星虫化石发现于中寒武纪。星虫动物门已知约320种,分为:2 纲 4 目 6 科 17 属:(1)革囊星虫纲(Phascolosomida) , 包 括 盾 管 星 虫 目(Aspidosi-phoniformes) 、 革囊星虫目(Phascolosomaformes);方 格 星 虫 纲 (Sipunculida) , 包 括 戈 芬 星 虫 目(Golfingiaformes) 、 方格星虫(Sipunculiformes)。本门动物全部海生,广泛分布于三大洋中,中国海域约60种。1
简介星虫动物门(Sipuncula)是动物界的一个小门,属具闭管式循环系统的。身体柔软,长筒状,形似蠕虫,不具体节,无疣足,亦无刚毛。一般体长约10厘米,最大的可达30~40厘米。营底栖穴居生活。体前端有一细长能伸缩的吻,是摄食和钻穴的辅助器官。吻前为口,口的周围有触手,展开似星芒状,因而称为星虫。吻后是较粗的躯干,肛门在躯干前端的背面。雌雄异体,体外受精,发育过程经过担轮幼虫时期。本门动物约200余种,全部海生,广泛分布于三大洋中,中国海域约60种。1
外形特征星虫的身体分为2区:前区能向内卷缩和向外翻出,称为吻部;后区较粗,体壁厚,称为躯干部。多数种的吻部着生小钩或棘刺。吻前端的触手形状变化较大,有指状、树枝状和丝状,排列方式:有的呈环形或半环形,有的呈马蹄形。在躯干前端,腹面两个开口是肾孔,背面中央开口是肛门。体色多样,有乳白、浅灰,黄褐和棕褐色。全身有深棕色的皮肤乳突,因而表面较粗糙。只有少数种,如方格星虫属,皮肤光滑,无凸起的乳突生长。1
内部结构系统体壁和体腔体壁的最外层是角质层,下面有一层细胞形成的表皮,向下是真皮,再下是发达的体壁肌内层。肌肉层的外层是环肌,通常分离成束;中层是斜肌;内层是纵肌,多数种类形成肌束。体腔很大,但无隔膜,里边充满具循环功能的体腔液,血细胞和变形细胞。在生殖时,有不同发育阶段的生殖细胞。内脏器官均浸在体腔液中,其中有2或4条收吻肌,连接吻部伸向后方,附着在体腔壁上,当它收缩时,吻部可向体腔内卷缩。当它放松时,体后部环肌收缩,迫使体腔液向前流动,吻部可向外翻出。
消化系统包括口、食道、中肠、直肠、直肠盲囊、肛门等。整个消化道通常是体长的2倍。口后是一直行的食道(由吻部沿收吻肌下行),下接中肠,环绕纵贯体腔的纺锤肌盘旋而下,行至体腔后端,再折回向上盘旋,形成许多盘卷的肠螺旋。直肠粗短,位于体前端,肠壁有明显的皱褶,多数种生有囊状的直肠盲囊。直肠最后在躯干前端的背中央开口,即肛门。整个消化道为U形的螺旋管道。
循环系统包括血管、血窦和血管丛。主要有背血管,围脑神经节血窦、触手冠和下唇血窦,此外还有各血管丛。背血管,因有收缩作用,又称收缩血管,位于食道背部。后端是盲管,前端通向围脑神经节血窦。当背血管收缩时,管内血液向前流动,先流入围脑神经节血窦,而后再流向他处血窦和血管丛。待流入触手冠和下唇血窦时,可使触手伸展,下唇翻出。
呼吸系统星虫无专门的呼吸系统,皮下血管丛是交换气体的主要器官。
排泄系统以一对后肾管作为排泄器管。它位于体前端腹神经索的两侧,呈长囊状悬挂于体腔中。每管有1叭管,叭管具两个开口,1个向外,称肾孔,另一个开向体腔,称肾口。后肾管兼有生殖管作用。
神经系统包括食道背面的脑神经节、环食道神经环和腹神经索。腹神经索位于腹中线处,纵贯全身,直达体后端,其上分出许多不成对的神经分枝。无特殊感觉器官,但触手感觉灵敏。
生殖系统生殖系统和发育除个别种为雌雄同体外,皆为雌雄异体,且雌多于雄,但从外表上难以区分。生殖腺位于翻吻腹缩肌基部的体腔膜上,性成熟后,精(卵)落入体腔经肾孔被排入水中受精,典型的螺旋卵裂,有的直接发育,有的经担轮幼虫期(trochophora),典型的担轮幼虫见于高英虫Golfingia,具顶纤毛束(apical tuft)及位于赤道前后的前纤毛轮(prototroch)和后纤毛轮(metatroch)。多数大洋性种类又经第2个幼虫期即浮球幼虫(pelagosphera),浮球幼虫具临时附着的端器(terminal organ),卵黄营养 (lecithotrophic)或浮游营养 (planktotrophic),在大洋水域可生活数月之久。无性生殖的横裂,仅见于盾管星虫Aspidosiphon。1
生态分布星虫动物生活在海洋中,除幼虫期外,皆营底栖生活,从潮间带直至6000米的深海。多数种栖息在热带和亚热带浅海泥沙内和珊瑚礁间。杂食小形动物、藻类、泥沙中的有机物等。
根据生态环境,可归为三个类型:
穴居泥沙型海滩和浅海海底的泥沙内有机物丰富,生物类群繁多,环境稳定,动物体的活动范围大,应属于富营养型生境。生活在这一环境中的星虫个体较大,少数种体可达30厘米以上。习见的有方格星虫属、管体星虫属、革囊星虫属和戈芬星虫属。中国大部分沿海都有分布。
穴居珊瑚礁型珊瑚礁石包括死的石珊瑚和海滩岩。星虫动物在这里栖息的方式有二:一是直接钻孔穴居,另一种是居于礁石的洞隙和缝隙间。这一类型包括石管星虫属、襟管星虫属、盾管星虫属、革囊星虫属、枝触星虫属等,在中国热带浅海(如西沙群岛)分布很广。
共栖型这一类型多分布在热带和亚热带海域,一般栖息于低潮线以下。共栖生物有珊瑚和群体海绵。非造礁石珊瑚(深水石珊瑚)的异沙珊瑚属和异杯珊瑚属与星虫共栖的现象最为习见。共栖星虫的个体较小,不超过40毫米。常见的有盾管星虫属、枝触星虫属和革囊星虫属。1
经济意义星虫中有几种可食用,渔民用作钓饵在中国海南岛、福建、广东和广西沿海分布广、产量多的有裸体方格星虫拟安氏方格星虫、澳洲管体星虫等,当地居民自古以来就作为上好的海产品食用,滋味鲜美,鲜品、干制品和加工制品都有出售。
有关星虫化学成分研究主要集中于蛋白质和酶类,蚓血红蛋白是其中最重要的一个化学成分。科学家利用蚯蚓血红蛋白代替血红蛋白制作人工血液。星虫富含章鱼碱脱氢酶、磷酸单酯酶、精氨酸磷酸转移酶,为基因工程提供了良好的工具酶。
近日,科学家通过小鼠实验,得出星虫多糖能延长小鼠力竭游泳时间, 提高肌糖原含量, 降低血清尿素氮水平,增强力竭运动后小鼠肝脏抗氧化酶活性, 具有显著的抗疲劳作用, 有可能开发为抗疲劳、 提高机体运动能力的药物。
对星虫的研究才刚刚开始,因此, 有必要对星虫的化学成分做系统研究, 以及相关生物学活性的研究,特别是展开以活性为导向的化学成分研究。这对开发星虫这个在我国沿海有着丰富资源量的海洋生物很有意义。
分类与演化在对动物界的早期分类中,由于星虫动物和虫动物的发育过程中都具有担轮幼虫,成体不分节,体腔无分隔,1847年,卡特勒法热氏曾把两者合并在一起,定名为桥虫动物;但两者的吻在发生上不是同源,肛门的位置也不同,星虫动物没有刚毛以及由于胚胎发育的差异。1898年英国动物学家A.塞奇威克又将两者分开,并把星虫的分类地位提为门,即星虫动物门1965年原拉丁学名Sipuneuloidea改为Sipucunla,现已普遍采用。
在星虫动物的发育过程中有一个担轮幼虫时期,这说明它还是一种原始类型。有人认为星虫动物和环节动物均起源于现代不复存在的担轮动物。根据形态构造的轻度分化,星虫动物与环节动物多毛纲的血缘关系很近。由于星虫动物无体节,无隔膜,具后肾管,有人认为它可能是多毛纲的退化类型。
星虫动物的分类系统,目前最新的是E.B.卡特勒和P.E.吉布斯1985年建立的分类系统,在星虫动物门下面设立2纲4目6科17属:
革囊星虫纲(Phascolosomida)
盾管星虫目(Aspidosiphoniformes)
盾管星虫科(Aspidosiphonidae)
石管星虫属(Lithacrosiphon)*
盾管星虫属(Aspidosiphon)*
襟管星虫属(Cloeosiphon)*
革囊星虫目(Phascolosomaformes)
革囊星虫科(Phascolosomatidae)
反体星虫属(Antillesoma)*
革囊星虫属(Phascolosoma)*
梨体星虫属(Apionsoma)
方格星虫纲(Sipunculida)
戈芬星虫目(Golfingiaformes)
戈芬星虫科(Golfingiidae)
戈芬星虫属(Golfingia)*
云体星虫属(Nephasoma)
缨心星虫属(Thysanocardia)*
倭革囊星虫科(Phascolionidae)
倭革囊星虫属(Phascolion)*
瘤体星虫属(Onchnesoma)*
枝触星虫科(Themistidae)
枝触星虫属(Themiste)*
方格星虫目(Sipunculiformes)
方格星虫科(Sipunculidae)
仿革囊星虫属(Phascolopsis)
管柄星虫属(Siphonomecus)
管体星虫属(Siphonosoma)*
方格星虫属(Sipunculus)*
异管星虫属(Xenosiphon)注:有*号的系中国已发现的属。1
代表物种(一) 方格星虫
方格星虫(Sipunculus nudus),又称为光裸星虫,俗称“沙虫”。
它的形状很像一根肠子,呈长筒形,体长约10~20厘米,且浑身光裸无毛,体壁纵肌成束,每环肌交错排列,形成方块格子状花纹,方格星虫虽然没有海参、鱼翅、鲍鱼的名贵,但味道鲜美脆嫩,为海参、鱼翅所不及。生长在沿海滩涂,因为对生长环境的质量十分敏感,一旦污染则不能成活,因而有“环境标志生物”之称。属于星虫动物门、星虫纲、星虫科、方格星虫属。
中国国内主要分布图:烟台、汇泉湾、平潭、厦门、大嶝岛,小嶝岛、北海、沙头角、湛江、海口、白马井、清澜港、涠州岛、台湾。其中以广西北部湾北海市的沙虫为上品。
国外沙虫主要分布图:世界暖水中,分布大西洋、太平洋、印度洋沿岸。 1985年中国海岸调查结果表明,广西是光裸方格星虫(俗称沙虫)的主要产地,北海又是广西的主要产地,广泛分布于沿海沙质滩涂的中、低潮区及潮下带,可捕资源面积为15.3万亩以上,原存资源量为4027吨左右。
沙虫的繁殖通过观察体腔生殖细胞发育的季节变化,沙虫雌雄异体;体腔内的生殖细胞最初成团附着在具有运动能力的滋养细胞上,卵原细胞经过细胞增殖期(1~2μm)、细胞质生长期(3~30μm)、滤泡膜形成期(30~70μm)、胶质膜形成期(70~160μm)和成熟期(≥160μm)5个发育时期;精原细胞的发育经过细胞增殖期、细胞生长期、细胞分化期和成熟期4个发育时期。沙虫体腔内全年都有生殖细胞存在,卵细胞分期成熟,分批产卵。广西海区沙虫繁殖期于每年4-9月,繁殖盛期为5-8月。
(二)、可口革囊星虫
可口革囊星虫(Phasolosma esculenta),属于星虫动物门(Sipuncula),革囊星虫纲(Pha- scolosomatidea) , 革 囊 星 虫 目 (Phascoloso- maliformes) , 革 囊 星 虫 科 (Phascolosomati- dae),俗称海丁、海蚂蝗、沙虫、土笋等,主要分布在浙江、福建沿海滩涂。有完整的项触手,围口触手消失。吻钩呈环状排列(反体星虫属无钩)。纺锤肌在体末端固着。我国本草中记载星虫有广泛的药用价值。在各产地均为著名小吃,具有滋阴、补肾、去火的食疗作用,被称为“动物人参”。除了作为食品之外,可口革囊星虫还可入药,以可口革囊星虫作为主原料,配上枸杞等中药泡制而成的复方星虫口服液,具有“滋阴补肾”、益智等作用。可口革囊星虫含有22种以上的脂肪酸,其中高度不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸 45.11%,花生四烯酸(AA)含量最高,达 20.11%,DHA和EPA含量比较丰富;富含18种氨基酸,包含人类所有的必需氨基酸,其中精氨酸含量最高。
本词条内容贡献者为:
郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学