水管系统

结构组成

1. 筛板：作为水管系统与外界海水连通的门户，多位于棘皮动物体表，常呈多孔状。以海星为例，筛板通常在其背面，海水经筛板小孔流入水管系统，同时筛板过滤海水，阻挡杂质，维持系统洁净 。

2. 石管：连接筛板和环水管，因管壁富含钙质而质地坚硬。它负责将筛板引入的海水稳定输送至环水管，在水流调控方面发挥作用，保障环水管能持续获得充足且洁净的海水 。

3. 环水管：呈环状环绕在棘皮动物口部周围，是水管系统的核心枢纽。它接收石管传来的海水，并均匀分配到各条辐射水管，保证各部分水管的水流供应均衡，为水管系统正常运作奠定基础 。

4. 辐射水管：从环水管向棘皮动物的腕足（如海星）或身体其他延伸部位呈辐射状延伸。在海星中，一般有五条辐射水管，分别通向五条腕足，它不仅是海水运输的通道，还参与管足物质交换的物质传输 。

5. 侧水管：从辐射水管分出的分支管道，与管足相连，实现海水在辐射水管和管足间的流通，对管足功能的实现至关重要 。

6. 罍：与管足相连的囊状结构，可储存海水。通过自身的收缩和舒张，调节管足内的海水容量，进而控制管足的伸缩运动 。

7. 管足：是水管系统的终端结构，分布在棘皮动物体表特定区域，如腕足腹面步带沟内。每个管足由柄部和末端吸盘构成，充满海水，依靠内部水压变化进行伸缩，实现多种生理功能 。

功能作用

1. 运动功能：是棘皮动物运动的主要动力来源。以海参为例，当管足内肌肉收缩，罍将海水挤入管足，管足伸长并吸附在物体表面；肌肉舒张时，管足内海水回流至罍，管足缩短并脱离物体，通过管足有规律地交替伸缩，海参能够在海底爬行 。

2. 呼吸功能：管足表面积大且壁薄，是气体交换的重要场所。海水中的氧气通过管足进入棘皮动物体内，体内产生的二氧化碳排出到海水中，完成气体交换，满足其呼吸需求 。

3. 排泄功能：管足参与排泄过程，代谢产生的含氮废物等通过管足排出体外，维持体内环境稳定，保证棘皮动物正常的生理代谢 。

4. 摄食辅助功能：在捕食时发挥关键作用。海星捕食贝类时，利用管足的吸附力和收缩力抱住猎物，再通过管足分泌化学物质麻痹猎物，打开贝壳后将胃翻出消化猎物 。

工作原理

  基于液压原理运作。神经系统控制下，管足和罍的肌肉收缩舒张改变管足内水压 。运动时，管足肌肉按一定顺序收缩舒张，实现管足的伸展、吸附、收缩和脱离；呼吸和排泄时，管足内海水不断循环更新；摄食时，管足的动作与消化过程紧密配合 。

在棘皮动物演化中的意义

  水管系统是棘皮动物在长期进化过程中适应海洋环境的独特产物 。这种特殊结构使棘皮动物在运动、摄食、呼吸和排泄等方面具有独特优势，增强了它们在海洋生态系统中的生存竞争力，对棘皮动物的物种繁衍和多样化发展起到了推动作用 。从进化角度看，水管系统的出现是棘皮动物区别于其他无脊椎动物的重要标志，体现了其在动物演化历程中的独特地位 。