海绵动物

一、基本特征

（一）形态结构

1. 体型
   • 海绵动物的体型多样，从简单的管状、块状到复杂的树枝状、叶状或球状都有。它们的大小也差异很大，小的仅有几毫米，大的可达数米。
   • 海绵动物通常固定在基质上，如岩石、珊瑚礁或海底沉积物上，少数种类可以自由生活。
2. 体壁结构
   • 海绵动物的体壁由三层组成：
     • 外层（皮层，Dermis）：由扁平的上皮细胞组成，起到保护作用。
     • 中胶层（Mesohyl）：是海绵动物的中间层，由胶状物质和各种细胞组成，包括变形细胞（amoebocytes）、骨针细胞（spongocytes）和纤维细胞（collencytes）。中胶层是海绵动物的主要支撑结构。
     • 内层（胃层，Gastric layer）：由柱状细胞组成，内衬于海绵动物的腔室和管道系统中，负责吸收和消化。
3. 骨骼结构
   • 海绵动物通常具有骨骼结构，用于支撑和保护身体。骨骼的成分和形态因种类而异：
     • 钙质海绵：骨骼由碳酸钙组成，形成坚硬的外壳。
     • 硅质海绵：骨骼由硅质骨针组成，骨针可以是单根或多根，形态多样。
     • 纤维海绵：骨骼由纤维状的海绵素（spongin）组成，海绵素是一种蛋白质，质地较软。

（二）水沟系统（Water Canal System）

1. 功能
   • 海绵动物通过水沟系统进行呼吸、摄食和排泄。水沟系统由一系列管道和腔室组成，水流通过这些管道和腔室，为海绵动物提供氧气和食物，同时排出代谢废物。
2. 结构
   • 入水孔（Ostia）：是海绵动物体壁上的小孔，水流通过这些小孔进入体内。
   • 中央腔（Spongocoel）：是海绵动物体内的主要腔室，水流在其中汇聚。
   • 出水孔（Osculum）：是海绵动物体壁上的大孔，水流通过这些孔排出体外。
   • 管道系统（Canal System）：连接入水孔、中央腔和出水孔，水流在管道系统中循环。
3. 类型
   • 海绵动物的水沟系统可以分为三种类型：
     • 单沟型（Asconoid）：结构最简单，水流直接从入水孔进入中央腔，然后从出水孔排出。
     • 双沟型（Syconoid）：结构稍复杂，水流从入水孔进入管道系统，然后通过中央腔排出。
     • 多沟型（Leuconoid）：结构最复杂，水流在管道系统中多次循环，通过多个腔室和管道，最后从出水孔排出。这种类型的水沟系统在大型海绵动物中最为常见。

（三）细胞类型

1. 变形细胞（Amoebocytes）
   • 具有变形虫样的运动能力，可以在中胶层中自由移动。变形细胞负责运输营养物质、形成骨骼和进行免疫反应。
2. 骨针细胞（Spongocytes）
   • 负责形成硅质骨针，骨针是海绵动物骨骼的重要组成部分。
3. 纤维细胞（Collencytes）
   • 负责形成海绵素纤维，海绵素纤维是海绵动物骨骼的重要组成部分。
4. 领细胞（Choanocytes）
   • 位于海绵动物的腔室和管道系统中，具有鞭毛。领细胞的鞭毛摆动产生水流，同时领细胞可以捕获水中的食物颗粒，如细菌和有机颗粒。领细胞是海绵动物摄食的主要细胞类型。

二、生活方式

（一）摄食

1. 滤食性
   • 海绵动物是滤食性生物，通过水沟系统过滤水中的食物颗粒。它们主要以细菌、藻类、酵母菌和其他小型有机颗粒为食。
   • 领细胞的鞭毛摆动产生水流，将食物颗粒带入腔室。领细胞的纤毛可以捕获食物颗粒，并将其包裹在食物泡中，通过溶酶体的作用进行消化吸收。
2. 共生关系
   • 一些海绵动物与藻类或其他微生物形成共生关系。藻类生活在海绵动物的体内，通过光合作用为海绵动物提供氧气和有机物质，而海绵动物则为藻类提供保护和营养物质。

（二）繁殖

1. 无性繁殖
   • 出芽生殖（Budding）：海绵动物通过体壁向外突出形成芽体，芽体逐渐长大并形成新的个体。芽体可以脱离母体独立生活，也可以附着在母体上继续生长。
   • 分裂生殖（Fission）：一些海绵动物可以通过分裂生殖，将身体分成两部分，每部分都发育成一个完整的个体。
2. 有性繁殖
   • 雌雄同体（Hermaphroditism）：大多数海绵动物是雌雄同体，同一个体内既有精子又有卵子。精子通过水流从一个海绵动物传播到另一个海绵动物，与卵子结合形成受精卵。
   • 受精卵发育：受精卵在海绵动物体内或体外发育，形成浮浪幼虫（Planula larva）。浮浪幼虫通过水流传播，最终附着在基质上，发育成新的海绵动物。

（三）生态位

1. 栖息环境
   • 海绵动物广泛分布于海洋和淡水环境中，从潮间带到深海，从热带水域到极地水域。它们通常附着在岩石、珊瑚礁、海底沉积物或其他硬质基质上。
2. 生态作用
   • 生态系统工程师：海绵动物通过过滤水中的有机颗粒，净化水质，为其他生物提供清洁的生存环境。
   • 栖息地提供者：海绵动物的复杂结构为许多小型生物提供了栖息地，如虾、蟹、鱼类等。
   • 生物多样性贡献者：海绵动物种类繁多，是海洋生态系统中重要的组成部分，增加了生物多样性。

三、分类

（一）钙质海绵纲（Calcarea）

1. 特征
   • 骨骼成分：骨骼由碳酸钙组成，形成坚硬的外壳。
   • 形态：体型较小，通常为管状或杯状，生活在浅海环境中。
   • 水沟系统：多为单沟型或双沟型。
2. 代表生物
   • 白枝海绵（Leucosolenia）：生活在浅海岩石上，体型较小，呈管状，骨骼由碳酸钙组成。

（二）六放海绵纲（Hexactinellida）

1. 特征
   • 骨骼成分：骨骼由硅质骨针组成，骨针通常为六射状。
   • 形态：体型较大，通常为玻璃海绵，呈树枝状或网状，生活在深海环境中。
   • 水沟系统：多为多沟型。
2. 代表生物
   • 玻璃海绵（Euplectella）：生活在深海环境中，呈网状结构，骨骼由硅质骨针组成。

（三）寻常海绵纲（Demospongiae）

1. 特征
   • 骨骼成分：骨骼由海绵素纤维和硅质骨针组成，海绵素纤维质地较软。
   • 形态：体型多样，从简单的管状到复杂的树枝状或叶状都有，生活在海洋和淡水环境中。
   • 水沟系统：多为多沟型。
2. 代表生物
   • 浴海绵（Spongia）：生活在热带海域，呈块状或管状，骨骼由海绵素纤维组成，质地柔软，常被用于制作海绵制品。
   • 红海绵（Phakellia）：生活在浅海环境中，呈树枝状，骨骼由海绵素纤维和硅质骨针组成。