棘皮动物怎么进化为头索动物

⑴ 如何从棘皮动物的系统发育理解棘皮动物的进化地位

海参属于棘皮动物，是其中体型与形态最为特殊的种类，并且处于从无脊椎向脊椎动物分化的独特进化地位，也是国内外重要的海产经济物种。

研究人员介绍，作为海参的近亲，海胆具有显着、发达的外骨骼，而海参外观柔软，骨骼退化为细小的桌形体，基因组解析发现它们都具有相对完整的骨骼发育通路，而不同之处在于海胆的矿化基因为31个，海参缩减为7个，而且海参矿化基因在发育过程中低表达，这才是其骨骼显着退化的根本原因。

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强大的再生潜能是棘皮动物最显着的特征之一，该研究利用多组学方法揭示了海参超强再生能力的分子机制，这种海参在强烈环境胁迫下可以将体内内脏几乎全部排出体外，当环境适宜后，可在2～3周重新长出功能完善的内脏器官。

研究揭示了海参特有的由11个基因串联重复组成的基因簇和显着扩张成簇的基因，是海参具有超强再生能力的根本原因之一。据介绍，该研究为组织器官再生机制与再生医学应用、棘皮动物进化等研究提供了范式，也为海参遗传选育提供了完整、重要的理论基础，得到国家863计划、中国科学院先导专项、国家自然科学基金、鳌山科技创新计划项目的资助。

⑵ 棘皮动物是怎样进化到原始鱼类的，有化石证据吗

棘皮动物
棘皮动物（echinoderm）
棘皮动物门(Echinodermata)海洋无脊椎动物。特征为外皮坚硬多刺，已鉴定的已逾21纲，现存的种类包括海百合纲(Crinoidea;如海百合、海羊齿)、海星纲(Asteroidea;如海盘车、海燕)、蛇尾纲(Ophiuroidea;如阳遂足、刺蛇尾)、海胆纲(Echinoidea;如海胆)和海参纲(Holothurioidea;如海参)及Concentricycloidea纲，有6,000多种。化石种约13,000种。广泛分布于各海洋，从潮间带到最深的海沟。骨骼由无数碳酸钙骨片组成，可作很好的指示化石。体腔的一部分形成水管系，内充满液体，向体表外伸出像触手样的构造，有运动、取食、呼吸和感受刺激的作用。现存种呈明显五辐射对称外观，掩盖了其两侧对称的基本体形。棘皮动物的形状、大小和颜色很不同，有的呈鲜艳的红、橙、绿和紫色。小的数公分，大的如海参有长2公尺的，海星直径有达1公尺(约3.3呎)的。海百合化石最大，长度超过20公尺(66呎)。
多数种类雌雄异体，一般有性生殖。精子和卵排入水中受精。生殖季节多数在春夏季，持续一或两个月，但有几种能全年繁殖。受精卵的发育途径不同。卵黄少的小卵发育成幼虫，成为浮游生物的一部分，经一段时期的摄食，变成幼棘皮动物，定居水底。大型卵有较多的卵黄，发育为一浮游性幼虫，但在最终变为幼棘皮动物前以本身卵黄为养料，不取食小生物。具浮游功能阶段的发育为间接发育。含大量卵黄的大型卵可不经幼虫期直接发育成幼棘皮动物，为直接发育。卵经多次分裂发育为原肠胚，一端凹入形成原肠。棘皮动物与脊椎动物及某些无脊椎动物相似处为∶其胚孔将来是肛门的位置，口位于与胚孔相对的身体的另一端。从原肠形成一对中空的囊，以后发育成体腔和水管系。
原肠胚发育成一个基本的幼虫型，即两侧对称的两侧囊幼虫。在身体两侧、口和肛门的前方有一条纤毛带。各纲棘皮动物的幼虫(耳状幼虫、羽腕幼虫和长腕幼虫)都是这一基本型的变型。海参对称幼虫的纤毛带像人耳，故名耳状幼虫。海星的对称幼虫为羽腕幼虫，它有两条纤毛带，一条在口前方，另一条在口后方，并围绕身体的边缘。海胆和蛇尾的幼虫较高等而复杂，形状近似，统称长腕幼虫，像倒置的画架。海胆(长腕)幼虫和蛇尾(长腕)幼虫通常有4对腕。海百合无两侧囊体期，有一樽形幼虫。其他类群也可能有樽型幼虫，例如海参的耳状幼虫后有樽形幼虫发育期；但有些种类无此幼虫。大多数幼虫小，不超过1公厘(0.04吋)长，但海参(sea cucumber)幼虫有的长15公厘(0.6吋)，某些海星的羽腕幼虫可超过25公厘(0.9吋)。经数天到数周的浮游生活，幼虫经复杂的变态，最后形成幼棘皮动物。由于形成5条水管，辐射对称取代了两侧对称。海百合和海星的幼虫在变态前先附到水底，而海参、海胆和蛇尾，在浮游生活时变态，形成幼棘皮动物后才沉到海底。平均寿命约4年，有的长达8或12年。生长率多取决于食物的多少和水的温度。
棘皮动物再生能力强，海星只要体盘连着一条腕，就能长成新个体。某些海参在受攻击或环境不好时，能驱出其内部器官，数周内长出新内脏。海百合用腕沟中管足产生的黏液网捕食浮游生物。腕张开，对着水流，小动物由于纤毛和管足的运动顺沟送入口内。海星纲的许多种类掠食性，捕捉贝类，甚至其他海星；另有些种类吞食泥沙。有的取食时胃翻出，包住食物进行部分体外消化，再缩回到体内消化。大多数蛇尾取食浮游的或底栖的小生物，由腕和管足捕捉，送入口内。腕分支十分复杂的蛇尾的取食情况，可能类似海百合。
最原始的所谓正形海胆杂食或植食性，它们坚硬的齿从石上刮食藻类或其他小生物，或吃海草。较高等的海胆无齿，穴居，以刺和管足把小生物送入口内。有些海参附在表层，以分支的黏触手捕食浮游生物，有的从海底寻食，用触手送入口内。许多海参吞食泥沙，消化有机质。棘皮动物身体的外层细胞至少可以从溶解在海水中的有机质获得相当数量的营养物。
少数种类有重要经济价值，热带的几种大型海参可作为人的食品，尤其在东方。欧洲、地中海地区、智利等以海胆的成熟性腺为美肴。热带有的海参有毒素，能使许多动物致死。太平洋岛屿土着用从海参组织浸出的毒水杀死鱼。但海参素似乎对人无毒，事实上还能降低某些肿瘤的生长率，可能在医药上有用。有害方面如海星捕食牡蛎，造成损失。加利福尼亚沿岸海胆吃掉有经济价值的海草幼苗，以致使它们无法成长。海星在太平洋和印度洋某些地方破坏珊瑚礁。
生物学家将海星、海胆、沙钱和海参都归为棘皮动物。棘皮动物是生活在海底、身体呈辐射对称的无脊椎动物。棘皮动物的意思就是它们的表皮犹如荆棘一般。起名字的由来可能是因为大多数这类动物的外表皮都由棘状的内骨骼（endoskeleton）支撑，内骨骼由含钙的盘状物组成。棘皮动物是一种高级的无脊椎动物，具有与其他无脊椎动物外骨骼不同的、由中胚层分泌的内骨骼，并有司呼吸及运动的水管系统，体腔明显，幼年期两侧对称，成年期则多为辐射对称。体不分节，无头部，体表具瘤粒或棘刺，故名棘皮动物。现生的海星、海胆、海参等都属本门动物。
棘皮动物的内骨骼多为一球形、梨形、瓶形、薄饼形、或星形的钙质壳，壳由许多骨板组成。壳上有口、肛门、水孔等。并有五条自口向外辐射对称排列的步带，步带之间为间步带。有的且有由许多骨板组成的茎及腕。壳及茎等均易保存化石。
棘皮动物门Echinodermata分为：海扁果Homalozoa亚门，海百合Crinozoa亚门，海星Asterozoa亚门，海胆Echinozoa亚门四个亚门。棘皮动物全部是海生，从潮汐带到深水区皆有分布，固着海底或游移生活。
化石自寒武纪即有发现，以海胆亚门的海胆纲、海百合亚门的海林檎纲，海蕾纲、海百合纲等最重要。中国的棘皮动物化石很丰富，古生代和中、新生代海相地层中都有发现，其中很多是标准化石。
棘皮动物是生活在海洋里不太活动的一类动物。它们的成体是辐射对称的，但幼虫时期是左右对称的。棘皮动物的辐射对称是在进化过程中，长期适应固着的生活方式，由左右对称的形式演变而来的，这是次生性的辐射对称。棘皮动物有由中胚层产生的内骨骼，埋在外胚层的表皮下面，常向外突出成棘，这和高等动物骨骼的发生相似。上述这些特点说明了棘皮动物与脊索动物有很多的相似之处，说明脊索动物是从无脊椎动物进化来的。
棘皮动物
一.棘皮动物门的特征
1.身体辐射对称,且大多为五辐对称.
2.次生体腔发达.
3.体壁由上皮和真皮组成.
上皮:单层细胞
真皮:结缔组织,肌肉层,内骨骼(中胚层形成),体腔上皮.
内骨骼差别很大:如极微小(海参);形成骨片呈一定形式排列(海星等);骨骼完全愈合成完整的壳(海胆类).内骨骼常突出体表,形成刺或棘,故称棘皮动物.
4.有独特的水管系和管足.
水管系和管足是次生体腔的一部分特化形成的一系列管道组成,有开口与外界相通,海水可在其中循环.管足有运动,呼吸,摄食的功能.
4.运动迟缓,神经和感官不发达.
雌雄异体,个体发育中有各型的幼虫(如羽腕幼虫,短腕幼虫,海胆幼虫等)
6.全部生活在海洋中.
棘皮动物的内骨骼 棘皮动物的石灰质骨骼是由中胚层形成的，与脊椎动物的骨骼来源相同，因此是内骨骼。内骨骼主要起到支持身体的作用。这与原口动物的由外胚层分泌形成的主要起保护作用的外骨骼不同。棘皮动物的内骨骼有的形成了许多骨板，互相镶嵌在一起；有的形成突出的棘，如海胆；有的骨板之间靠肌肉或软骨的作用，互相连络着，因此是比较活动的，肌肉腐烂后这些骨板也就散开，如海盘车、蛇尾等；有的只形成了许多小骨片，没有形成较大的骨板，如海参。
棘皮动物的消化系统 棘皮动物的消化系统可分成两类：一类是囊状的，如海盘车、蛇尾；另一类是长管状的，如海胆、海参。囊状的消化管有的没有肛门，如蛇尾；有的有肛门而不用，如海盘车，因此消化后的残渣仍由口吐出来。管状的消化管比较长，一般在体内盘曲着，有肛门。口附近有收集食物的器官，如海参的触手。海参的排泄腔有向体腔突出呈树状的结构，有呼吸和排泄的作用，叫呼吸树。
棘皮动物的水管系统 棘皮动物体腔的一部分形成了水管系统。它是由围在口周围的环水管和由环水管发出的5条辐水管构成的。在辐水管上分出成对的小管，与管足相通。管足一端是，收缩可将水压入管足中，使其伸长，若扩张则会使管足缩短。管足末端有吸盘，可吸附在固体物上，海盘车靠管足进行运动。管足除运动外，一般还有呼吸和排泄的功能。环水管上有一条含石灰质的石管，和筛板相连，筛板上有许多小孔，水管系统中的水通过筛板而和外界相通。
身体表面有许多棘状突起的一类海产动物。身体不分节，形状多样，有星形、球形、圆筒形或树枝状的分支等。现代海洋中仍存活的海星、海胆、海参、海百合等都是棘皮动物。
它们的身体由定数或不定数钙质骨板组成球形、梨形、心形或星形的壳体。壳体的骨板是由中胚层产生的内骨骼，不同于其他无脊椎动物的外骨骼。骨板外面附以坚韧的肉质皮膜，骨板和皮膜上均具有棘刺或突瘤，这便是棘皮动物名称的由来。内脏器官包藏在壳体内部。壳体有口孔、肛孔等开口。棘皮动物雌雄异体，行有性生殖，成体多五辐对称，少数不具五辐对称。棘皮动物最早生活于早寒武世。经历了二叠纪的生物绝灭事件之后，中生代的腹足类以中腹足目为主，侏罗纪和白垩纪较为繁盛，新生代是腹足类全盛时期，具水管沟的肉食新腹足目和肺螺亚纲于第三纪时大量辐射。

⑶ 动物起源及进化的历程是怎样的

一、无脊椎动物的演化历程
地球上最早的动物是单细胞的原生动物。
多细胞动物是由原始的单细胞动物演变而来的。一般认为多细胞动物起源于原始的鞭毛虫类，因为它们有许多种类表现出向多细胞状态发展的倾向，如团藻、空球藻等。
低等多细胞动物有多孔动物和腔肠动物。它们具有内外两胚层。内胚层是由囊胚细胞内陷或移入形成。在多孔动物，内胚层围的原肠腔不具有消化能力，只有细胞内消化，被认为是进化过程的侧生动物；而在腔肠动物，原肠腔即消化循环腔，原肠胚的开口则成为将来的口。腔肠、扁形、原腔、环节、软体、节肢动物等各门动物都为原口动物。
扁形动物是无体腔的三胚层动物，环节动物、软体动物在个体发育上都有担轮幼虫期，被认为是由原始的担轮动物祖先演变而来的。
节肢动物和环节动物有许多共同特点，如相似的体形，两侧对称，分节现象，链状神经系统，因此节肢动物被认为是由古代的环节动物演变而来的。
在棘皮动物、半索动物和脊索动物，它们的口是在原口的相对的一端发生的，原口封闭为肛门，而在相对的一端发生口，故称为后口动物。
后口动物中棘皮动物虽体呈辐射对称，但幼体是两侧对称的，这说明其祖先仍然是两侧对称的动物。棘皮动物的幼虫和半索动物的幼虫很相似，这说明两者的亲缘关系。
二、脊椎动物的演化
从进化的过程和规律看，脊椎动物应该是从无脊椎动物演化而来的，其间一定具有许多中间类型的阶段。由于无脊椎动物没有坚硬的骨骼，所以只有从比较解剖学和比较胚胎学方面的材料来寻找演化的线索。
脊椎动物个体发育过程中具有脊索、咽腮裂和背神经管，因此脊椎动物与原索动物有着共同的祖先，即原始无头类，推测可能发生在寒武纪。原始无头类演化出前端具有脑、感官和头骨的原始有头类，即成为脊椎动物的祖先。而尾索动物和头索动物可能是原始无头的两个特化分支。
脊椎动物的演化可以分为三个阶段：水中的演化；从水中到陆地的演化——两栖类、爬行类的演化；鸟类和哺乳类的演化。
（一）鱼类的起源和演化

原始有头类可分为两支：一支比较原始，无上下颌，如出现于古生代奥陶纪的甲胄鱼，兴盛于志留纪和泥盆纪，它们的身体外被笨重的骨甲，由于不能很好地适应，不久就被淘汰。现存的只有七腮鳗和盲鳗等少数，由于无上下颌，只好过着半寄生的生活。
另一支产生了上下颌，能主动的生活，成为了鱼类的祖先。
最早的原始有颌鱼类是盾皮鱼类，出现于古生代的志留纪，兴盛于泥盆纪。其特征是体小，梭形，外被有坚厚斜方形鳞片，内骨骼为软骨，歪尾形。在志留纪及泥盆纪，尚分化出原始软骨鱼类，如裂口鳖，形状似现代鲨鱼，体被盾鳞，歪尾形，它们是现代鲨鱼的始祖。

由古软骨鱼类演化为原始的硬骨鱼类。它们可能是志留纪后期与棘鱼类近似的种类演化来的。原始的硬骨类一支进化为辐鳍亚纲，一支进化为总鳍亚纲和肺鱼亚纲。古代鳍亚纲以鳕总目的鱼类为代表。中生代空棘目的水神鱼，被认为是总鳍亚纲的活化石。双鳍肺鱼可认为是肺鱼亚纲的祖先。

（二）两栖类、爬行类的起源和进化
从水栖生活转入陆栖生活，因古总鳍鱼类具有内鼻孔，偶鳍的结构和五趾型的四肢相似，以后由于环境的变化，逐渐变为原始的两栖类。蚓螈为现代无尾目的祖先，而另一支壳椎类的两栖类，演化为现代的有尾目和无足目。
爬行动物是石炭纪末期由古代迷齿亚纲的始椎类两栖动物发展而来的。蜥螈（或称西蒙龙）有古代两栖类的许多特征，如颈部不明显，但其枕骨髁、脊柱和附肢骨与爬行类相似，可以算是两栖类和爬行类之间的类型。杯龙类似乎是爬行类祖先的基干，所以的各类爬行动物直接或间接的为杯龙类的后裔。
（三）鸟类、哺乳类的起源和演化
鸟类和爬行类在形态上有许多相似的地方，如皮肤干燥，缺乏腺体，羽毛和鳞片同源，头骨都有一个枕骨髁，产大型的羊膜卵，体内受精等，可以说明其间的亲缘关系。化石始祖鸟全身被羽，前肢为翼，但尾长，指端具爪，具齿，这些特征，可进一步说明鸟类是从爬行类进化来的。不具齿的今鸟亚纲的鸟类可以按是否具有龙骨而分为平胸类和突胸类，企鹅类是早期突胸类的一支。

哺乳类的起源比鸟类早，是在古生代由原始爬行动物演化而来的。哺乳类的祖先是爬行类的兽齿类，这类动物的牙齿都是三椎齿结构，并有了分化，以后的哺乳动物的牙齿都是在这个基础上发展起来的。其一支发展成现代的原兽亚纲，一支发展成后兽亚纲和真兽亚纲。古食虫目是类似小型鼠类的哺乳动物，在白垩纪，其经辐射发展为现代哺乳动物的多数目和原始猴类。

总之，生物的进化历程可以概括为：
由简单到复杂，
由低等到高等，
由水生到陆生。

⑷ 动物进化历程是什么

（1）我们先来看无脊椎动物的进货历程。从结构上看，最低等、最原始的无脊椎动物是原生动物，由单细胞的原生动物进化到多细胞的腔肠动物；由二胚层的腔肠动物进化到三胚层的扁形动物；线形动物出现了肛门；环节动物出现了真正的体腔；节肢动物是真正适应了陆地生活的无脊椎动物。在这个过程中，动物的结构越来越复杂，逐渐出现了组织的分化，出现了器官和系统，生活环境逐渐从水中到陆地。
（2）在无脊椎动物中有一类叫做棘皮动物，海星、海参、海胆都是这一类动物。由原始的棘皮动物进化成了原始的脊椎动物。
提问：我们学过的脊椎动物有几个纲？
脊椎动物是高等动物，地球上最早出现的脊椎动物是古代的鱼类。古代的鱼类生活在水中，后来由于地球气候变化，湖水、池塘等干涸，古代鱼类中的总鳍鱼类，经过漫长的岁月，演变成原始的两栖类。
两栖动物是最早登上陆地的脊椎动物，但是，两栖动物还没完全摆脱水的束缚，必须在水中产卵、孵化以及渡过幼体阶段。
原始的两栖动物逐渐进化成为原始的爬行动物。爬行动物在陆地上产卵、孵化，完全摆脱了水的限制，成为真正的陆生动物。陆地生活环境的复杂多变，为动物的进化提供了新的生态环境和适应方向，原始的爬行动物向各个方向分化和发展，分别进化为原始的鸟类和哺乳类。
小结：由此看来，与植物的进化历程一样，动物也是由单细胞到多细胞，从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生进化。
（3）由此我们可以总结出生物的进化规律：由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生。
三人类的出现：在生物进化的历程中，人类是生物进化到更高阶段的产物，那么人究竟是由哪类古生物进化来的呢？
与所有哺乳动物一样，人体也具有恒温、胎生、哺乳等哺乳动物的基本特征。这说明了人类与哺乳动物有着较近的亲缘关系。在生物分类中，人类属于脊椎动物门、哺乳纲、灵长目、人科、人属、人种。在灵长目中，除人科外，还有猴科、长臂猿科、类人猿科等。