[科普中国]-海鞘

分布于各海洋/尾素动物亚门，海鞘纲无脊椎动物。具有原始脊椎动物的一些特点。形似马铃薯而不像动物，栖于沿岸的种类以动植物残屑为食；深水种类主要以浮游生物为食。1

研究发展脊索动物门，尾索动物亚门的代表动物。成体一般固着在海底岩石或船底等物上。外形像椭圆形的囊袋，顶端有一个入水管孔，侧面较低处另有一出水管孔。水流带着食物和氧由入水管孔通入体内一个大形囊状的咽部，咽壁被许多鳃裂所洞穿。鳃裂不直接开口于体外，而开口于围鳃腔。水流汇集入围鳃腔，再经出水管孔排出体外。水中微小的食物被咽壁腹侧的内柱所分泌的粘液粘结成食物团。依靠鳃裂周围纤毛的摆动使水流作定向流动，食物团随水流向后输送，进入肠管。成体内部虽有鳃裂，但无脊索，也无背神经管。

这类动物虽远在2000多年前即被亚里斯多德（Aristotle）描述过，但很长时期一直把它归属于无脊椎动物。直至19世纪，俄国胚胎学家柯伐列夫斯基（A.O.Koвалевский）研究了海鞘的胚胎发育，才正确地阐明其分类地位应属于和文昌鱼相近的低等脊索动物。海鞘的幼体是一种外形似蝌蚪、在水中自由游泳的动物。尾内有典型的脊索，有中空的背神经管，咽壁上有鳃裂，具备了脊索动物门的主要特征。幼体的这种自由生活状态只能持续几小时乃至一天，即沉到水底，以前端的附着突固着在水中物体上，并开始逆行变态：脊索随同尾部的退缩而消失，神经管也退化为一个神经节；咽部扩大，鳃裂数目大增加；消化管弯成U形管道，因而口孔与肛门均转向上方；体外生出具有保护作用的厚被囊，形成营固着生活的海鞘成体

海鞘中的血液开管式循环，为特殊的可逆式血血循环流向，即心脏收缩有周期性间歇，血液定期改变方向，血管无动脉和静脉之分，血液双向流动，这在动物界中是绝无仅有的。

形态特征海鞘形状有的像茄子，有的似花朵，外形很像茶壶。若用手指触动海鞘，它就会从出水管孔射出一股强有力的水流，然后由原来的挺立状态而绵软倒伏，所以它是动物。 刚出生的海鞘很像小蝌蚪，有眼睛有脑泡，尾部很发达，中央有一条脊索，脊索背面有一条直达身体前端的神经管，咽部有成对的鳃裂，而且小海鞘还能在海里自由地游泳。

然而，几小时后，它的身体前端就渐渐长出突起并吸附在其他物体上。随后，尾部逐渐萎缩以至消失。神经管也退化，只留下一个神经节。咽鳃裂却急剧增加。体外同时产生被囊。海鞘这种由小到大的变态与进化的方向正好相反，所以生物学上将这种现象称为逆行变态。海鞘有着脊索动物中独一无二的血液循环系统：它为开管式循环，为脊索动物中所罕见；更奇妙的是，它们的血流方向会每隔几分钟颠倒一次，绝对是独一无二。

海鞘形状很像植物，它以特有的本领附着于船舰底部，数量又多，所以影响船只速度，消耗油量；还会附着堵塞水下管道，影响水流畅通，造成危害。但海鞘幼体的尾部有脊索，而脊索正是高等动物的标志，这样使海鞘跨入了脊索动物的行列。海鞘对研究动物的进化、脊索动物的起源有重要作用。

海鞘是营固着生活的动物，体外被一层类似植物纤维素的被囊像鞘一样套着，使身体得到保护和维持一定形状。这是动物界独一无二的一种现象，海鞘也因此而得名。它通过入、出水管孔不断地从外界吸水和从体内排水的过程，由鳃摄取水中的氧气，由肠道摄取水中的微小生物作为食物。

有的海鞘在生育时，能在身体上长出一个芽体，这个芽体在长大后脱离母体，发育成一个新个体。这就是海鞘的出芽生殖。有的海鞘进行有性生殖，这时，海鞘雌雄同体，但是卵子和精子却不能同时成熟，所以自体受精通常不会发生，只能是不同个体间进行婚配生育了。

生物特性海鞘身体呈现壶型或囊型，其体壁即为包藏器官的外套膜（mantle），其体壁可分泌一种类似植物纤维素的被囊素（tunicin）。身体顶部有两个相距不远的孔为分别为略高的出水口和略低的入水口。海鞘是以过滤浮游生物和有机物颗粒为生。一旦遇到刺激会通过收缩挤压身体里的水向外喷出，以达到退敌的目的。
海鞘属于雌雄同体，其繁殖方式有两种。其中一种是异体受精的繁殖方式。雌体排出卵子到水中，经过异体雄体排出精子受精后，发育为受精卵。受精卵孵化成幼体后能自由活动，一旦遇到附着物便会附着在上面，开始发育。幼体的尾部逐渐消失。其主要的脊索和神经索部分器官完全消失，只保留其中的一个神经节。然后逐渐发育成熟。还有一种是同体发芽繁殖方式，海鞘成体长出新的繁殖芽，脱落后附着到新的附着物上，重新成长为新的单独个体。所以有些人误认为是植物。海鞘具有天然的控制繁殖数量的能力。海鞘为低等脊索动物，较文昌鱼是低一定进化程度的动物。 一些海鞘会附着在船体上，增加船体底部突起，降低船体的流线型，导致船速降低。在航海者眼里并不受欢迎。

分布区域广泛分布于世界各大海洋中，从潮汐到千米以下的深海都有它的足迹。

由于海鞘喜寒，主要生存的地区都在寒带或温带，热带地区较少并且个头也较小。可食用的海鞘只有一到两种，在日本宫城和岩手两县，有大面积养殖。产季在每年的6～8月，被称为“东北珍味”。由于产季短产量小，所以只有在日本、韩国、法国有较多的做为食材来食用。由于外层有较厚的纤维所以需用利刃剥开，方能食用。生吃的海鞘味道甘甜，但有一定的苦涩味，其肝脏有强烈的苦涩味。海鞘肉可水煮或用卤汁下去卤，减少苦涩味。

身体结构上文所提的海鞘大多有两个水孔；「进出水孔」。进水孔向内通到一个大的咽喉部，学名围鳃腔，咽喉中有许多如篮网般的构造，称为鳃孔，借着吸水时将夹带在水中的食物颗粒滤入咽喉中；而食物颗粒被滤取后的水，则经由出水孔排出体外，海鞘摄食的对象以有机物的碎屑及浮游生物为主。

生长繁殖海鞘是雌雄同体，异体受精，精子与卵子直接排入水中或在围鳃腔内受精。自卵受精后，通常在几小时或几天后发育成可以自由游动的幼体，此时它们的尾部已具有脊索构造，其外型如蝌蚪般，因而又称为「蝌蚪体」。经过一段时间后，它们会选择适当的环境降落与附着，以进行变态，发育为成体。但也有种类不需经过蝌蚪期，而直接发育为成体。海鞘经过变态之后，脊索退化消失。作为脊索动物门中最低等的尾索动物的代表，海鞘与假想的脊索动物的祖先——被囊动物有很多相似之处。

成长经历被囊动物亚门(Urochordata)海鞘纲(Ascidiacea)无脊椎动物的统称。具有原始脊椎动物的一些特点。营固著生活。各海洋均有分布，从潮间带到最深处都有。成体永久固著在码头柱桩、船体、岩石、海贝和大型蟹背上。单独固著或成群体。外有保护性被囊。水由两个大孔流入和流出体腔，食物和氧随水流进入。沿岸的动植物残屑及深水的浮游生物是主要食料。雌雄同体，但卵排入水中异体受精。幼体自由游泳。体前端吸盘的後方是口。脊索在尾部，另有神经索。幼体经数小时游泳後，以前端吸附在其他物体上。尾部萎缩消失。除一个神经节外，脊索和神经索完全消失。经变态发育为成体。也行出芽生殖，在近基部处生出指状芽，脱落後固著在别处长成新个体。海鞘可以生出纤维素。海鞘是唯一能生出纤维素的动物。

生存现状一般人对海鞘很陌生，可能因它们都生活于海底，不但个体小且外型简单又无多大变化，所以较不易引起人们的注意，但可别小看它们！海鞘可是最早进化的脊索动物之一，和脊椎动物有共同的祖先。

经济价值在现今的研究中海鞘有许多的医学价值，如海鞘所含有缩醛磷脂能有效的治愈阿尔茨海默病而海鞘的共生菌甚至能治愈癌症。海鞘的可食用部分含有多种氨基酸、矿物元素和脂肪酸对人体有相当大的益处。

最新研究海鞘可能并不漂亮，但这种其貌不扬的海洋生物却引起了科学家的浓厚兴趣！海鞘可能受到许多物种的羡慕嫉妒，它从不必担心“避孕节育”或试管受精等问题，便能够有效地控制好生育繁殖。

这项由澳大利亚昆士兰州大学进行的研究报告发表在8月26日美国权威专业期刊美国《国家科学院院刊》（PNAS）上，研究人员揭示海鞘这种海洋生物天然具有控制生殖循环的能力，可依据需要或多或少地进行有节制繁殖。

该项研究的负责人是澳大利亚昆士兰州大学综合生物学院博士生研究员安吉拉·克林，她指出，海鞘能够依据海洋环境中性别比例状况，“适时定制”自己的生殖细胞。比如，当海洋环境中存在着大量的雄性海鞘，它们试图竞争与雌性的卵细胞结合繁殖生育，因此雄性将生产出更大、更具竞争性的精子，便于存活更长的时间。同样地，当雌性海鞘探测到过多的雄性竞争交配结合卵细胞时（过多的精子将杀死一些生物体的卵细胞），雌性海鞘将生产出更小的卵细胞，使精子很难探测到。

克林说，“为了避免在高竞争环境中失控，它们必须更具竞争力地繁殖生育，从而提高繁殖成功率。”据了解，在莫尔顿海湾的实验地点的研究过程中，他们发现事实上海鞘并未移动离开该海域。

在该实验中，大型的海鞘放置在狭窄海域进行深入研究分析，克林说，“我们分别将1只（低密度）或15只（高密度）海鞘放在实验笼中进行1个月的观测分析。这项研究告诉我们关于海鞘性特征的部分秘密。当海鞘精子变得很小时，卵细胞就会发育得更大，因此繁殖生育的数量会很少。”

（《国家科学院院刊》（PNAS），doi: 10.1073/pnas.0806-5901-05，Angela J. Crean，Dustin J. Marshall）

相关研究海鞘研究引导人类再生医学革命

美国科学家进行的一项最新研究发现，一种与人类关系密切的远古生物——海鞘（sea squirt）能够在经历几代繁殖之后，修复原有的身体缺陷。这一发现迈出了人类再生医学革命的重要一步，人类有望在未来实现高级组织器官的自我修复。该研究成果将发表在5月版的美国实验生物学学会联合会FASEB Journal期刊上。

海鞘对现代科学的研究

论文第一作者、美国斯坦福大学Ayelet Voskoboynik博士表示，“我们希望通过该现象的深层机制，最终能够使科学家对人体细胞与组织的重建和再生潜力产生新的认识。”

当人们的肢体、心脏以及脊柱经受巨大创伤后，受伤的组织都会努力进行自我修复，但结果往往并不理想。不过，如果将海鞘相关的基因序列应用于人类，就有望对再生医学产生革命性的影响。

海鞘外表看起来有些像海绵、蠕虫或者某些植物，但其实与这些物种相去甚远。超乎许多人想象的是，海鞘与人类的关系要亲密得多。海鞘与人类相同，都是脊索动物，海鞘具有很原始的脊索，这使得它在进化过程中占有重要的位置。许多科学家认为，海鞘十分接近5.5亿年前人类最早的脊索动物祖先。因此，科学家确定出海鞘自我修复和组织再生等复杂过程的根本机制，有望为人类再生治疗奠定基础。

FASEB Journal期刊的主编Gerald Weissmann表示，“生物医学的目标就是了解生命，从而使我们的身体能够抵御伤害、残缺和疾病。医学治疗最终将使我们损坏的组织器官恢复常态。而这项最新的研究可谓再生医学的里程碑，斯坦福研究小组此次在生物医学上完成的工作就好比使‘朽木’变成‘美器’。”

研究发现海鞘神经细胞生成机制

日本研究人员在新一期《自然》杂志网络版上发表论文说，他们发现一种无脊椎动物——海鞘的神经细胞生成机制，该成果有助于研究干细胞的分化过程。

海鞘是尾索动物亚门海鞘纲的总称，与脊椎动物亚门同属脊索动物门。

日本筑波大学下田临海实验中心教授笹仓靖德等研究人员报告说，他们应用转基因技术，让海鞘幼体中枢神经系统的细胞在紫外线照射下发出红光，然后观察海鞘幼体发育为成体的整个过程。他们发现，海鞘幼体中枢神经系统中的一种神经胶质细胞会一直留存到成体中，并在成体中制造神经细胞。

神经胶质细胞具有支持并滋养神经细胞，吸收和调节某些活性物质等作用。哺乳动物的中枢神经系统中存在能分化成神经细胞的干细胞，它们有望用于修复受损的神经。

笹仓靖德指出，海鞘在遗传上与脊椎动物有相近之处，而前者中枢神经系统的细胞只有大约300个。对这类拥有简单中枢神经系统的动物进行研究，有助于人们研究从干细胞分化生成神经细胞的整套机制。

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院