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 无脊椎动物到脊椎动的过渡物种——文昌鱼

  文昌鱼又被称为白氏文昌鱼、蛞蝓鱼、双尖鱼或海矛,是一种珍贵的海洋动物。它的形态结构极为特殊,既有无脊椎动物的特征,又有脊椎动物的特征,是无脊椎动物进化到脊椎动物过渡类型的典型代表,因此受到国内外生物学界的高度重视。我国把它列为国家二级保护动物。文昌鱼是半透明的“鱼形小动物”,是动物进化过程中,从无脊椎动物进化到脊椎动物的过渡类型,被动物分类学家誉为“活化石”。
文昌鱼  文昌鱼盛产我国福建厦门刘五店海滨。作为渔业,名闻世界。其名称与厦门有着不解之缘厦门北刘五店的海面上有个鄂鱼屿,岛上有座古庙叫文昌寺。相传文昌帝君乘鳄渡海,鳄内生蛆,蛆落海中变成这种“鱼形小动物”。最初这一带渔民捕到大量这种“鱼形小动物”。于是便根据古庙名称给它取了个“文昌鱼”的名字。
   文昌鱼的外形古怪有趣,它的体形很小,左右侧扁,两头尖而细,整个身体呈纺锤形,略似小鱼,一般体长只有4~5厘米,最大也不过6.7厘米。但它与鱼类不同,头尚未分化出来,既没有明显的头部,也没有明显的脑和眼、耳、鼻等感觉器官,所以又称为无头类。它身体的前端有1黑色的小斑,称为眼点,可以感觉到光线的强弱,其幼体尤其畏光。前端的腹面正中有1个由薄膜构成的环行口笠,口笠周围有37~45个触须环绕,触须的数目随年龄而增加,触须上有感觉突起,感觉较为灵敏,可以保护口笠并阻止粗物进入口中。文昌鱼没有成对的偶鳍,在身体后端有1个比较宽大的矛状尾鳍,背面沿中线全长有1条由皮肤折叠形成的背褶或背鳍,并与尾鳍紧相连接。尾鳍的腹侧又和它前方的臀前鳍连在一起,这些鳍都是不成对的。在臀前鳍的前面,身体的腹部比较的扁平,所以这部分的横切面略呈三角形。在这部分的左右两侧,有由皮肤下垂形成的褶状物,称为腹褶。腹褶和臀前鳍的交界处,有1个孔,称为腹孔。文昌鱼的分节十分明显,皮肤由单层细胞的表皮和冻胶状结缔组织的真皮构成,有光泽,体表没有鳞,呈半透明的粉红色,可以看到体内左右交替的长有呈“V”形平行排列的63~66个稍透明的肌节,左右交叠。这些肌节的数目是文昌鱼分类上的重要特征之一。
文昌鱼??? 文昌鱼产于我国福建、台湾、广西、广东、海南、山东和河北沿海地区的浅海中,尤以福建厦门刘五店最为有名。在国外,还见于日本、菲律宾、印度尼西亚、印度、斯里兰卡和非洲东部等地。
??? 脊椎动物包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类,根据不同地层中发现的化石,以及比较解剖学和胚胎学方面的研究结果,都可以推断脊椎动物是由无脊椎动物进化而来的。但由于缺少坚硬内骨骼的动物不易形成化石保存在地层中,所以至今未能找到无脊椎动物与脊椎动物之间的过渡类型的化石证据。幸运的是,现生动物文昌鱼不论在生活习性、胚胎发育、外部形态和内部结构等方面,都既具有某些无脊椎动物的特征,又具有某些脊椎动物特征的雏形,因而是介于两者之间的过渡类型,填补了两者之间的空白,成为整个生物进化史上一个不可缺少的一个“桥梁”。对此,生物进化论的创始人达尔文认为:“这是一个最伟大的发现,它提供了揭示脊椎动物起源的钥匙。”
??? 文昌鱼的脊索、神经管、咽鳃、中胚层、体腔等的形成过程,都与脊椎动物相似,而一些内脏(如肾管、生殖腺等)的结构,又与无脊椎动物相似,所以研究它的内部结构,以及胚胎发育各阶段的情况,对于理解和说明动物系统发育中的若干基础理论方面的问题,具有很大的启发作用。
文昌鱼??? 文昌鱼终生具有脊椎动物的祖先-----脊椎动物的三个主要特征,即脊索、背神经管和咽鳃裂,而且都表现得很典型;而在现生脊椎动物中,这些器官只是在胚胎或幼体中出现,到成体完全消失,由新的器官代替或分化成更高级的器官。文昌鱼没有骨质骨骼,脊索是它的全身支柱。它的脊椎呈圆棒状,外面有脊索鞘包围,两头尖,位于背侧,从头到尾纵贯全身,并略前伸于脊髓,因此文昌鱼又被称为头索动物。脊索是原始的中轴骨骼,在脊椎动物的成体中被由脊椎骨组成的脊柱所代替。无脊椎动物神经系统的中枢部分索状,位于消化道的腹侧,而脊椎动物的背神经已明显分化为脑和脊髓两部分。文昌鱼则具有原始的中枢神经系统,为1条长长的管状物,位于背侧的脊索下面,所以称为背神经管。背神经管的分化程度很低,前端管腔略微膨大,称为脑泡,是脑的雏形,其它部分相当于脊髓,但两者没有明显的区别,在神经管上已有神经分出。无脊椎动物身体各处的肌肉组织的厚薄是一样的,而文昌鱼由于具有脊索和背神经管,所以分布在身体两侧是较薄的侧肌,背部侧肌较厚,但肌肉层外部的皮肤仅有表皮和不明显的真皮两层,而脊椎动物的皮肤是多层的。文昌鱼的循环系统属于闭管式,血液沿着有真正管壁的血管流到身体各处,这与脊椎动物中鱼类的血循环很相似,但还比较原始,心脏还没有形成,仅具有能搏动的腹大动脉,血液也没有颜色。文昌鱼的消化系统有口、咽喉、肠和肛门,咽部约占消化管全长的1/3,肠仅为1条未分化的直管,肛门位于身体左侧,尾鳍下叶中央的稍前方,几乎与尾鳍上叶的起点相对。在消化管的前端从腹侧向前方伸出1个肝盲囊,能分泌消化液,与脊椎动物的肝脏相当。咽的两侧有咽鳃裂,数目很多,而且会随年龄的增长而增多。咽的内壁具有纤毛、背板、内柱等构造,水流入口时可以进行呼吸和摄食,然后经鳃裂进到围鳃腔,再从腹孔排出体外。文昌鱼的排泄器官既与无脊椎动物多毛类、扁形动物等的排泄器官相近,又类似于脊椎动物胚胎期的原肾,包括1组肾管,一般为90~100对,位于咽壁背方的两侧,可以收集废物,排入围鳃腔中。此外,在咽部后端背方的左右,有1对称为褐色漏斗的构造,可能也有排泄的功能。
??? 文昌鱼虽然雌雄异体,但在外形上很难区别,生殖腺常沿体壁成对排列,左侧24~27个,右侧25~29个,由腹腔向围鳃腔的两侧突入。它已具备原始激素系统调控其生殖活动,精子和卵子成熟以后,便随水流从腹孔排到体外,在水中受精发育。雌性一般在6~7月间第一次产卵,12月初第二次产卵。产卵多在午后日落进行,受精卵在次日上午即发育成能自由游动的幼体,这时鳃裂的数目尚少,没有围鳃腔。3个月后长成成体,但性腺成熟则要1年后才能发育完全。
文昌鱼??? 文昌鱼对自然环境的要求十分严格,要求海水的透明度较高,水质清洁,水深为5~10米,酸碱度在8.1~8.2之间,最适盐度为1升海水中含24~29克盐,最适宜的水温为12~30.5℃。有大量淡水流入的河口,酸度较高的海底污泥等环境,都会使其死亡。
   文昌鱼生活在水中,形状像鱼,又有“鱼”之称,但是不是鱼呢?通常意义上所指的鱼是用鳃呼吸,用鳍游泳,终生栖息在水中变温脊椎动物,身体分为头,躯干和尾三部分,大多数鱼类有鳔和侧线,并有鳞波于皮肤外部,鳍是主要的运动和平衡器官,特别是偶鳍是鱼所特有的,相当于陆生动物的四肢,而文昌鱼没有头和躯干之分,没有像鱼那样的偶鳍,没有脊椎,也没有鳞,所以文昌鱼似鱼而非鱼,命名为脊椎动物门,头索动物亚门一种。
  文昌鱼身体的外形虽然有利于在水中运动,但不像鱼类那样善于游泳。因为它没有尾鳍,不能使身体平衡,也不能随意转弯,游泳时便只能依靠扭动身体和尾巴。平时喜欢栖息于浅海粗松的含有贝壳碎片或棘皮动物碎骨片的沙地上,把身体埋藏在沙粒中,仅露出头部准备随时摄取硅藻和微小的浮游生物等食物,在夜间尤为活跃。当一个地方的食物吃尽以后,它会借助身体的左右摆动游到另一个适宜的地方,钻入沙中,摆好姿势,继续其摄食活动。有趣的是它对沙的质地也有选择,要求有较多的粗沙和少量的细沙,因为带有淤泥的细沙地比较的硬,钻不进去,另外细沙也会阻碍它的呼吸。
??? 文昌鱼在分类上隶属于脊索动物门、头索动物亚门、头索纲、文昌鱼科。
??? 头索动物的分部较为广泛,除文昌鱼外,其它头索纲动物还见于美国、德国、瑞典、英国、法国等地,但这些地方分布的数量极少,而且都生活在较深的海域之中,一般常在水下20~60米左右。
??? 文昌鱼虽小,但没有骨质骨骼,肉味十分鲜美,是名贵的海味,早已享誉世界。我国文昌鱼资源量和产量均居世界首位,主要产地是厦门。1956年厦门刘五店的产量曾达280吨。但是,随着高集海堤的兴建以及大面积的海涂围垦,改变了海域的水动力条件,使文昌鱼赖以生存的砂质沉积环境遭到了严重的破坏。此外,拦河筑坝、浅海滩涂牡蛎养殖业的大发展、海底大量取沙、近海污染和酷渔滥捕等因素,也加剧了文昌鱼生存环境的恶化。使举世闻名的文昌鱼产地刘五店的资源日益枯竭,文昌鱼已处于濒危状态。
??? 所幸的是,近年来在厦门的黄厝和小嶝岛海区又发现了文昌鱼的栖息地,表明厦门仍是我国文昌鱼的重要产地。1991年,当地政府建立了面积为5000公顷的厦门文昌鱼自然保护区,以免重蹈刘五店文昌鱼资源被破坏的覆辙。