书城自然科学走进动物王国
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第7章 庞大的动物家族(1)

动物是自然界的重要组成部分之一。据统计,现在全世界约有150万种动物。人们在谈到动物的时候,通常想到的仅仅是哺乳动物,其实,动物还应包括鸟类、爬行动物、两栖动物、鱼类以及种类繁多、数量庞大的无脊椎动物。事实上,无脊椎动物占了动物总数的90%以上。有些科学家认为,自然界中可能还存在着大约1500万种未被发现的无脊椎动物。

(第一节)庞大而丰富——无脊椎动物

地球上无脊椎动物的出现比脊椎动物早1亿年。大多数无脊椎动物化石见于古生代寒武纪,如三叶虫及腕足动物。中生代时,现代软体动物开始大量出现,到新生代演化成现代的无脊椎动物。许多无脊椎动物为水生,大部分生活在海里,小部分生活于淡水中,还有少数动物生活于潮湿的陆地。节肢动物中的蜘蛛类、多足类和昆虫,绝大多数是陆生的无脊椎动物。无脊椎动物也有寄生种类,能寄生在其他动物和植物的体表或体内。

一、原生动物

原生动物是动物界里最原始、最低等的一门。它们的身体只有一个细胞,因此也称做单细胞动物。这个单细胞是一个独立生活的动物,虽然没有高等动物那样的器官、组织、系统来进行生命活动,但能由细胞本身分化出不同的部分来进行各种活动,如分化出鞭毛、纤毛等用来运动,分化出胞口、胞咽、食物泡等用来摄食和消化等,这些部分可以称做细胞的器官。

原生动物的身体微小,要用显微镜才能看到,分布在世界各地的淡水、海水和潮湿的土壤里,一般估计有三万种左右,基本上分为鞭毛纲(如绿眼虫等)、肉足纲(如变形虫等)、孢子纲(如疟原虫等)、纤毛纲(如草履虫等)等。

原生动物与人类的关系很密切,有的对人有益,如鞭毛纲、纤毛纲的大多数种类是浮游生物的组成部分,是鱼的食料;千百万年前大量的原生动物是形成石油的物质基础之一。有的对人类有害,如孢子纲的动物全都是寄生的,疟原虫引起疟疾,巴倍虫危害家畜,粘孢子虫危害鱼类。另外,原生动物也是研究生物学的重要材料。

变形虫是肉足纲变形虫科的原生动物,分布很广,一般生活在水质较清的池塘或藻类较多的浅水潭里。细胞膜很薄,里面的原生质会随着活动的需要而流动,因而细胞表面任何部位都会发生一些不定形的伸缩突起,使体形变化不定,所以称做变形虫。

常见的有生活在水里的大变形虫、寄生在人体内的结肠内变形虫、口腔内变形虫以及痢疾内变形虫等,其中,痢疾内变形虫对人体有严重危害,寄生在人的肠道里,能溶解肠道组织引起痢疾。这种变形虫在肠道里形成包囊,随粪便排出体外后在粪水中能维持35天,如果被苍蝇带到食物上,人吃了沾染了包囊的食物后,就要患痢疾或肝脓肿。

(贴士)

履虫喜欢生活在有机物含量较多的稻田、水沟或水流不大的池塘中,以细菌和单细胞藻类为食。据估计,一个草履虫每天大约能吞食43000个细菌,因此,它对污水能起到一定的净化作用。

二、多孔动物

多孔动物又称“海绵动物”,是多细胞动物中最原始、最低等的一门。代表动物就是海绵,约有5000种,体形多样,绝大多数生活在海水里,淡水里的种类很少,一般成群地附着在海底的岩礁或其他物体上。

动物学家认为,多孔动物是原始的群体领鞭毛虫发展来的一个侧支,因而又称为侧生动物。其体壁由两层细胞以及两层细胞之间的中胶层组成,中胶层里有骨针或海绵丝,对海绵体有支持作用。体表有无数入水孔和体内的水沟相连,由于这个特征,所以被称做多孔动物。

多孔动物的无性生殖为出芽,即身体的任何部分都可形成芽体,由于芽体增多,形成庞大的群体,淡水里生活的淡水海绵体内可产生芽球。

海绵成体附着在水中的岩石、贝壳或其他物体上,形状各式各样,有不规则的块状、球状、树枝状、管状、瓶状等。18世纪以前一直被错认是植物,到1825年才确定为动物。

海绵体结构简单,没有口,也没有消化腔,是最低等的一类多细胞动物。体表有千万个小孔,水流由小孔进入中腔,再由一个总的出水孔流出,因而称做多孔动物。水流经体内时,从水中摄取食物、氧气并排出废物。海绵的形态和体色往往依所附着的物体形状而变,所以不易从外形去鉴别,幸好在体内起支持作用的海绵骨针和海绵丝,有不同的质地和形状,提供了鉴别种类的依据。

海绵的最大用处是用来沐浴及医疗上吸收药液、血液或脓汁,或用来擦洗机器。有的海绵长在牡蛎壳上,会封住牡蛎壳使之死去。淡水海绵大量繁殖时往往会堵塞管道。

三、腔肠动物

(贴士)

珊瑚的外观如同植物,而美丽的珊瑚礁看上去更像一个色彩绚丽的花园。它的颜色鲜艳明亮,样子又与灌木丛一般,上面甚至还寄居有黑蛞蝓和蜗牛。

腔肠动物是构造比较简单的一类多细胞动物,它们全部生活在水中,身体由内胚层和外胚层组成。因其由内胚层围成的空腔,可以帮助消化,促进水流循环,因此被称为腔肠动物。腔肠动物属于真正的双胚层多细胞动物,在动物进化史上占有特殊的地位。人们认为,所有的高等多细胞动物,都是通过这种双胚层结构不断进化发展生成的。

腔肠动物有两种特殊的细胞,即间细胞和刺细胞。间细胞可以发生变化,形成其他细胞,如形成肌肉细胞、神经细胞等。刺细胞是一种可以放出刺丝,具有捕杀猎物和防御敌害功能的细胞。它们有惟一的口孔与外界相通,无论是进食还是排泄,都由这个口进出。最为常见的腔肠动物是水母、海葵、珊瑚等。

腔肠动物有很多种繁殖方法。水螅型的动物可通过出芽生殖、分裂生殖和有性生殖产出后代。水母型的动物也是这样,有的繁殖是水母的有性世代和水螅的无性世代互相交替进行的。

海葵为单体,没有骨骼,身体呈网柱形。一端有口,呈裂缝形,周围部分有几圈触手;另一端附着于海中岩石或其他物体上,之所以叫它海葵,是因为它的外形长得像葵花。海葵除了依附在岩石和珊瑚礁上,还会依附在寄居蟹的螺壳上。最近,科学家发现海葵的寿命大大超过海龟、珊瑚等寿命达数百年的物种,是世界上寿命最长的海洋动物。采用放射性同位素碳—14技术对3只采自深海的海葵进行测定,发现它们的年龄竟达到1500~2100岁。

水母虽然长相美丽温顺,其实却十分凶猛。在伞状体的下面,那些细长的触手是它的消化器官,也是它的武器。它的触手上布满刺细胞,像粘在触手上的一颗颗小豆。这种刺细胞能射出有毒的丝,当遇到“敌人”或猎物时,就会射出毒丝,把“敌人”吓跑或将其毒死。最大的水母是分布在大西洋西北部海域的北极大水母。1870年,一只北极大水母被冲进美国马萨诸塞海湾,它的伞状体直径为2.28米,触手长达36.5米,而最小的水母全长只有12毫米。

四、扁形动物

扁形动物属于动物界的扁形动物门,它们的身体通过中轴成左右对称,还有背腹之分。扁形动物的背面主要起保护作用,腹面用于爬行和摄食。两侧对称的生物体既适合于游泳,又能在物体上爬行,为从水底爬行进入陆地生活创造了条件。

扁形动物多数是雌雄同体,但是异体受精之后,少数种类的扁形动物为雌雄异体。扁形动物中能够自由生活的种类很多,分布在海水和淡水中,少数在潮土中生活。大部分种类为寄生生活。全世界已发现近2万种扁形动物,中国约有1800种。

扁形动物一般分为涡虫纲、吸虫纲和绦虫纲。

涡虫纲的动物身体不分节,绝大部分分布在热带或亚热带区域,在水中自由生活,少数种类为共栖生活或寄生生活。

扁形动物吸虫纲是外寄生或内寄生,身体不分节,在它的体表,长有一层角质膜,可以起到保护作用。吸虫纲还长有一个或两个吸盘,消化道包括口、咽和肠管。有代表性的吸虫纲动物为血吸虫。

绦虫纲是内寄生的扁形动物,俗称带虫。它的体表长有一层角质膜,大多数种类的绦虫纲身体分节,叫节片。带虫口和消化器官全部退化消失,靠体表渗透寄主已消化好的营养生活。成虫主要寄生在脊椎动物的肠管中。有代表性的绦虫纲动物为猪绦虫。

五、线形动物

线形动物属于动物界的线形动物门,在进化上高于扁形动物门,又低于环节动物门。线形动物遍布全球,共约1.2万种,其中最重要的一类为线虫。

线虫大部分虫体为长圆筒形,就像粗线一样,有些种类的线虫呈细丝状或长鞭状。线虫的身体两端非常尖细,前端为头,有口、唇片和乳突等结构;后端为尾,腹面为肛门。雌虫尾部大都尖直,雄虫尾部多弯曲,体表没长纤毛,身体也不分节。线虫身体表面有一层厚壁,叫做皮肌囊,这是线虫皮肤和肌肉长在一起形成的。皮肌囊的外面常有很坚硬的角质膜,皮肌囊里面是充满液体的空腔,叫做原体腔,又叫假体腔。大多数线虫是雌雄异体,属于两性生殖,卵生。但也有极少数线虫(如丝虫和旋毛虫)是卵胎生。线虫没有呼吸和循环系统,长有索状的神经系统,感觉器官也不发达。

有的线虫是寄生生活,有的线虫则是自由生活的,还有一些线虫二者兼顾。自由生活的陆生线虫对改善土壤结构有很大作用。海生线虫一般较小,多生活在海底泥沙间,数量极多,是小型底栖生物的主要成员。寄生生活的线虫既有动物寄生线虫,也有植物寄生线虫,这对寄主会造成很大的危害。蛔虫、钩虫、丝虫、鞭虫、猪旋毛虫和蛲虫,都是人类常见的寄生线虫。这些寄生线虫在幼虫期可通过皮肤或污染的食物进行传播,寄生在人的消化道中或肌肉中。植物寄生线虫有小麦线虫,污染的小麦线虫能在麦穗中形成很像麦粒的虫瘿,内有许多小麦线虫的幼虫。小麦播种后,幼虫就会钻出虫瘿,进入新的小麦苗体内,然后在小麦花中形成新的虫瘿。

六、环节动物

环节动物属于动物界的环节动物门,它们栖息于海洋、淡水或潮湿的土壤中,是水底泥沙中最占优势的潜居动物,体长从几毫米到3米不等。

环节动物的身体一般为长圆柱形,分为头部、躯干部和肛部,在身上有一圈圈的环纹,把身体分成许多节,称为体节。环节动物除了头部以外,身上的所有体节都相似,这种分节方式叫同律分节。环节动物不只在体表分节,体内的肾脏、血管、生殖腺和神经节等重要器官,在每个体节中也各有一套。它们体内的肌肉和器官之间有空腔,称为体腔。体腔内有体腔液,各体节的体腔之间有隔膜隔开。它的体壁和肠壁上都有肌肉,所以消化和运动能力比线形动物强。每个体节的两侧常有一对突起,称为疣足,疣足上有刚毛。疣足和刚毛都属于环节动物的运动器官。环节动物已有了循环系统,但没有真正的心脏,靠体内的血管进行血液循环,血液呈紫红色。有些环节动物是雌雄同体,但不同个体之间彼此受精。

已被命名的环节动物约有1.3万种,通常分为多毛纲、寡毛纲和蛭纲。

多毛纲是环节动物门中最大的一纲,已知有近万种,如沙蚕。它们有发达的头部和触角、触手、触须、眼等感官,有疣足和成束分布的刚毛,有发达的体腔。多毛纲大多雌雄异体,一般体长10~50毫米,主要为海生,大多底栖或浮游自由生活,极少数共栖或寄生。

寡毛纲约有3100种,是小型底栖动物的主要成员,如蚯蚓。它们的头部不发达,没有疣足,刚毛直接长在体壁上,有发达的体腔。成熟个体在身体的前端,有几个体节愈合形成的环带。寡毛纲大多雌雄同体,没有幼虫阶段,多为陆生或淡水生。

蛭纲已知约有500种,其中75%靠吸血或吸体液为食,主要寄生在脊椎动物体表,如蚂蟥。它们的身体前、后两端或仅后端有吸盘,没有疣足和刚毛,或刚毛退化,体腔很不发达,里面填满肌肉和结缔组织,有环带。蛭纲大多雌雄同体,体长3~250毫米,主要生活于淡水。

许多环节动物对农田有利,可改良土壤。有些环节动物能促进固体废物还原;有些可做饵料,增加动物蛋白;有些可用于医疗和人药,如医蛭;还有些是有害的海洋污染生物。

七、软体动物

软体动物种类繁多,分布广泛、形态差异较大。这类动物的身体柔软,没有体节,分为头、足、内脏囊三部分,体外有外套膜,或包有贝壳,如蜗牛、河蚌、乌贼、钉螺等。

由于生活习性不同,各个种类的足部形状有好多种,有的是块状(如蜗牛),有的是斧状(如河蚌),有的呈柱状(如角贝),还有的围绕头部裂成许多条长腕(如乌贼)等。贝壳的形状也各种各样,有的贝壳是左右两瓣,有的贝壳是螺旋形,有的贝壳已包入体内,有的贝壳已退化等。

很多种类的软体动物味道鲜美,富含蛋白质并可食用,如淡水中的田螺、蚬等,海水中的鲍、蚶、蛏、贻贝、鱿鱼、章鱼等。人工养殖的帆蚌、珍珠贝等能培育出名贵的珍珠。有些软体动物还是鱼类的天然饵料,如蚌、淡水螺等作家禽和家畜的饲料。此外,也有些软体动物是吸虫的中间宿主,船蛆等破坏海港建筑,蛞蝓、玉螺等分别危害农作物和贝类似养殖。

全世界的牡蛎约有100种,我国有20种,南北沿海都有分布,主要的有僧帽牡蛎、近江牡蛎、长牡蛎、密鳞牡蛎等10种,南方一带称做“蚝”,江浙一带称做“蛎黄”,北方一带称做“蛎子”。壳形不规则,有两个壳,较大的一个固着在岩石或其他物体上,较小的一个盖在上面,好像一个合体,顺着潮流任意开合。只有一个发达的闭壳肌,外套膜外长着好多小触手,是感觉器官,有调节海水出入的作用。海水从腹面的入水孔流入,经外套膜、鳃,由出水孔流出。主要以硅藻和有机碎屑为食。

牡蛎有雌雄同体和雌雄异体两种。同体的一次能产卵10万颗,成熟后在体的外套膜中受精孵化,等变成幼虫后才离开母体。异体的则把精子或卵子排入海中受精孵化,一次能排卵数千万颗。一般产卵季节是6~9月,南方稍早。幼虫遇到固体即行固着,变为成体后也不离开固着的物体。牡蛎一年可长到5~6厘米,2~3年可至10~16厘米。

牡蛎营养丰富,含有大量蛋白质、脂肪和肝糖,可以鲜食,也可以加工成蚝豉、蚝油。牡蛎壳可药用或烧石灰。现在,世界上养殖牡蛎比较发达的国家有中国、美国、日本、新西兰、法国、澳大利亚等。

(贴士)

鹦鹉螺是一种古老的软体动物,已有上亿年的生活史,素有“活化石”之称。鹦鹉螺有螺旋状外壳,从壳的脐部辐射出的红褐色曲折条纹,很像鹦鹉的头部,故得名鹦鹉螺。

八、节肢动物