多孔动物门

海绵动物(多孔动物门)是一个非常古老的种群,它似乎在很早的时期就已经从后生动物的主流进化中分离出来。化石海绵在前寒武纪晚期(大约5 亿5 千万年前)就已经出现了,成为已知最老的动物化石,并有900 多个种类。从那时开始,海绵动物就开始兴旺地繁衍,已有5000 个物种分布在3 个不同的种群中:六放海绵纲(硅质海绵),寻常海绵纲以及钙质海绵纲(石灰海绵)。

这样成功的生物,基本的海绵身体构造却是惊人地简单,都是由一群表面布满了小孔的细胞组成。水从开口吸入,细菌和其他有机物质通过过滤,成为食物,而废水则从大一些的孔排出。它没有嘴,这在动物中可算是十分独特的。每天穿过海绵身体的水量大得惊人,最多可达它自身体积的20 000 倍,而整个过滤的过程也是非常高效的:有些海绵可以捕捉水中大约百分之九十的细菌。海绵身体的简单本质也使得氧气和废弃物可以轻易扩散。

海绵动物身体的细胞组成揭示了它的本源:它们几乎和我们认识的领鞭虫如出一辙。不同的是,单个领鞭虫是利用自己的鞭毛在水里面移动,而海绵动物的细胞形成了一个群体,它利用上百个独立鞭毛的协调搏动来把富含营养的水拉进身体,以此来喂饱整个有机体。和它们的原生动物祖先一样,很多海绵生物都有共生体,比如绿藻或蓝藻细菌,它们从中吸取额外的养分。

虽然它们有明显的协调特征,但是单个海绵细胞却有能力独立生存。事实上,如果海绵强行通过足够细小的滤网而分成一个个的细胞,它们不仅可以存活下来,而且一段时间后,它们还会重新组合成一个完整的海绵,有整套的进食小孔和排水孔。

它们不能移动(或者说移动得很慢——有记录的最快的海绵每天可以蠕动4 毫米),通常通过无性繁殖。它们产生的芽体——由保护层中的若干个包的细胞组成——漂浮着并在合适的条件下发展为成年海绵。当进行有性繁殖时,海绵会放出大量的精子,看起来烟雾缭绕的。多数海绵是雌雄同体的,在不同的时期分别释放卵子和精子。它们在水流中漂流,精子被同种雌性海绵捕捉到,受精卵发育成有推动作用的毛发状纤毛的幼体,一旦被释放,就可以随着洋流旅行,把这个种群广泛传播开来。找到合适的栖息地后,幼体就会附着于基质继续成长,周而复始,生生不息。

我们大概都是从浴室中认识海绵的。它们柔软、易于吸收的材质实际上是一种骨骼,它由海绵动物分泌,并起着支撑的作用。海绵动物被沸水杀死,细胞被冲走,留下轻而多孔的骨骼,非常适于产生泡沫。其他物种分泌二氧化硅组成的硅质碎片,被称为骨针,它们彼此相互支撑形成脚手架,从而使细胞可以挂在上面。长期以来,这种错综复杂的晶格是如何由如此松散的半独立细胞聚合而成始终是一个迷。最近,有研究表明,每个细胞膜上都有感受器与骨针表面相互作用。更让人惊讶的是,人们还发现了神经元接受器和刺激神经组织的分子,这证明了海绵动物有迄今为止仍然未知的原始神经网来调整它们的活动。总之,这些元素证明了海绵动物并不只是无组织的细胞集合体,而且还是有明确构造的复杂动物。

最简单的动物 在后生动物或多细胞动物中最简单的物种就位于3 种不同的海绵和其他动物——真后生动物或有特定组织的动物之间。虽然这三类海绵可能是“并系类”的(也就是说,它们并没有一个对自身来说是唯一的共同祖先),但通常被归成后生动物的一门(如方框处所示)。这张进化分支图中的其他类别是扁盘动物门。这就更成问题了,因为它们可能比海绵还要原始,或者可能(如图中指出的)对于三类海绵和真后生动物形成“姐妹进化枝”——所以进化分支图中有问号存在。

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有一些海绵(枝根海绵科)已经放弃过滤进食的方式,转而采取捕捉消化整个动物的方法。它们捕捉小型甲壳类动物,这些动物的外骨骼上附有尼龙搭扣状的骨针。海绵的细胞移向那些无助的猎物,吞下它们,并把它们消化掉。

1997 年,人们发现西澳大利亚州鲨鱼湾的宽吻海豚在使用海绵作为工具。海豚会在它们的喙部戴上海绵,用来在沙质的海底找食吃时保护自己。这种行为被称作“海绵擦法”,只有在这个海湾才能见到,也几乎只见于雌性海豚身上。这是已知的除了海獭之外唯一一个海洋动物使用工具的实例。2005 年一份详尽的研究报告表明,极有可能是母亲将这一习性传授给女儿的。

海绵动物的形状、颜色和大小多种多样,小到只有几毫米的斑点状海绵,大到1米多高的管状海绵或2 米宽的桶状结构。它们完全是水生生物,终生依附在岩石等坚硬的表面上。

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