海星

海星

海星是無脊椎動物的一類,非魚類。體扁,星形,具腕,現存1,800種,見於各海洋,太平洋北部的種類最多。輻徑1∼65公分,多數20∼30公分。腕中空,有短棘和叉棘覆蓋。下面的溝內有成行的管足(有的末端有吸盤),使海星能向任何方向爬行,甚至爬上陡峭的面。低等海星取食沿腕溝進入口的食物粒。高等種類的胃能翻至食餌上進行體外消化,或整個吞入。內骨骼由石灰骨板組成。通過皮膚進行呼吸。腕端有感光點。多數雌雄異體,少數雌雄同體;有的可以無性分裂生殖。

基本信息

簡介

海星主要分布於世界各地的淺海底沙地或礁石上,主要以浮游生物為食物。我們對它的生態卻了解甚少,從其外觀和緩慢的動作來看,很難想像出,海星是一種食肉動物,它對海洋生態系統和生物進化還起著非同凡響的重要作用。這也就是它為何在世界上廣泛分布的原因。約1800種類的海星生活在世界上所有的海洋,大西洋,太平洋,印度,北極,南大洋等地區。海星發生在廣泛的深度範圍內的潮間帶至深海(深約6000米)。

海星屬於能迅速再生的動物之一。如果一隻海星的一隻觸手被切斷的話,過一段短時間,海星便能長回觸手,而少數海星切下的觸手本身也會長成一隻海星,具有與蚯蚓、蜥蜴、龍蝦、水螅綱生物、蝸牛和再生力最強大的渦蟲等生物的特點。

分門別類

顯帶目

海星海星
顯帶目(Phanerozonia)的種類有明顯緣板,管足有吸盤,可能無肛門。包括大部分深海種,如信天翁海星(Albatrossasterrichardi)產於6,035公尺(19,800呎)深處。泥海星(Ctenodiscuscrispatus)輻徑約10公分,腕短鈍,體盤寬,黃色,在北部沿岸的泥底中數量多。腕長而較尖,邊緣有棘的北方屬如槭海星屬(Astropecten)、光海星屬(Psilaster)和砂海星屬(Luidia)。多產於印度洋-太平洋的線海星屬(Linckia),由一小塊腕能長成一個新個體。

有棘目

有棘目(Spinulosa)有成簇的棘,管足有吸盤,但叉棘罕見。歐洲多石海底常見駝海燕(Asterinagibbosa)。北方的輪海星屬(Crossaster)和太陽海星屬(Solaster)有許多短腕,體盤較寬。棘輪海星(Crossasterpapposus)有15個腕。鉗棘目(Forcipulata)有帶長柄的雙瓣叉棘,棘具保護或取食作用。在淺水中取食雙殼類的常見的種類,有分布在北歐的紅海盤車(Asteriasrubens),從白令海到朝鮮半島的多棘海盤車(A.amurensis)。北美西海岸的短刺豆海星(Pisasterbrevispinus)長65公分(26吋),為世界上最大的海星之一,取食沙錢海膽等。阿拉斯加到加利福尼亞的多腕葵花海星(Pycnopodiahelianthoides)有15~24個腕。中美的菊海星屬(Heliaster)腕最多達50個。

鉗棘目

鉗棘目(Forcipulata)邊緣板不顯著,叉棘複雜,具剪狀,例如海盤車(Asterias)、翼海星(Pterasteridae)、冠海星(Stephanasterias)。

分布地區

海星海星
海星類分布世界各海,以北太平洋區域種類最多。垂直分布從潮間帶到水深6000米。磁海星科是深海動物,棲息深度不小於1000米。海星生活在各種底質,但軟泥底上很少見。海盤車屬對底質要求不嚴,常隨所攝食的雙殼類的多少而移動。

外形特徵

體徵

海星與海參、海膽同屬棘皮動物。它們通常有五個腕,但也有四六個,體扁平,多呈星形。整個身體由許多鈣質骨板借結締組織結合而成,體表有突出的棘、瘤或疣等附屬物。有的多達50條腕,在這些腕下側並排長有4列密密的管足。用管足既能捕獲獵物,又能讓自己攀附岩礁,大個的海星有好幾千管足。海星的嘴在其身體下側中部,可與海星爬過的物體表面直接接觸。海星的體型大小不一,小到2.5厘米、大到90厘米,體色也不盡相同,幾乎每隻都有差別,最多的顏色有桔黃色、紅色、紫色、黃色和青色等。

體壁與骨骼

海星海星
棘皮動物的體壁由表皮及真皮組成。體壁的最表面是一層很薄的角質層,其內為一層單纖毛的柱狀上皮細胞(monociliatedcolumnarepidermis)。在上皮細胞中夾雜有神經感覺細胞及粘液腺細胞,腺細胞的分泌物可以粘著落於體表的沉渣,再由纖毛掃走。表皮之下是一層神經細胞及纖維層,構成棘皮動物的表皮下神經叢。隨後是真皮層,包括一層很厚的結締組織及肌肉層。肌肉可分為外層環肌和內層縱肌,反口面的縱肌發達,收縮可使腕彎曲。肌肉層之內即為一層體腔膜(peritoneum)。棘皮動物的骨骼由中胚層形成,屬內骨骼,位於體壁的結締組織內。它是由許多分離的不同形狀的小骨片在結締組織的連線下形成的格線狀骨骼,由摻有10%碳酸鎂的鈣鹽組成。小骨片上有穿孔,這樣既可減輕重量,又可增加強度。每個小骨片是由真皮中一個細胞先分泌一個晶體,圍繞晶體再由周圍的細胞分泌及積累鈣鹽形成,因此骨片可隨動物的生長而增大。骨片的大小、形狀及格線的排列都決定於真皮細胞的結構與排列。除了骨片之外,還有一些刺(spine)、叉棘(pedi-cellaria)及棘突束(paxilla)等骨骼成分散布於體表,用以防衛及消除體表的沉積物。其中叉棘有的無柄,有的有柄。叉棘在海盤車及棘鉗目是很普遍的,它們由小骨板組成,呈鉗狀或剪刀狀,藉助於基部的一對對抗肌牽引、控制開閉。有的叉棘在刺的四周成圈排列。顯帶目海星的反口面有分離的傘狀骨片,傘面上有許多可動的刺,這就是棘突束,適用於沙面穴居生活。表皮上除刺、棘之外,還有大量的皮鰓(papulae),它的結構與功能將在呼吸部分敘述。

眼睛

海星沒有特化的眼睛,它每一隻腕足的末端有一個紅色的眼點,這裡可能是它光線的重要感覺區。大多數海星是負趨光性,不喜歡光亮,所以大多在夜間活動。海星雖沒有眼睛,但身上有很多化學感受器,可以察覺水中食物來源,很快找到食物。以海星為例,在此系統中,每個輻射腕內有一主要的管道,且皆和位於口區的管道相連。在多數的海星,位於身體表面的多孔板子與圓形管道相接,或許可讓水流進入並與內的體液相混。由每個主要管道延伸出來,短而位於側面的小管來將水份輸入送到管足。每個管足都有一個壺腹,此為一肌肉質的構造。當壺腹收縮,其內的液體被迫進入管足,使其伸長。管可持續改變其形狀,因水管系統內的液體可藉由肌肉的活動持續不斷地傳入管足中。

棘刺

海星是棘皮動物,它的體表覆蓋有粗糙不平的棘刺,與其他的棘皮動物一樣,例如海尾蛇、沙錢。它們的表皮都猶如荊棘。

體內結構

海星,體無頭,胸,只有口面與反口面之分。它的身體像五角形,呈輻射狀對稱。全身皮膚粗糙,身體表面有許多凸凹不平的“疙瘩”,叫做棘狀突起,是由鈣質的內骨骼突出表麵皮膚而形成的。在扁平可彎曲的五射狀的體盤上,長了5條粗壯的腕,在腕中的中線有步帶溝,溝內伸出數排末端具有吸盤的管足。海星有真正的體腔,由體腔的一部分向體外延伸形成一些管子伸出體外,這種伸長的管子叫管足,是海星的運動、感覺器官。每個管足的未端有一個吸盤,海星利用管足的移動和管足上吸盤的吸力,在海底匍匐爬行和捕捉獵物的。

水管系統

海星每個手腕內部都有水管系統。水管系統連線著管足與入水口。海水在進入水管系統時,部分則通過入水口,部分通過管足。入水口也同樣連線著管足與水管系統。

呼吸系統

海星的呼吸器官是皮鰓。皮鰓是從骨板間伸出的膜狀突起,內面和體腔相通。皮鰓簡單或具分枝,單個分散或集合成皮鰓區。海星的皮鰓可增加呼吸的能力和面積。好像魚在水中憑藉腮來呼吸。

消化系統

海星的口位於在口腔表面的中心,並通過一短食管打開成首先心臟胃,然後,第二,幽門胃。每個手臂還包含兩個幽門盲囊,長的空心管,分支從胃幽門向外。每個幽門盲囊內襯著一系列的消化腺體,它分泌消化酶和從食物中吸收營養。簡要小腸運行從胃幽門的上表面的中心附近的上半身在肛門中打開。海星的身體扁平,所以它的消化系統特別短而直。從口經過極短的食道就通過較寬大的噴門胃,幽門胃,然後經過一段很短的腹到達反口面的肛門。口的周圍有括約肌,可收縮,使口略為大些以吞入稍大的食物。由於海星的消化道極短,容量有限,所以它先是在體外消化分解食物,然後收入體內加以吸收。

神經系統

海星有相當複雜的神經系統,具有分散式的大腦。他們有一個隔行的神經網路被稱為神經叢在於內,以及在下面的,在皮膚上。食管周圍也由一個中央神經環,它傳送到各臂的徑向神經,通常平行於水血管系統的分支。所有這些連線,形成一個大腦。環的神經和橈神經協調海星的平衡性和定向系統。雖然海星沒有太多的感覺輸入定義,他們是敏感的觸摸,光照,溫度,方向,和他們周圍的水的狀態管腳,刺,和pedicellariae上發現海星對觸摸很敏感,而光線的端部上的眼點是光敏感的腳管,尤其是那些在提示的射線,也很敏感的化學品和定位氣味來源如食品中使用這種敏感性。眼點每一個包含一個單眼質量,每個組成的色素上皮細胞回響光和窄的感覺細胞,位於它們之間。每個單眼覆蓋由一個厚,透明的角質層,既保護他們和作為透鏡。許多海星還具有單個感光細胞在自己的身體,並能對光線作出反應,即使他們的眼點覆蓋。

捕食

海星類都是肉食性動物,可以取食各種無脊椎動物,特別是貝類、甲殼類、多毛類、甚至魚類等。其中有的是單食性的,例如許多種類通常僅食雙殼類動物。也有多食或雜食性種類。其取食方式基本上有以下三種:大多數海星類具長可彎曲的腕,管足上具吸盤,多以雙殼類為食,取食時身體位於貝殼上,以兩腕在貝殼兩側吸著,由於管足末端吸盤的真空作用,其拉力足以拉開雙殼類的殼口,海星立刻翻出噴門胃插入殼口內,並分泌消化酶,直到閉殼肌及內臟部分地被消化,貝殼完全張開,再用胃包圍吞嚥食物一同進入口內。一些具短腕、管足上無吸盤的種類,是以較小的動物如小的甲殼類等為食,取食時是整個將食物吞嚥,消化在胃內而不在體外進行。深海生活的種類以纖毛過濾取食,靠纖毛作用將落入體表的沉渣有機物等掃入步帶溝,形成食物索,再送入口內,例如槭海星。又如雞爪海星(Henricia),胃盲囊內有纖毛,靠纖毛的運動幫助抽吸食物入胃。海星類的消化道也呈五輻排列,口位於口面中央,周圍有圍口膜,膜上有環肌及括約肌,調節口的擴大與縮小。口後為食道,很短,隨後進入膨大的胃。胃壁上有水平方向的緊縮,使胃被分隔成近口面的噴門胃(cardiacstomach)和近反口面的較小的幽門胃(pyloricstomach)。取食時噴門胃常外翻,包裹食物後再一同縮回體內。胃壁上有2~10條體腔膜起源的胃帶(gastricligaments),將之連線到骨板上。由幽門胃向各腕伸出一幽門管,進入腕後立刻分為兩支,直達腕的末端。幽門管沿途向兩側分出例管,其周圍有大量腺細胞包圍形成幽門盲囊(pyloriccecvm),它實際上是消化腺,也稱肝臟,具分泌消化酶、吸收及貯藏營養物質的功能。幽門胃後為很短的腸,腸末端直腸周圍有5個直腸盲囊(rectalcecvm),最後以很小的肛門開口在反口面中央。有的種甚至沒有腸,不能消化的食物通常仍由口吐出。消化道的內壁均裹有纖毛上皮,在噴門胃壁上有發達的腺細胞以分泌消化酶,特別是幽門盲囊可以分泌蛋白酶、澱粉酶及脂肪酶。食物可進行部分的體外消化,在胃內主要進行胞外消化,在幽門盲囊中可進行胞內消化。

捕食過程

海星平時在海底緩慢行進或靜伏海底,不動聲色,一旦遇到牡蠣等貝類,就突然躍起,用腕緊緊抓住獵物,接著用其強而有力的吸盤管足把緊閉的貝殼使勁拉開,拉力可達1千克以上,然後用賁門(胃)由口翻出體外,擠入貝殼,包著貝類的身體,分泌消化液,慢慢的消化比它口大數十倍的獵物。吃完獵物,將胃和已消化的食物慢慢由口收回體內,而將貝殼和大量的食物殘渣遺棄在體外。由於海星採用體外消化食物的方式,因此就不愁對付比它口大數十倍的食物了。

捕食對象

海星的主要捕食對象是一些行動較遲緩的海洋動物,如貝類、海膽、螃蟹和海葵等。還會吃珊瑚。海星的消化能力很強,它能將胃從嘴裡吐出來,直接選擇食物,將自己要吃的部分捲住,然後連同胃一起縮進肚子裡。它捕食時常採取緩慢迂徊的策略,慢慢接近獵物,用腕上的管足捉住獵物並將整個身體包住它,將胃袋從口中吐出、利用消化酶讓獵獲物在其體外溶解並被其吸收。海星的食量很大,一隻海盤車幼體一天吃的食物量相當本身重量的一半多。

環境價值

德國萊布尼茨海洋學研究所曾發表公報說,最新研究發現,海星等棘皮動物在海洋碳循環中起著重要作用,它們能夠在形成外骨骼的過程中直接從海水中吸收碳。棘皮動物是生活在海底的無脊椎動物,分為海星綱、海膽綱、蛇尾綱、海參綱和海百合綱等5類,其身影遍布各大洋。研究發現,棘皮動物會吸收海水中的碳,以無機鹽的形式(例如碳酸鈣)形成外骨骼。它們死亡後,體內大部分含碳物質會留在海底,從而減少了從海洋進入大氣層的碳。通過這種途徑,棘皮動物大約每年吸收1億噸的碳。此前已知,燃燒化石燃料產生的溫室氣體進入海洋後,海水酸性會上升,傷害珊瑚礁和貝類。此次研究人員發現,酸性海水對棘皮動物的侵害也非常嚴重,令這類生物無法形成牢固的含鈣外骨骼。

藥用價值

【化學成份】含海星皂素A和B。
【藥理作用】海星皂素能使精子失去活力,並能誘發排卵和排精作用。
【性味】味鹹;性平
【歸經】心;胃;大腸經
【功能主治】解毒散結;和胃止痛。主治甲狀腺腫大;瘰癧;胃痛泛酸;腹瀉中耳炎。
【用法用量】內服:煎湯,20-30g;研末,每次3g。
【各家論述】《中國藥用動物志》:有和胃止痛、制酸、止瀉、鎮靜等功能。主治胃酸過多、胃潰瘍、腹瀉、癲癇等症。

特殊功能

監視器

渾身都是棘皮的海洋動物———海星有著奇特的星狀身體,它盤狀身體上通常有5隻長長的觸角,但看不著眼睛。人們總以為海星是靠這些觸角識別方向,其實不然。美、以兩國科學家的研究發現,海星渾身都是“監視器”。海星緣何能利用自己的身體洞察一切?是的,海星緣何能利用自己的身體洞察一切。原來,海星在自己的棘皮皮膚上長有許多微小晶體,而且每一個晶體都能發揮眼睛的功能,以獲得周圍的信息。科學家對海星進行了解剖,結果發現,海星棘皮上的每個微小晶體都是一個完美的透鏡,已知它的尺寸遠遠小於人類利用現有高科技製造出來的透鏡。海星棘皮中的無數個透鏡都具有聚光性質,這些透鏡使海星能夠同時觀察到來自各個方向的信息,及時掌握周邊情況。在此之前,科學家以為,海星棘皮具有高度感光性,它能通過身體周圍光的強度變化決定採取何種隱蔽防範措施,另外還能通過改變自身顏色達到迷惑“敵人”的目的。科學家說,海星身上的這種不尋常的視覺系統還是首次被發現。科學家預測,仿製這種微小透鏡將使光學技術和印刷技術獲得突破性發展。生態平衡海星是海洋食物鏈中不可缺少的一個環節。它的捕食起著保持生物群平衡的作用,如在美國西海岸有一種文棘海星時常捕食密密麻麻地依附於礁石上的海虹。這樣便可以防止海虹的過量繁殖,避免海虹侵犯其他生物的領地,以達到保持生物群平衡的作用。

再生能力

海星的絕招是它分身有術。若把海星撕成幾塊拋入海中,每一碎塊會很快重新長出失去的部分,從而長成幾個完整的新海星來。例如,沙海星保留一厘米長的腕就能生長出一個完整的新海星,而有的海星本領更大,只要有一截殘臂就可以長出一個完整的新海星。海星的腕、體盤受損或自切後,都能夠自然再生。海星的任何一個部位都可以重新生成一個新的海星。由於海星有如此驚人的再生本領,所以斷臂缺肢對它來說是件無所謂的小事。已知,科學家們正在探索海星再生能力的奧秘,以便從中得到啟示,為人類尋求一種新的醫療方法。科學家發現,當海星受傷時,後備細胞就被激活了,這些細胞中包含身體所失部分的全部基因,並和其他組織合作,重新生出失去的腕或其他部分。因此,某些種類的海星通過這種超強的再生方式演變出了無性繁殖的能力,它們就更不需要交配了。不過大多數海星通常不會進行無性繁殖。

危害防治

主要危害

2007年最新報導,菲律賓2.5萬平方千米的珊瑚礁有一半以上遭到海星大軍的侵襲。海星也很可怕。自2006年以來,中國北方沿海地區突發大量海星,密度高達300個/平方米,高峰期每天在3~5畝海域內能揀捕到海星500多千克。海星主要集中在嶗山、膠州灣、唐島灣和膠南海域,瘋狂地攝食鮑魚、菲律賓蛤仔、扇貝等養殖經濟貝類,一個海星1天能吃掉十幾隻扇貝,食量驚人,給貝類養殖業造成巨大的經濟損失。僅2006年膠南地區因海星災害就導致鮑魚養殖損失達4000餘萬元;2007年僅青島海風水產養殖公司的雜色蛤養殖因海星吞食而損失高達3000餘萬元。據初步統計,自2007年3月份開始,在膠州灣養殖的16萬畝菲律賓蛤仔已有60%遭到海星侵害,受災率達70%~80%,部分海區高達90%,一條60馬力魚船在膠州灣養殖區一天可捕獲海星800~1000千克,養殖漁民損失慘重。

防治方法

控制海星的泛濫,引起了各國政府和專家的高度重視,減少其對貝類養殖的經濟損失已迫在眉睫。在日本,每年都要耗費上百萬資金來控制海星的危害,美國的牡蠣養殖場每年都要花費很大的人力和財力來應對其危害。同時,海星的危害已引起各級政府的高度重視。鑒於海星泛濫對漁業生產帶來的嚴重負面影響,結合當前生產實際,主要探索以下幾方面的研究對策:
1.加強宣傳引導,強化漁民對海星危害的認識。要從科學的角度,做好對漁民的宣傳引導,消除他們的麻痹意識。必要時,採取拖網采捕和人工采捕,在養殖區外圍海底布設地滾籠進行誘捕,並對各種采捕方法進行效果比較研究。由於海星的繁殖能力很強,因此,抓捕的海星要集中進行陸地處理,可用於黏性土壤的改良等,切忌撕碎後再扔回到海里,以防海星再生。海星很危險,千萬不要讓海星繁殖,他像壁虎尾巴一樣會長,一頭可以變成無數條。2.生物防治探索研究海星天敵生物的種類和數量,了解其殺滅海星幼體的作用機理,利用繁殖培育海星天敵的方法來防治海星對養殖貝類的危害,是一種值得提倡的環保方法。3.變廢為寶、變害為利海星黃作為海星的可食部分,富含微量元素、維生素、脂肪等營養物質,可加工利用作為營養、無毒的新型海洋食品原料。近幾年來,海星的藥用價值逐漸被重視,不少海洋藥物企業開發了海星營養素膠囊等產品,對調節人體免疫功能、祛病強身有顯著功效。此外,海星還可曬乾製作農肥以及在沿海旅遊城市將其製成工藝品,從而提高了附加值。海洋科技工作者要大力研究宣傳海星的藥食價值,將科技成果迅速轉化為生產力,輔助企業走海星規模化加工道路,讓人們接受並認可海星對人類的重要貢獻,自覺積極地捕撈海星,使其變廢為寶,變害為利。4.成立相應的海星防治委員會組織專業研究人員對青島沿岸,特別是膠州灣內的海星分布、危害以及發展趨勢進行調查。制訂相應的法律法規,嚴格檢驗檢疫異地進入的船隻,限制攜帶海星幼體的工具載體在不同的海域之間傳輸。5.加強監督檢查,嚴格規範作業行為。清除海星的時間,要根據預警情況而定,並經漁政部門批准後方可實施。使用網具限定為大網目地籠網或海螺拖網,對以清除海星為名違規作業,破壞漁業資源的行為,按有關規定予以重罰。

繁衍後代

海星是生活在大海中的一種棘皮動物,它們有很強的繁殖能力,壽命可達35年。全世界大概有1500種海星,大部分的海星,是通過體外受精繁殖的,不需要交配。雄性海星的每個腕上都有一對睪丸,它們將大量精子排到水中,雌性也同樣通過長在腕兩側的卵巢排出成千上萬的卵子。精子和卵子在水中相遇,完成受精,形成新的生命。從受精的卵子中生出幼體,也就是小海星。所以要讓他們的卵子不能繁殖。有研究者發現,一些海星具有季節性配對的習性,即雄性海星趴在雌性海星之上,五隻腕相互交錯。這種行為被認為與生殖有關,但其真正的功能則尚未被確認。

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