棘皮動物怎麼進化為頭索動物

⑴ 如何從棘皮動物的系統發育理解棘皮動物的進化地位

海參屬於棘皮動物，是其中體型與形態最為特殊的種類，並且處於從無脊椎向脊椎動物分化的獨特進化地位，也是國內外重要的海產經濟物種。

研究人員介紹，作為海參的近親，海膽具有顯著、發達的外骨骼，而海參外觀柔軟，骨骼退化為細小的桌形體，基因組解析發現它們都具有相對完整的骨骼發育通路，而不同之處在於海膽的礦化基因為31個，海參縮減為7個，而且海參礦化基因在發育過程中低表達，這才是其骨骼顯著退化的根本原因。

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強大的再生潛能是棘皮動物最顯著的特徵之一，該研究利用多組學方法揭示了海參超強再生能力的分子機制，這種海參在強烈環境脅迫下可以將體內內臟幾乎全部排出體外，當環境適宜後，可在2～3周重新長出功能完善的內臟器官。

研究揭示了海參特有的由11個基因串聯重復組成的基因簇和顯著擴張成簇的基因，是海參具有超強再生能力的根本原因之一。據介紹，該研究為組織器官再生機制與再生醫學應用、棘皮動物進化等研究提供了範式，也為海參遺傳選育提供了完整、重要的理論基礎，得到國家863計劃、中國科學院先導專項、國家自然科學基金、鰲山科技創新計劃項目的資助。

⑵ 棘皮動物是怎樣進化到原始魚類的，有化石證據嗎

棘皮動物
棘皮動物（echinoderm）
棘皮動物門(Echinodermata)海洋無脊椎動物。特徵為外皮堅硬多刺，已鑒定的已逾21綱，現存的種類包括海百合綱(Crinoidea;如海百合、海羊齒)、海星綱(Asteroidea;如海盤車、海燕)、蛇尾綱(Ophiuroidea;如陽遂足、刺蛇尾)、海膽綱(Echinoidea;如海膽)和海參綱(Holothurioidea;如海參)及Concentricycloidea綱，有6,000多種。化石種約13,000種。廣泛分布於各海洋，從潮間帶到最深的海溝。骨骼由無數碳酸鈣骨片組成，可作很好的指示化石。體腔的一部分形成水管系，內充滿液體，向體表外伸出像觸手樣的構造，有運動、取食、呼吸和感受刺激的作用。現存種呈明顯五輻射對稱外觀，掩蓋了其兩側對稱的基本體形。棘皮動物的形狀、大小和顏色很不同，有的呈鮮艷的紅、橙、綠和紫色。小的數公分，大的如海參有長2公尺的，海星直徑有達1公尺(約3.3呎)的。海百合化石最大，長度超過20公尺(66呎)。
多數種類雌雄異體，一般有性生殖。精子和卵排入水中受精。生殖季節多數在春夏季，持續一或兩個月，但有幾種能全年繁殖。受精卵的發育途徑不同。卵黃少的小卵發育成幼蟲，成為浮游生物的一部分，經一段時期的攝食，變成幼棘皮動物，定居水底。大型卵有較多的卵黃，發育為一浮游性幼蟲，但在最終變為幼棘皮動物前以本身卵黃為養料，不取食小生物。具浮游功能階段的發育為間接發育。含大量卵黃的大型卵可不經幼蟲期直接發育成幼棘皮動物，為直接發育。卵經多次分裂發育為原腸胚，一端凹入形成原腸。棘皮動物與脊椎動物及某些無脊椎動物相似處為∶其胚孔將來是肛門的位置，口位於與胚孔相對的身體的另一端。從原腸形成一對中空的囊，以後發育成體腔和水管系。
原腸胚發育成一個基本的幼蟲型，即兩側對稱的兩側囊幼蟲。在身體兩側、口和肛門的前方有一條纖毛帶。各綱棘皮動物的幼蟲(耳狀幼蟲、羽腕幼蟲和長腕幼蟲)都是這一基本型的變型。海參對稱幼蟲的纖毛帶像人耳，故名耳狀幼蟲。海星的對稱幼蟲為羽腕幼蟲，它有兩條纖毛帶，一條在口前方，另一條在口後方，並圍繞身體的邊緣。海膽和蛇尾的幼蟲較高等而復雜，形狀近似，統稱長腕幼蟲，像倒置的畫架。海膽(長腕)幼蟲和蛇尾(長腕)幼蟲通常有4對腕。海百合無兩側囊體期，有一樽形幼蟲。其他類群也可能有樽型幼蟲，例如海參的耳狀幼蟲後有樽形幼蟲發育期；但有些種類無此幼蟲。大多數幼蟲小，不超過1公釐(0.04吋)長，但海參(sea cucumber)幼蟲有的長15公釐(0.6吋)，某些海星的羽腕幼蟲可超過25公釐(0.9吋)。經數天到數周的浮游生活，幼蟲經復雜的變態，最後形成幼棘皮動物。由於形成5條水管，輻射對稱取代了兩側對稱。海百合和海星的幼蟲在變態前先附到水底，而海參、海膽和蛇尾，在浮游生活時變態，形成幼棘皮動物後才沉到海底。平均壽命約4年，有的長達8或12年。生長率多取決於食物的多少和水的溫度。
棘皮動物再生能力強，海星只要體盤連著一條腕，就能長成新個體。某些海參在受攻擊或環境不好時，能驅出其內部器官，數周內長出新內臟。海百合用腕溝中管足產生的黏液網捕食浮游生物。腕張開，對著水流，小動物由於纖毛和管足的運動順溝送入口內。海星綱的許多種類掠食性，捕捉貝類，甚至其他海星；另有些種類吞食泥沙。有的取食時胃翻出，包住食物進行部分體外消化，再縮回到體內消化。大多數蛇尾取食浮游的或底棲的小生物，由腕和管足捕捉，送入口內。腕分支十分復雜的蛇尾的取食情況，可能類似海百合。
最原始的所謂正形海膽雜食或植食性，它們堅硬的齒從石上刮食藻類或其他小生物，或吃海草。較高等的海膽無齒，穴居，以刺和管足把小生物送入口內。有些海參附在表層，以分支的黏觸手捕食浮游生物，有的從海底尋食，用觸手送入口內。許多海參吞食泥沙，消化有機質。棘皮動物身體的外層細胞至少可以從溶解在海水中的有機質獲得相當數量的營養物。
少數種類有重要經濟價值，熱帶的幾種大型海參可作為人的食品，尤其在東方。歐洲、地中海地區、智利等以海膽的成熟性腺為美餚。熱帶有的海參有毒素，能使許多動物致死。太平洋島嶼土著用從海參組織浸出的毒水殺死魚。但海參素似乎對人無毒，事實上還能降低某些腫瘤的生長率，可能在醫葯上有用。有害方面如海星捕食牡蠣，造成損失。加利福尼亞沿岸海膽吃掉有經濟價值的海草幼苗，以致使它們無法成長。海星在太平洋和印度洋某些地方破壞珊瑚礁。
生物學家將海星、海膽、沙錢和海參都歸為棘皮動物。棘皮動物是生活在海底、身體呈輻射對稱的無脊椎動物。棘皮動物的意思就是它們的表皮猶如荊棘一般。起名字的由來可能是因為大多數這類動物的外表皮都由棘狀的內骨骼（endoskeleton）支撐，內骨骼由含鈣的盤狀物組成。棘皮動物是一種高級的無脊椎動物，具有與其他無脊椎動物外骨骼不同的、由中胚層分泌的內骨骼，並有司呼吸及運動的水管系統，體腔明顯，幼年期兩側對稱，成年期則多為輻射對稱。體不分節，無頭部，體表具瘤粒或棘刺，故名棘皮動物。現生的海星、海膽、海參等都屬本門動物。
棘皮動物的內骨骼多為一球形、梨形、瓶形、薄餅形、或星形的鈣質殼，殼由許多骨板組成。殼上有口、肛門、水孔等。並有五條自口向外輻射對稱排列的步帶，步帶之間為間步帶。有的且有由許多骨板組成的莖及腕。殼及莖等均易保存化石。
棘皮動物門Echinodermata分為：海扁果Homalozoa亞門，海百合Crinozoa亞門，海星Asterozoa亞門，海膽Echinozoa亞門四個亞門。棘皮動物全部是海生，從潮汐帶到深水區皆有分布，固著海底或游移生活。
化石自寒武紀即有發現，以海膽亞門的海膽綱、海百合亞門的海林檎綱，海蕾綱、海百合綱等最重要。中國的棘皮動物化石很豐富，古生代和中、新生代海相地層中都有發現，其中很多是標准化石。
棘皮動物是生活在海洋里不太活動的一類動物。它們的成體是輻射對稱的，但幼蟲時期是左右對稱的。棘皮動物的輻射對稱是在進化過程中，長期適應固著的生活方式，由左右對稱的形式演變而來的，這是次生性的輻射對稱。棘皮動物有由中胚層產生的內骨骼，埋在外胚層的表皮下面，常向外突出成棘，這和高等動物骨骼的發生相似。上述這些特點說明了棘皮動物與脊索動物有很多的相似之處，說明脊索動物是從無脊椎動物進化來的。
棘皮動物
一.棘皮動物門的特徵
1.身體輻射對稱,且大多為五輻對稱.
2.次生體腔發達.
3.體壁由上皮和真皮組成.
上皮:單層細胞
真皮:結締組織,肌肉層,內骨骼(中胚層形成),體腔上皮.
內骨骼差別很大:如極微小(海參);形成骨片呈一定形式排列(海星等);骨骼完全癒合成完整的殼(海膽類).內骨骼常突出體表,形成刺或棘,故稱棘皮動物.
4.有獨特的水管系和管足.
水管系和管足是次生體腔的一部分特化形成的一系列管道組成,有開口與外界相通,海水可在其中循環.管足有運動,呼吸,攝食的功能.
4.運動遲緩,神經和感官不發達.
雌雄異體,個體發育中有各型的幼蟲(如羽腕幼蟲,短腕幼蟲,海膽幼蟲等)
6.全部生活在海洋中.
棘皮動物的內骨骼 棘皮動物的石灰質骨骼是由中胚層形成的，與脊椎動物的骨骼來源相同，因此是內骨骼。內骨骼主要起到支持身體的作用。這與原口動物的由外胚層分泌形成的主要起保護作用的外骨骼不同。棘皮動物的內骨骼有的形成了許多骨板，互相鑲嵌在一起；有的形成突出的棘，如海膽；有的骨板之間靠肌肉或軟骨的作用，互相連絡著，因此是比較活動的，肌肉腐爛後這些骨板也就散開，如海盤車、蛇尾等；有的只形成了許多小骨片，沒有形成較大的骨板，如海參。
棘皮動物的消化系統 棘皮動物的消化系統可分成兩類：一類是囊狀的，如海盤車、蛇尾；另一類是長管狀的，如海膽、海參。囊狀的消化管有的沒有肛門，如蛇尾；有的有肛門而不用，如海盤車，因此消化後的殘渣仍由口吐出來。管狀的消化管比較長，一般在體內盤曲著，有肛門。口附近有收集食物的器官，如海參的觸手。海參的排泄腔有向體腔突出呈樹狀的結構，有呼吸和排泄的作用，叫呼吸樹。
棘皮動物的水管系統 棘皮動物體腔的一部分形成了水管系統。它是由圍在口周圍的環水管和由環水管發出的5條輻水管構成的。在輻水管上分出成對的小管，與管足相通。管足一端是，收縮可將水壓入管足中，使其伸長，若擴張則會使管足縮短。管足末端有吸盤，可吸附在固體物上，海盤車靠管足進行運動。管足除運動外，一般還有呼吸和排泄的功能。環水管上有一條含石灰質的石管，和篩板相連，篩板上有許多小孔，水管系統中的水通過篩板而和外界相通。
身體表面有許多棘狀突起的一類海產動物。身體不分節，形狀多樣，有星形、球形、圓筒形或樹枝狀的分支等。現代海洋中仍存活的海星、海膽、海參、海百合等都是棘皮動物。
它們的身體由定數或不定數鈣質骨板組成球形、梨形、心形或星形的殼體。殼體的骨板是由中胚層產生的內骨骼，不同於其他無脊椎動物的外骨骼。骨板外面附以堅韌的肉質皮膜，骨板和皮膜上均具有棘刺或突瘤，這便是棘皮動物名稱的由來。內臟器官包藏在殼體內部。殼體有口孔、肛孔等開口。棘皮動物雌雄異體，行有性生殖，成體多五輻對稱，少數不具五輻對稱。棘皮動物最早生活於早寒武世。經歷了二疊紀的生物絕滅事件之後，中生代的腹足類以中腹足目為主，侏羅紀和白堊紀較為繁盛，新生代是腹足類全盛時期，具水管溝的肉食新腹足目和肺螺亞綱於第三紀時大量輻射。

⑶ 動物起源及進化的歷程是怎樣的

一、無脊椎動物的演化歷程
地球上最早的動物是單細胞的原生動物。
多細胞動物是由原始的單細胞動物演變而來的。一般認為多細胞動物起源於原始的鞭毛蟲類，因為它們有許多種類表現出向多細胞狀態發展的傾向，如團藻、空球藻等。
低等多細胞動物有多孔動物和腔腸動物。它們具有內外兩胚層。內胚層是由囊胚細胞內陷或移入形成。在多孔動物，內胚層圍的原腸腔不具有消化能力，只有細胞內消化，被認為是進化過程的側生動物；而在腔腸動物，原腸腔即消化循環腔，原腸胚的開口則成為將來的口。腔腸、扁形、原腔、環節、軟體、節肢動物等各門動物都為原口動物。
扁形動物是無體腔的三胚層動物，環節動物、軟體動物在個體發育上都有擔輪幼蟲期，被認為是由原始的擔輪動物祖先演變而來的。
節肢動物和環節動物有許多共同特點，如相似的體形，兩側對稱，分節現象，鏈狀神經系統，因此節肢動物被認為是由古代的環節動物演變而來的。
在棘皮動物、半索動物和脊索動物，它們的口是在原口的相對的一端發生的，原口封閉為肛門，而在相對的一端發生口，故稱為後口動物。
後口動物中棘皮動物雖體呈輻射對稱，但幼體是兩側對稱的，這說明其祖先仍然是兩側對稱的動物。棘皮動物的幼蟲和半索動物的幼蟲很相似，這說明兩者的親緣關系。
二、脊椎動物的演化
從進化的過程和規律看，脊椎動物應該是從無脊椎動物演化而來的，其間一定具有許多中間類型的階段。由於無脊椎動物沒有堅硬的骨骼，所以只有從比較解剖學和比較胚胎學方面的材料來尋找演化的線索。
脊椎動物個體發育過程中具有脊索、咽腮裂和背神經管，因此脊椎動物與原索動物有著共同的祖先，即原始無頭類，推測可能發生在寒武紀。原始無頭類演化出前端具有腦、感官和頭骨的原始有頭類，即成為脊椎動物的祖先。而尾索動物和頭索動物可能是原始無頭的兩個特化分支。
脊椎動物的演化可以分為三個階段：水中的演化；從水中到陸地的演化——兩棲類、爬行類的演化；鳥類和哺乳類的演化。
（一）魚類的起源和演化

原始有頭類可分為兩支：一支比較原始，無上下頜，如出現於古生代奧陶紀的甲胄魚，興盛於志留紀和泥盆紀，它們的身體外被笨重的骨甲，由於不能很好地適應，不久就被淘汰。現存的只有七腮鰻和盲鰻等少數，由於無上下頜，只好過著半寄生的生活。
另一支產生了上下頜，能主動的生活，成為了魚類的祖先。
最早的原始有頜魚類是盾皮魚類，出現於古生代的志留紀，興盛於泥盆紀。其特徵是體小，梭形，外被有堅厚斜方形鱗片，內骨骼為軟骨，歪尾形。在志留紀及泥盆紀，尚分化出原始軟骨魚類，如裂口鱉，形狀似現代鯊魚，體被盾鱗，歪尾形，它們是現代鯊魚的始祖。

由古軟骨魚類演化為原始的硬骨魚類。它們可能是志留紀後期與棘魚類近似的種類演化來的。原始的硬骨類一支進化為輻鰭亞綱，一支進化為總鰭亞綱和肺魚亞綱。古代鰭亞綱以鱈總目的魚類為代表。中生代空棘目的水神魚，被認為是總鰭亞綱的活化石。雙鰭肺魚可認為是肺魚亞綱的祖先。

（二）兩棲類、爬行類的起源和進化
從水棲生活轉入陸棲生活，因古總鰭魚類具有內鼻孔，偶鰭的結構和五趾型的四肢相似，以後由於環境的變化，逐漸變為原始的兩棲類。蚓螈為現代無尾目的祖先，而另一支殼椎類的兩棲類，演化為現代的有尾目和無足目。
爬行動物是石炭紀末期由古代迷齒亞綱的始椎類兩棲動物發展而來的。蜥螈（或稱西蒙龍）有古代兩棲類的許多特徵，如頸部不明顯，但其枕骨髁、脊柱和附肢骨與爬行類相似，可以算是兩棲類和爬行類之間的類型。杯龍類似乎是爬行類祖先的基幹，所以的各類爬行動物直接或間接的為杯龍類的後裔。
（三）鳥類、哺乳類的起源和演化
鳥類和爬行類在形態上有許多相似的地方，如皮膚乾燥，缺乏腺體，羽毛和鱗片同源，頭骨都有一個枕骨髁，產大型的羊膜卵，體內受精等，可以說明其間的親緣關系。化石始祖鳥全身被羽，前肢為翼，但尾長，指端具爪，具齒，這些特徵，可進一步說明鳥類是從爬行類進化來的。不具齒的今鳥亞綱的鳥類可以按是否具有龍骨而分為平胸類和突胸類，企鵝類是早期突胸類的一支。

哺乳類的起源比鳥類早，是在古生代由原始爬行動物演化而來的。哺乳類的祖先是爬行類的獸齒類，這類動物的牙齒都是三椎齒結構，並有了分化，以後的哺乳動物的牙齒都是在這個基礎上發展起來的。其一支發展成現代的原獸亞綱，一支發展成後獸亞綱和真獸亞綱。古食蟲目是類似小型鼠類的哺乳動物，在白堊紀，其經輻射發展為現代哺乳動物的多數目和原始猴類。

總之，生物的進化歷程可以概括為：
由簡單到復雜，
由低等到高等，
由水生到陸生。

⑷ 動物進化歷程是什麼

（1）我們先來看無脊椎動物的進貨歷程。從結構上看，最低等、最原始的無脊椎動物是原生動物，由單細胞的原生動物進化到多細胞的腔腸動物；由二胚層的腔腸動物進化到三胚層的扁形動物；線形動物出現了肛門；環節動物出現了真正的體腔；節肢動物是真正適應了陸地生活的無脊椎動物。在這個過程中，動物的結構越來越復雜，逐漸出現了組織的分化，出現了器官和系統，生活環境逐漸從水中到陸地。
（2）在無脊椎動物中有一類叫做棘皮動物，海星、海參、海膽都是這一類動物。由原始的棘皮動物進化成了原始的脊椎動物。
提問：我們學過的脊椎動物有幾個綱？
脊椎動物是高等動物，地球上最早出現的脊椎動物是古代的魚類。古代的魚類生活在水中，後來由於地球氣候變化，湖水、池塘等乾涸，古代魚類中的總鰭魚類，經過漫長的歲月，演變成原始的兩棲類。
兩棲動物是最早登上陸地的脊椎動物，但是，兩棲動物還沒完全擺脫水的束縛，必須在水中產卵、孵化以及渡過幼體階段。
原始的兩棲動物逐漸進化成為原始的爬行動物。爬行動物在陸地上產卵、孵化，完全擺脫了水的限制，成為真正的陸生動物。陸地生活環境的復雜多變，為動物的進化提供了新的生態環境和適應方向，原始的爬行動物向各個方向分化和發展，分別進化為原始的鳥類和哺乳類。
小結：由此看來，與植物的進化歷程一樣，動物也是由單細胞到多細胞，從簡單到復雜，從低等到高等，從水生到陸生進化。
（3）由此我們可以總結出生物的進化規律：由簡單到復雜，由低等到高等，由水生到陸生。
三人類的出現：在生物進化的歷程中，人類是生物進化到更高階段的產物，那麼人究竟是由哪類古生物進化來的呢？
與所有哺乳動物一樣，人體也具有恆溫、胎生、哺乳等哺乳動物的基本特徵。這說明了人類與哺乳動物有著較近的親緣關系。在生物分類中，人類屬於脊椎動物門、哺乳綱、靈長目、人科、人屬、人種。在靈長目中，除人科外，還有猴科、長臂猿科、類人猿科等。