【课程体系】
【课前思考】
1.棘皮动物门的主要特征。
2.棘皮动物门的分类及代表动物的形态特征。
3.棘皮动物的经济意义。
【本章重点】
棘皮动物门的主要特征。
【教学要求】
1.掌握棘皮动物门的主要特征及分类。
2.掌握棘皮动物门各纲的代表动物。
棘皮动物门（Echinodermata）属于后口动物（deuterostome）。它们与原口动物（protos tome）不同。
原口动物：胚胎发育过程中，胚孔发育成动物成体的口，由端细胞法形成中胚层和真体腔的一类动物。
后口动物：胚胎发育过程中，胚孔发育成动物成体的肛门或封闭，在其相对端另形成开口，由肠腔法形成中胚层和真体腔的一类动物。
棘皮动物和脊索动物同属于后口动物，所以棘皮动物是无脊椎动物中最高等的类群。
现有的棘皮动物约6000种，全部海产，营底栖生活。化石种类有20000多种。我们熟知的有海星、海胆、海参等。
一、主要特征
（一）身体为辐射对称，且大多为五辐对称
辐射对称的形式是次生形成的，由两侧对称的幼体发育而来。
棘皮动物的身体可分为两部分：腕（五辐对称突出的部分）和中央盘（位于体中央）。整个身体又有口面及反口面之分。口面从口周围开始，顺腕的中线共发出5条纵沟，直达腕的末端，称步带沟（管足沟）。沟内有2~4列管足，管足具吸盘，能吸附在固体物上，两步带区之间为无管足的间步带区。在反口面，通常在两个腕之间，有一筛板的构造，筛板上面有很多小孔，是水流进出的孔道。其体表有许多突出来的结构：
棘刺：棘状的突起，可动（海胆）或不可动（海星），主要起保护作用。可动的棘刺也可用来爬行或在砂中钻穿。
棘钳：呈钳状，用来清除身体上脏污的东西，口周围的棘钳还能捕捉食物。
皮鳃：在棘间稍突起的薄膜状结构，与体腔相通，有呼吸作用。海星类的皮鳃数目较多。
（二）具有中胚层形成的内骨骼（和脊索动物类似）
其他无脊椎动物的骨骼是由外胚层发育而来的外骨骼，棘皮动物的骨骼形态多样，如：
极微小（海参）；形成骨片呈一定形式排列（海星等）；骨骼完全愈合成完整的壳（海胆类）。内骨骼常突出体表，形成刺或棘，故称棘皮动物。
（三）真体腔宽阔，具有特殊的水管系统
由次生体腔的一部分特化形成的一系列管道组成，有开口与外界相通，海水可在其中循环，其构成：筛板→石管→环水管→辐水管→侧水管→坛→管足。
管足：为棘皮动物水管系统侧管末端腹分支，伸出体外，壁薄，末端有吸盘。
其功能：内体腔液通过它呼吸、排泄；辅助运动。
（四）运动迟缓，神经和感官不发达
利用管足和棘刺的运动效率低，运动、神经系统和感官不发达，只有海星腕末端有眼点。
没有专门的呼吸、排泄和循环系统。呼吸和排泄主要依靠管足、皮鳃和体表来进行。循环主要依靠真体腔。
（五）雌雄异体，个体发育中有各型的幼虫
如羽腕幼虫、短腕幼虫、海胆幼虫等。
二、分类
分为2亚门5个纲。
（一）有柄亚门（Pelmatozoa）：固着或附着生活，在某个生活史中具有固着用的柄
1.海百合纲（Crlnoidea）
是本门中最原始的一类，用柄营固着生活（海百合），也有无柄营自由生活（海羽星），形如植物，体盘呈杯状，一般有10腕，各腕有羽状分支，口面向上，无筛板。650种。例如：海羊齿等。
（二）游移亚门（Eleutherozoa）：自由生活，生活史中没有固着用的柄
2.海星纲（Asteroidea）
体扁平而呈星形，体盘和腕分界不明显，腕常5个，口面向下，有肛门和筛板。1600种。
例如：海燕、骑士勋章等。
3.蛇尾纲（Ophiuroidea）
体盘月饼形，腕细长，二者界限明显。腕5个，口面向下，肛门退化。200种。例如：阳遂足、刺蛇尾等。
4.海胆纲（Echinoidea）
体略呈球形，无腕，口面向下，表面骨板互相相嵌成球形骨骼，体表棘刺很长。400种。
例如：马粪海胆。
5.海参纲（Holothuroldea）
体柔软，长筒形，无腕，无口面和反口面之分，口位于前端，肛门在后端；呼吸树是海参特有的呼吸排泄器官。1000种。例如：梅花参、海地瓜、刺参等。
三、经济意义
棘皮动物中有些种类对人类有益，少数有害。
海参纲中有40多种可供食用，它们含蛋白质高，营养丰富，是优良的滋补品。我国的刺参、梅花参等为常见的食用参。海参又可入药，有益气补阴、生肌止血之功。我国已成功地进行了人工繁殖饲养刺参，辽宁海洋水产研究所获得了幼参放流1.5周年成活率为55.3%的良好结果。海胆的卵可食用，据记载我国明朝已有了以海胆生殖腺制酱的应用。海胆卵为发育生物学的良好实验材料。海胆壳入药，可软坚散结、化痰消肿。除此，壳亦可做肥料。
海星及海燕等干制品可做肥料，并能入药，有清热解毒、平肝和胃、补肾滋阴的功能。自海星中提取的粗皂苷对大白鼠的实验性胃溃疡有较强的愈合作用；海星卵为研究受精及早期胚胎发育的好材料。蛇尾为一些冷水性底层鱼（鳕鱼）的天然饵料。
海胆喜食海藻，故为藻类养殖之害；有些种类的棘有毒，可造成对人类的危害。海星喜食双壳类，据记载，一个30天的小海星，6天中吃了50多个小海螂；一个成体海星一天吞食和破坏牡蛎可达20多个，故海星为贝类养殖之敌害。
【课外拓展】
1.海星有哪些生物习性？其结构有何特点？
2.海参的生活区域在哪儿？其身体结构有何特点？
【课程研讨】
1.棘皮动物的机体有哪些有机成分？有什么生物学活性？
2.棘皮动物的生存环境与生长发育有何关系？
【课后思考】
1.棘皮动物的主要特征有那些？
2.棘皮动物的管足有什么作用？
3.海星的吸盘结构，除了用来运动和吸附外，还有哪些功用？
4.为什么说棘皮动物是无脊椎动物中的高等类群？
【小资料】
海胆基因与人相似有望用于治病
海胆体小多刺，没有眼睛，以海藻类为食。然而，美国佛罗里达中央大学研究人员发现，这种海洋生物的基因组与人类基因组有着惊人的相似之处，有望用来预防和治疗人类多种疾病。
库瑞斯提娜·卡尔斯特尼是该大学海胆基因序列研究组成员，最近完成了对海胆基因组的排序工作，并将结果发表在《科学》杂志上。美国国家卫生研究院资助了这一为期9个月的研究项目。
紫海胆基因组由23300个基因编码的814个“字母”组成。紫海胆有约7000个基因是与人类相同的，其中包括与帕金森氏病、阿尔茨海默病、亨廷顿病以及肌营养不良相关的基因。“另一让人感到惊讶的是，这种没有眼睛、鼻子或听觉的多刺生物却有着人类听觉和嗅觉基因。”卡尔斯提尼说，“将人类基因与相同祖先的海胆基因进行比较，可以加深我们对这些基因在人类机体中所发挥作用的理解。同样，研究历史能够帮助我们了解现今生物界的真实面目。”让卡尔斯提尼特别感兴趣的是海胆的免疫系统。人类免疫系统有两种形式：出生时就具有的先天性免疫和对感染发生反应产生抗体的获得性免疫。海胆只有先天性免疫，而却有着10—20倍于人类的基因。“海胆有着较长的寿命（有些可生存100年），它们的免疫系统一定很强大。”卡尔斯提尼说，“从海胆中可能能获得一些很好的抗菌素和抗病毒药物来治疗各种感染性疾病。”
许多年来，海胆一直被用作胚胎发育研究的模型。卡尔斯提尼表示，细胞发育过程是非常复杂的，为了完全控制海胆幼虫内脏单一细胞层的单一基因表达，至少需要14个蛋白标定在DNA的50个位点上。她说，用海胆这样简单生物的胚胎来揭示发育的分子基础，比用小鼠作为试验模型能提供更多实验上的优势，培育海胆胚胎既简单又经济。一个雌性海胆能提供2000多万个卵，胚胎发育只需要3天，而且透明。存在于胚胎中的单一细胞也容易观察。
“假如能知道这些生物过程是如何进行的，我们就能知道如何去调节、修复和治疗它。”
卡尔斯提尼说，“这给我们带来很大希望。”
