【课程体系】
【课前思考】
1.软体动物门的主要特征。
2.软体动物门的分类及代表动物。
3.比较各纲的结构特点。
4.了解软体动物门与人类的利害关系。
【本章重点】
软体动物门的主要特征及头足类动物的神经系统构造。
【教学要求】
1.掌握软体动物门的主要特征及分类。
2.掌握软体动物门各纲的异同及代表动物。
软体动物(Mollusca)共约13万种,5个纲,在动物界仅次于节肢动物,为第二大门,与人类关系密切。软体动物的结构进一步复杂,机能更完善,因大多数的软体动物有贝壳,故又称“贝类”。
一、主要特征
(一)身体柔软、不分节、左右对称
大多数腹足类身体左右不对称。腹足纲左右不对称是次生性的,腹足纲动物发育过程中发生扭转,幼体左右对称。
(二)身体一般分为头、足、内脏团和外套膜
1.头:位于前端,有口、眼、触角和其他感觉器官。有些行动缓慢或固着生活的种类,头退化(如双神经纲、掘足纲)或消失(如瓣鳃纲)。
2.口腔:
颚片:坚强,位于口腔前部。
齿舌:带状,位于口腔底部,由许多分离的角质齿片固定在一个基膜上构成,依附在一对似软骨片的组织上,这种组织有伸缩肌,依靠肌肉的伸缩能使齿舌得以锉碎食物。
足:运动器官,由于生活方式不同,有不同形状,如块状(如蜗牛)、斧状(如河蚌)、柱状(如角贝)、长腕(如乌贼),有的种类足退化(如牡蛎)。
3.内脏团:是背面的隆起部分,包括大部分内脏器官,如消化系统、循环系统、生殖系统等。
4.外套膜:是由身体背侧皮肤伸展而形成的,对其生理活动和生活有重要作用。外套膜与内脏团之间有腔隙,称为外套腔。软体动物的排泄孔、生殖孔、呼吸、肛门甚至口都在外套腔内,所以其排泄、生殖、呼吸等生理活动均与外套腔内的水流有关。外套膜能分泌贝壳,其形态随种类而异,如石鳖类被覆在身体整个背面;瓣鳃类则悬于体两侧,包住整个身体;乌贼则呈筒状,包住整个内脏团仅露头部。功能:分泌贝壳、保护躯体、辅助呼吸、形成外套腔。
(三)具有贝壳
大多数有1~2或多个贝壳。不同种类贝壳形状构造变化大,如腹足类为螺旋形;瓣鳃类两片为瓢状;掘足类筒状。贝壳是保护器官,足部和头部有肌肉与贝壳相连,活动时,头足伸出壳外,危险时缩入壳内。
贝壳成分:碳酸钙(占95%)、贝壳素(少量)。
贝壳构造:角质层——由贝壳素构成,薄而透明,有色泽。保护钙质不被酸溶解。
棱柱层——厚,由柱状的碳酸钙晶体构成,呈方解石构造。
珍珠层——片状的碳酸钙构成,晶体呈文石结构,有珍珠光泽。
珍珠的形成:只有外套膜的边缘可以形成棱柱层,所以一旦棱柱层形成后不会再加厚。
而整个外套膜的外层细胞都可以分泌文石结构的碳酸钙,这样珍珠层可以不断加厚。在生长中,如果外套膜和贝壳间进入了沙粒或其他异物,就会刺激珍珠层的分泌,形成珍珠。
(四)呼吸系统
水生种类:鳃呼吸。是由外套腔内面的上皮伸展形成。
陆地种类:无鳃,而是外套腔内部一定区域的微血管密集成网,形成“肺”,直接取氧。
(五)体腔和循环系统
真体腔退化,真体腔和假体腔同时存在。真体腔仅残存于围心腔、生殖器官和排泄器官的内腔,而体内广阔的体腔是假体腔。内有血液流动,形成血窦。
多数软体动物具有开管式循环系统(血液在循环过程中不是始终在封闭的血管中流动,这种循环方式称为开管式循环系统)。头足纲为闭管式循环。出现了专职的心脏(两心耳一心室),位于围心腔中,血液无色、蓝色或红色。
血液循环的方向:大部分足、内脏血→血窦→集中于静脉→肾静脉(排泄废物)→鳃血管(气体交换)→心耳→心室。
(六)神经系统
神经系统不同种类差异大。最低等为梯形神经,较高等种类有四对神经节和神经索(脑神经节、足神经节、侧神经节、脏神经节)。头足类神经系统发达:神经节集中在食道周围形成脑,并由一个中胚层分化的软骨包围。这在无脊椎动物中是唯一的。
(七)生殖系统与发育
大多为雌雄异体,也有雌雄同体;大多体外受精,也有体内受精。
生殖腺为葡萄状腺体。双壳类雌雄异体,从外形上难以辨认雌雄,一般精巢白色,卵巢黄色。
受精:如河蚌,生殖导管短,生殖孔开口于肾孔附近,无交接器,无交配现象。生殖季节(春、夏),精子随水流入水中,再流入雌蚌的鳃水管。当雌性成熟卵排出,经鳃上腔与精子相遇而受精。
大多海产种类:有担轮幼虫(trochophoro larve)和面盘幼虫(veliger larva)时期。
陆生种类、头足类、一部分腹足类:为直接发育。
淡水蚌类有特殊的钩介幼虫(glochidum),可作暂时性寄生于鱼鳃。
二、分类
世界上已发现的软体动物约13万余种,根据贝壳和足的特征等可将它分为7纲,无板纲、单板纲、多板纲、瓣鳃纲、腹足纲、掘足纲和头足纲。有的学者将无板纲、多板纲同归双神经纲,因而只分6个纲。现在我们讲述一下常见的几个纲:
(一)多板纲(Ployplacophora)
特点:身体椭圆形,背腹扁平。贝壳八片,覆瓦状。头部不明显,无眼和触角,足扁而宽,占整个腹面,有外套沟,神经系统呈梯形,海产,600种,无经济意义。
代表动物:石鳖(常附着沿海岩石上。
也有没有壳板的。这类动物最早见于5亿年前,与三叶虫同一时代)。
(二)腹足纲(Gastropoda)
本纲常见的种类为田螺、蜗牛、钉螺等,约有88000种。头部发达,足块状发达,位于身体腹面;通常有一个螺旋形的贝壳,所以又称为螺类,是软体动物中最大的纲,是动物界中仅次于昆虫纲的第二大纲,海洋、淡水和陆地均有分布。
主要特征为头部和足部左右对称,但其内脏却左右不对称,这是腹足纲有别于其他软体动物的重要特征。内脏团一般呈螺旋形,藏在螺旋形的贝壳内。
A:蜗牛Fruticicolasp.;B:瓶螺Ampulla priamus;C:红螺Rapana venosa;D:蜘蛛螺Lam bissp.;E:马蹄螺Trochussp.;F:宝贝Cypraeasp.;G:滨螺Littorinasp.;H:背尖贝Notoacmea habei;I:鲍Haliotissp.;J:丽口螺Calliostomasp.;K:冠螺Cypraea cassissp.;L:饵螺Tropho nopsisechinatus。
(三)掘足纲(Scaphopoda)
特点:象牙状两端开口的贝壳,头不明显,足圆锥形,用于挖掘泥沙,使身体其半部埋在泥沙里。无鳃,用外套膜呼吸,全部为海洋中穴居,已知约350种,经济意义不大,我国常见有角贝(Dentalium)。口缘生多数丝状的头丝,其尖端稍扩大,有纤毛,为感觉及摄食之用。
栖息于暖海的沙中,以硅藻及有孔虫为食。
(四)瓣鳃纲(Lamellibranchia)
特点:身体侧扁,具有两片外套膜,斧状足,两片贝壳,又名“双壳类”,头部退化,感官不发达,瓣状鳃,开管式循环。现存约有3000种,我国常见有河蚌、牡蛎、贻贝等。
A:砗磲Tridacnasp.;B:江珧Pinnarudis;C:扇贝Chlamys varia;D:刺蛤Acanthocardia aculeata;E:牡蛎Ostreasp.;F:贻贝Mytilussp.;G:珍珠贝Pteriasp.;H:蚬Corbiculasp.(五)头足纲(Cephalopoda)
此纲全部海产,是软体动物中最特化、最高级的一类,有的是无脊椎动物中最高级的种类。常见种类有乌贼(喷水式潜艇的原型,别的动物前进的速度快,而乌贼却是后退的速度快)、章鱼等。外套膜有发达的肌肉,足特化为腕(8、10或更多条)和漏斗,闭管式循环系统,脑有中胚层形成的软骨匣保护;原始种类有贝壳,多数种类贝壳被外套膜包被或退化。运动迅速,现存约650种,化石种类9000多种。乌贼的直肠有一支管,末端膨大为囊状,称墨囊,内有墨腺,分泌墨液用以自卫。
鹦鹉螺属的种俗称珍珠鹦鹉螺或分室鹦鹉螺,壳光滑,卷曲,直径约25厘米(10寸),内约分36室,最末一室为躯体所居。各室间有一管相连,可调节室中气体量,使壳得以漂浮。常于近海底处游动,觅食虾类。以多达94条无吸盘、可伸缩的小触手捕食。鹦鹉螺属为古老的鹦鹉螺目(Nautiloidea)唯一的现存属,在古生物学十分重要,可藉以断定地层的年代。
三、与人类的关系
(一)有益方面
1.食用
大多数种类都可食用,不仅肉味鲜美,而且富含蛋白质、无机盐和各种维生素,如蚶、蛏、牡蛎、乌贼、江瑶、扇贝、鲍鱼、贻贝等都是有名的海味,尤以牡蛎和乌贼的经济价值最大。乌贼的捕捞是我国四大渔业之一(大、小黄鱼、带鱼)。乌贼可鲜食也可干制,其产卵腺常被叫做“乌鱼蛋”;牡蛎除鲜食外,亦可加工成蚝鼓、蚝油等。
2.药用
如珍珠、石决明(鲍的贝壳)、海螵蛸(乌贼骨)、蜗牛等皆可做药。国外报道,用蜗牛提取物可检查乳腺癌患者治疗后存活的时间,当把这种蜗牛提取物施于受检查者的乳房部组织时,若提取物变成棕色和红色,说明有癌糖存在,患者不久将死亡。
3.工农业用
贝壳可作烧石灰的原料,且还能加工成纽扣;墨囊中的墨汁可制作上等的中国墨;砗磲为世界上最大的瓣鳃类,壳长可超过1米,体重达200多公斤,甚至可做婴儿浴盆,较小的个体,沿海人民用它做建筑材料;小型贝壳可做农肥和家禽、家禽的饲料。
4.装饰和工艺品
很多贝壳形状独特,色彩艳丽,如宝贝、芋螺、竖琴螺,为深受欢迎的观赏品。我国养殖珍珠有悠久的历史,海产的珠母贝,淡水产的三角帆蚌、褶纹冠蚌都是优良的育珠品种。我国的贝雕工艺亦享有盛誉。
5.地质找矿的应用
约有30%的软体动物为化石种类,它们对鉴定地层年代、找矿有重要意义。
(二)有害方面
1.危害港湾建筑
如瓣鳃纲中的船蛆、海荀,专门穿凿木材和岩石,对海中木船及其他木、石建筑危害甚大,被船蛆严重危害时,一艘木船只需3个月即可完全毁坏。
2.有毒和传播疾病
大约有85种贝壳对人类有食后中毒和接触中毒现象。芋螺口腔内有毒腺和箭头状的齿舌,被刺后可溃烂。不少种类是人、畜寄生虫的中间寄主,如钉螺、推实螺、隔扁螺等,是日本血吸虫、肝片虫和姜片虫等的中间宿主,对人也间接有害。
3.危害贝类养殖和农作物
肉食性螺类如红螺、玉螺捕食牡蛎、贻贝、珍珠贝的幼贝;蜗牛、蛞蝓等,则刮食嫩苗嫩叶,受害植物有四五十种之多。
4.影响船速和堵塞水管
固着生活的种类如贻贝、牡蛎大量固着船底时,严重影响船速和堵塞水管。
【课外拓展】
1.分析软体动物种类多、分布广与形态结构和生活习性的关系。
2.腹足纲、瓣鳃纲分类(亚纲及目)的主要依据。
3.河蚌产珍珠的机理如何?如何才能提高珍珠产量?
【课程研讨】
1.头足类有哪些结构特点与生存环境相适应?
2.软体动物有固着、穴居、爬行、游泳和寄生等不同生活方式,试述其特殊结构对生活方式的适应。
3.目前,珍珠培育的研究进展如何?
【课后思考】
1.软体动物与环节动物相比,身体结构有哪些不同?
2.软体动物分为几个纲?从体制特点、贝壳、头、足、外套膜、神经系统的特点、呼吸特点、血液循环特点、生活方式、发育特点等方面比较这几个纲的异同。
3.为何头足纲动物反应比较敏捷?
【小资料】
珍珠是怎样形成的
珍珠是名贵的中药材,有定惊安神、清热解毒及消炎生肌的功能。同时珍珠玲珑雅致、绚丽夺目,又是贵重的装饰品。
可是你们知道那些晶莹剔透的珍珠是怎样形成的吗?
珍珠是由某些贝类产生出来的。例如淡水中的河蚌,海边的蛤蜊和珍珠贝等都能产生珍珠。
那么蛤、蚌为什么能产出珍珠呢?
蛤、蚌具有左右两瓣贝壳,背缘绞合,腹部分离,贝壳内软体部主要有外套膜、内脏团、足等,外套膜位于体之两侧,与同侧贝壳紧贴,构成外套腔。当我们掰开一个河蚌的壳后就可看到贴在贝壳上的这一片状结构。蛤、蚌类贝壳的结构分三层,外层为角质层,中层为棱柱层。这两层是外套膜边缘分泌而成的,最里面一层,也就是我们可以看到的最里面与珍珠光泽类似的一层,叫做珍珠层。珍珠层是由外套膜全部表面分泌的珍珠质构成的。
从以上可看出外套膜有分泌珍珠质的功能。
当蚌壳张开的时候,如果恰好有沙粒或寄生虫等异物进入蛤、蚌那坚硬的小房子,处在了外套膜与贝壳中间,没办法把它排出来,沙粒等异物就会不断刺激该处的外套膜,就如同人的眼睛被灰尘迷了一样,使得又痒又痛。则该处外套膜的上皮组织就会赶快分泌出珍珠质来把它包围起来,形成珍珠囊,包了一层又一层,久而久之,就在沙粒等异物外面包上一层厚厚的珍珠质,于是就形成了一粒粒圆圆的漂亮的珍珠了。
另外一种情况,则是蛤、蚌自己的有关组织发生病变,导致细胞分裂,接着包上自己所分泌的有机物质,渐渐陷入外套膜,自然而然地形成了珍珠。
以上这两种情况都是自然形成的珍珠,可是珍珠非常贵重,天然形成的珍珠比较少,不能满足需要,所以人们就运用了自然成珠的原理,开发了人工养殖珍珠事业。我国宋代就发明了海水珍珠、贝养珠法,到明代又开始了淡水珍珠的养殖。而如今我们经过长时间研究和实践,已形成了一套完整的人工养珠的科学技术,取育珍贝外套膜的外表皮制成小片,用手术方法插入另一育珠贝的外套膜结缔组织中,使之形成珍珠囊,产生无核珍珠。由于现在大面积大数量的人工养珠,科学管理,科学加工,所以人工珍珠已占领了广阔的市场。