水流到另一海绵内,被领细胞攫住,领细胞变为变形细胞,并把精子送到卵处。胚胎发育有不同的途径,结果幼虫的型式不止一种。钙质海绵纲和某些寻常海绵纲(demospongiae)的幼虫称两囊幼虫。寻常海绵纲约占全部海绵种类的80%,常见的幼虫是中实幼虫。幼虫游泳数小时至数天後,寻找适宜的场所固着,经变态而长成新个体。无性生殖方式有数种,芽球生殖,即由细胞(主要是原细胞)集聚起来形成芽球。在某些海产种类,这是一种正常生殖方式,有时作为度过不良环境的一种手段。 

spongia属的一种

淡水海绵的芽球外有保护膜,并有骨针加固。环境好转时,原细胞自小孔逸出,分化成不同的细胞而长成新个体。其他无性生殖如形成生殖根或个体断裂。小的海绵约可活一年,大的寿命较长。沐浴海绵7年後才达到商品用大小,寿命可能达20年。海绵再生能力极强,不只能恢复受损或失去的部分,而且能从碎片甚至单个细胞形成一个新成体。在环境不利时,海绵成为小碎片,由扁平细胞外包一团原细胞构成,条件好转时,再长成海绵。由于海绵没有中央调节器官(脑),体内细胞又能迁移,所以很难区分个体和群体,只能说凡是被一共同的外胚层包著的就是一个个体。 
  大多数海绵都附在他物,如岩石面,或泥沙中的一个坚实物体上,固着在其他生物时,有时会使这些生物(如藤壶)死亡。有时海绵与所固着的生物呈互利关系,如寄居蟹壳上的皮海绵(suberitesdomuncula)被寄居蟹带著移动,而海绵的气味使鱼和其他动物退避。海绵的表面或水管和腔中也有各种动植物生活著,有时在一个海绵中生活的有几千个生物。俪虾属(spongicola)的幼体可进入某些海绵(如偕老同穴〔venus'sflowerbasket〕)内,成长後成对地生活其中而不能游出,日本人把这些虾视为白头偕老的象徵。 
  多孔动物的共生物中Zui重要的是单细胞或多细胞藻类。海绵给藻类提供保护和代谢废物,而藻类供给海绵氧气,藻死亡後也可作为海绵的食物。有的动物寄生在海绵体表或体内,如剑水蚤是海产海绵Zui重要的寄生虫。轮虫寄生在淡水海绵体内,水蟎在其中产卵,水蛉科(sisyridae)幼虫生活在淡水海绵体内并以海绵为食。一般说来,肉食动物不吃海绵,因为海绵气味难闻,有硬骨针。但有的贝类(石鳖、帽贝)、甲壳类和鱼类以海绵为食。多孔动物门分3纲︰钙质海绵纲、寻常海绵纲及玻璃海绵纲(hyalospongiae)。
  海绵为多孔动物门生物的统称,包括了普通海绵纲(demospongea)、玻璃海绵纲(hyalospongea)、钙质海绵纲(calcispongea)、硬海绵纲(sclerospongea)四大纲。
  海绵是世界上结构Zui简单的多细胞动物。说它简单,是因为它既没有头,也没有尾,没有躯干和四肢,更没有神经和器官。海绵虽然属于动物,但是它不能自己行走,只能附着固定在海底的礁石上,从流过身边的海水中获取食物。18世纪以前,海绵一直被当作植物对待,后来由于显微镜的发明,以及动物胚胎学研究的进展,人们得以认识海绵的真面目,终于确定了海绵的真正属性。海绵的种类众多,约有达1万到1.5万个种类。除了少数种类喜欢淡水外,绝大多数海绵一直生活在海底。从浅海到8000米的深海到处都有海绵的踪影。由于所处环境不同,条件多变,附着的基质类型各异,水流强弱不一,因此形成了海绵多姿多彩的形态。多数海绵生活在坚硬岩石的底质上。海流强的水域,海绵的高度普遍不到2.5厘米,而且海绵的表面形成许多流线型的纹路,这种进化可以避免被海浪和海流折断。有的海绵喜欢穴居,它们在鲍鱼和牡蛎的壳上到处钻洞,然后在它们的壳上寄居下来。海绵的体型多种多样,小的不过几克,大的却有45公斤。海绵的颜色同样是丰富多彩。它们的颜色主要是体内有不同种类的海藻共生,才使它们呈现不同的色彩。管状海绵的样子很象竖立的烟囱,所以又称为烟囱海绵。管状海绵的身体里有很多小孔。水不断地从小孔中流过,其中的营养物质就被管状海绵吸收了。同时,管状海绵产生的废物也会随着海水流走。海水从遍布海绵全身的小孔流入海绵的体内。每个小孔都通向一个小房间,叫做滤室。所有的滤室都通向一个像瓶子一样的腔里,这个腔叫做孔前腔。腔的上端是一个很大的出水孔。海绵的小孔作为氧气进入的通道既起到呼吸作用,又能摄取水中的营养物质,并且排泄废物,还能排出精子和卵子,完成生殖功能。

spongia属的一种

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【特征】

海绵动物组织原始,无真正消化腔和神经系统。海绵动物的细胞虽有分工,但彼此合作甚微,如将海绵磨碎过筛,其中分离了的细胞仍能存活数天(相当于原生动物)。但若彼此不再结合,就不能继续生存下去,海绵动物这种即独立又合作的特征,表明其有机体结构仍属细胞级,显示了原始多细胞动物的特点。
  海绵动物多为群体,单体较少。身体呈辐射对称或不对称。群体的外形变化很大。单体一般作角锥形、盘形、高脚杯形、球形等。大小变化由数毫米到2m之间。多数具有钙质、硅质或角质骨骼。海绵动物的骨骼有骨针(海绵针)、海绵丝(骨丝)和非骨针型的矿物质三种。骨针成分为钙质(方解石、文石)或硅质(蛋白石)。骨针按大小可分为大骨针和小骨针。海绵丝的成分是角质的有机化合物,呈丝状,分枝或交接在一起。海绵丝易腐烂,不易形成化石。
  海绵的生殖有无性和有性两种。现代海绵除普通海绵纲中少数类型属淡水海绵外,多数是海生动物,营底栖固着生活。现代石海绵和钙质海绵多分布于浅海地带,但玻璃海绵可栖居在深达6000m的深海中。化石海绵也大体要求相似的水深。海绵在不同的地质时代常和层孔虫、苔藓虫和藻类在一起形成礁体。
  海绵体壁上有许多小孔(称“入水孔”),故也称“多孔动物”。个体象瓶、壶、臼等,有时联成群体。多数海产,固着生活。游离的一端有大孔开口(称“出水口”)。体壁由内、外两层细胞构成,外层细胞扁平,内层细脑生有鞭毛,多数具原生质领,故称“领细胞”,主要行摄食和细胞内消化的作用。入水孔通入体内的沟道,与领细胞组成的鞭毛室和出水口组成复杂的沟道系统。含有食饵的海水由于内层细胞鞭毛的不断振动,从入水孔流入体内,不消化的东西随海水从顶端的出

hippospongia communis,海绵的一种。

水口流出体外。在内、外两层细胞间,还有一层中胶层,其中有象变形虫的游离细胞、生殖细胞、造骨细胞、海绵丝细胞等等。海绵动物体壁内多具支持的针状骨胳,称骨针。依骨针的性质,可分钙质海绵和非钙质海绵(incalcarea)两大类。本门动物中有少数种类可供拭抹机器、枪炮及印刷业和沐浴用;某些种类能破坏介壳,为贝类养殖的敌害。
  海绵的形态结构特点:
  (一)体型不对称
  海绵的形状各种各样,有不规则的块状、球状、树枝状、管状等!
  (二)没有明确的组织和器官
  海绵是一种两胚层(未发育完全)动物:
  外层(皮层)有扁细胞和孔细胞组成
  中胶层是没有成层的细胞,其中包括钙质或沙质的骨针和海绵丝:拥有原细胞、成骨针细胞和成海绵丝细胞!
  内层有领细胞组成,组要是营养功能,起细胞内消化!
  (三)具有水沟性:根据类型科分为为1.单沟性2.复沟性3.双钩性!

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【分布】


  海绵动物大多产于海水中,少数生活在淡水里,因身体比较柔软而得名。它不会游动,只能常年静卧海底,像植物那样固着在原地不动。海绵动物的形状千姿百态,有片状、块状、圆球状、扇状、管状、瓶状、壶状、树枝状,姿态万般,惹人喜爱。例如白枝海绵呈扁管状的群体,枇杷海绵像一颗圆圆的枇杷,矮柏海绵似一串精巧的灯笼,佛子介则如同一个玻璃纤维球直立于柄上,寄居蟹皮海绵扁平如薄纸,偕老同穴则被称为“维纳斯的花篮”。有趣的是,通常水流流速的大小、波浪活动的强弱、底质的硬软程度,也常使同一个物种的海绵拥有不同的外部形态,例如在近岸破波带生活的通常喜欢包在岩石上,好似薄的茄皮或姜皮;在流急环境中生活的又大都像土墩,有着良好的流线形体型;而在缓流或风平浪静的环境中栖居的,体形又多呈高耸的烟囱状。
  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。

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【习性】

捕食
  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。
  滤食和节能的本领
  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。

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【海绵动物的类型】

海绵动物身体的基本结构是由两层细胞围绕中央的一个空腔所组成。游离的一端有一个大的出水口(osculum)使中央腔(central cavity)与外界相通。构成海绵动物体壁的两层细胞在不同的种类组成复杂程度不同的沟系,根据沟系可以将海绵动物的身体结构分为三种类型。
  单沟型(ascon type)单沟型是Zui原始,也是Zui简单的体壁结构,种类很少,前述的白枝海绵就属于这一类。单沟型海绵呈单体或群体,长度一般不超过10cm,群体中的个体轮廓明显,每个个体均呈小管状,出水口周围有骨针包围,中央腔宽阔,体壁由两层细胞中间夹有中胶质(mesoglea)所组成,外层细胞称皮层(dermal epithelium),主要是由一层扁平细胞(pinacocytes)组成,它不同于其他动物的表皮层细胞,因为它们的来源和其他多细胞动物的表皮层不同(见后),并且这种扁平细胞没有基膜,细胞的边缘可以收缩。许多扁平细胞同时收缩可以使身体变小。某些扁平细胞特化形成管状,称为孔细胞(porocyte),穿插在扁平细胞之间。孔细胞的外端与外界相通,内端与中央腔相通,孔细胞外端的小孔就是单沟型海绵动物体表的进水小孔(ostia)或称流入孔(incurrent pore),所以它是细胞内孔,水由流入孔进入中央腔。孔细胞的收缩及舒张可以控制水的流入量。体壁的内层也称胃层(gastral epithelium),是由领鞭毛细胞(也简称领细胞)组成,单沟型海绵的领细胞围绕着整个中央腔。领细胞呈卵圆形,其基部疏松的坐落在中胶层中,游离端伸出一根鞭毛,围绕鞭毛的基部有一可伸缩的原生质领,是由许多分离的微绒毛(microvilli)所组成。单沟型海绵通过领细胞鞭毛的摆动使水由孔细胞(或称入水小孔)流入,经中央腔再由出水口流出。领细胞在形态上非常相似于原生动物门的领鞭毛虫,因此有人认为海绵动物是由领鞭毛虫进化而来。体壁的皮层与胃层之间是中胶层,它是一种含有蛋白质的胶状透明基质,其中包括有游离的变形细胞(amoebocyte)及分散的骨针(spicule)。变形细胞可以分化成不同的形态,例如有的变形细胞伪足细长分枝,彼此相连形成网状,称为星芒细胞(collencyte),有人认为它是一种Zui原始的具有神经机能的细胞。另一种细胞较大,其细胞核也较大,有叶状伪足,称原细胞(archeocyte),这是一种未分化的细胞,除了本身具有吞噬及消化食物的机能外,它还可以转化成具生殖功能的生殖细胞(generative cell)、能分泌骨骼的造骨细胞(scleroblast)、贮藏营养物质的贮存细胞(thesocyte)、能分泌粘液的腺细胞(gland cell)等。从上述可以看出单沟型海绵动物Zui大特征是体壁结构简单,其两层细胞平直的包围中
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