身体构造

不同的无脊椎动物,其身体的组织形式和结构样式的复杂程度也各不相同。有的无脊椎动物,比如海绵动物以及一些共生或寄生的动物(中生动物),它们只能通过一系列细胞的协作完成生命体的功能,但并没有形成真正的组织。而其余的无脊椎动物(真后生动物),从拥有简单的组织到形成各司其职的器官,它们的复杂程度逐渐提高。

身体形态的决定因素

A.生存方式及身体形态

在生物学中,我们把相似部分在身体中的平均分布理解为对称性。大部分动物都具有某种对称性。

然而,大部分海绵动物和中生动物是不对称的。辐射对称多见于营固着生物,它们附着在水体基质上,很少漂流或移动,并根据环境对自身进行了适应性的调整。在它们体内,神经系统形成了一张网络,感受器及其他结构(触角、前肢)规则地分布在身体的边缘。

大部分物种都具有两侧对称性:它们能够向一个方向进行有效的移动。因此,它们的感官会向身体的一端集中(头向集中),其神经系统也是集中的。这样,其身体的各项活动被整合,以便快速、准确地针对外界环境做出反应。

在无脊椎动物的身体中,其主要的神经索位于腹部,这一点和脊椎动物恰恰相反,脊椎动物的主要神经索在背部。

B.环境的种类

海水的物理、化学性质解决了动物身体支撑的问题。动物的骨骼(内骨骼或者外骨骼)具有保护的功能。其骨骼也便于体液中盐分的调节以及新陈代谢废物(氨)的排出。环境的稳定,也有利于无性繁殖以及以体外受精为途径的有性繁殖的进行。在支撑身体和排氨方面,淡水和海水有一样的功能。但是,当环境中的盐分浓度低于体内的盐分浓度,动物身体和外界的渗透平衡就会出现严重问题。所以,每个种群都得解决排出多余水分以及保持体内盐分不流失的问题。

生存环境的物理、化学条件以及环境的不稳定性有利于体内受精的有性繁殖的发展,有利于卵细胞被保留在父母体内,得以更好地着床,并防止水分流失。此外,幼虫期的缩短现象也很显著,胎生占据了主导地位。在陆地环境中,空气密度较小,这意味着动物需要一个机械支撑系统来支持身体的重量。因蒸发而丧失的身体水分使得保持体内平衡困难重重,这在体表保护层、防止水分流失的呼吸系统以及夜间活动习性等出现后得到了解决。为了留住水分,排泄也得到了专化。体内受精的有性繁殖成了主要的生殖方式,卵细胞会被包裹在保护层或胎盘(胎生)中。生物之间的联系和相互依赖的关系会形成一种特别的大环境。我们注意到,根据关系深浅不同,典型体形式样会产生可观的变种,会出现多种用途固定的器官以及被大致改良的体内隔膜。如果是体表寄生虫,它们会拥有消化器官和专门的口器;而体内寄生虫会缩减用于移动的器官,发展某些有利于繁殖的身体系统。这是因为它们需要增加后代的数量,以抵消伴随寄生生命周期的高损失。寄生虫是体内受精的,且许多种寄生虫具有雌雄同体、自体受精和无性繁殖的特点,这都大大增强了它们的繁殖能力和生命潜力。

C.体形大小

进化过程中,动物界产生了不同的适应策略,事实证明这些策略有利于所有细胞在形式和功能上保持和谐的统一。动物中存在体积变大的趋势,然而,这种趋势被表面积与体积的比所制约。因此我们发现,有的动物在其身体体积增大的同时,采用了特殊的几何形状使得其体表面积也最大化。通过这种方式,海绵动物将自己身体的外壁折叠、枝杈化。其他动物则采取延长自己身躯(纽形动物门)的方式。此外,扁形动物还会把自己的身体压扁。刺胞动物门的身体中充满了一种胶性成分,或者说,中胶层。在大部分刺胞动物中,它们通过不同途径获得了一个第二内腔(体腔)。这个体腔的多种功能中,比较突出的是积累液体以便支撑和移动,并使消化道独立于体壁之外。有体腔的动物还有另一个特征,那就是部分躯体会沿着身体的主轴重复,即分节现象或同质异性体。身体的分节有助于动物的移动,某些体节逐渐具有了专门的功能,这更赋予了动物极强的环境适应能力。

海绵动物和海星

棘皮动物,诸如图中脆弱的海星,在它的幼虫期是两侧对称的,它们在成年阶段变为辐射对称状。