刺参的生物学特性
出处:按学科分类—农业科学 中国农业出版社《海水养殖实用技术手册》第307页(4096字)
(一)刺参的形态构造
1.刺参的外部形态(图5-1) 刺参体呈扁平圆筒形,两端稍细。体长20~40厘米,宽3~6厘米,横断面略呈四角形。体分背、腹两面。背部分为2个步带区和3个间步带区,且有4~6排不规则的圆锥状的肉刺。腹面较平坦,分3个步带区和2个间步带区,整个腹面有密集的小突起即管足,管足的末端有吸盘。刺参的管足大致可排列成3个不规则的纵带。口位于前端腹面围口膜中央,周围环生20个分枝状触手,具触手囊。肛门位于后端偏背面。依个体大小,生殖孔位于前端背部距头部1~3厘米的间步带区。
图5-1 刺参的外部形态
2.内部构造(图5-2)
图5-2 刺参的内部构造
1.水管环 2.辐步管 3.触手坛囊 4.石灰质之食道骨环 5.触手 6.内筛板 7.石管 8.血管环 9.背血管 10.腹血管 11.生殖腺 12.下降肠 13.连结血管 14.水肺 15.排泄腔 16.肛门 17.辐肌 18.血管网 19.上升肠 20.直肠 21.坛囊 22.纵肌 23.玻里氏囊(Polian vesicle) 24.食道
(1)体壁 最外层为角质层,具有保护作用。角质层之下为表皮,表皮下为厚的结缔组织,在表皮与皮层之间埋有无数骨片。骨片主要为桌形体,幼小个体桌形体较高,而成参桌形体低或退化不全仅剩下孔底盘。肌肉层由环肌和纵肌两层组成。外为环肌,纵肌成束在环肌之下,这5束纵肌,分居于5步带区,前端固着于石灰环上,后端依附于肛门周围。在环肌与纵肌之下,有一层薄膜为体腔膜。膜延伸与肠相连,称悬肠膜。悬肠膜共有3片,即左悬肠膜、右悬肠膜和背悬肠膜。体腔内有体腔液,当身体收缩时,可做不定向流动,具排泄与呼吸功能。
(2)消化系统 消化道是一条纵行管,在体腔内弯曲2次,由口、咽、胃、肠及排泄腔组成。口内无咀嚼器,刺参将海底的食物连同泥沙一起吞入消化道中,吸取其中所含的食料。食道周围有10片石灰质骨片,5片位于步带区,另5片位于间步带区。这些骨片都是白色,为5束强大纵肌的固着点,肠为圆桶形,在体腔中做2次弯曲,因此由横断面看,有3个肠子切面,后端膨大成总排泄腔,其末端开口即肛门。
(3)呼吸系统 在总排泄腔的旁边有一条粗而短的薄壁管,由该管分出两分支的盲囊伸入体腔中。因外形呈树枝状,故被称为呼吸树。海水由肛门进入总排泄腔,然后流入呼吸树,在此吸收氧气。左侧呼吸树之外分布有背血管网。呼吸的氧气通过背血管网进入循环系统,由血液携带到各器官,二氧化碳经此途径随海水排出呼吸树而至体外。另外管足壁很薄,可经管足吸收氧气排出二氧化碳。
(4)循环系统 食道上围有一血管环,由此还分生出5条辅血管,沿5步带区分布而埋藏于皮肤肌肉囊中,延伸至体后端。肠外附有肠血管一条,在肠与悬肠膜相接的一侧血管为背肠血管;另一条在无悬肠膜一侧为腹肠血管。这两条肠血管又形成血管网,分布于肠曲折之间。呼吸树与背肠血管所形成的血管网紧密相连。
(5)排泄系统 刺参无专门的排泄系统,由呼吸系统兼行之。
(6)步(水)管系统 刺参的筛板藏于体腔中,并于体壁层完全分离,成为体腔中游离的物体,为一个穿有许多小孔的石灰板,水管环围于食道,而在水管环之上方,分出五辐步管,先向前走,分支于触手,复向后沿步带区分枝于管足。各管足及触手基部,具有坛囊,由水管环通一梨形波里氏囊及一石管,末端开口于体内。
(7)生殖系统 刺参为雌雄异体,外观难以辨别,生殖腺为树枝状,向前有一总管为生殖管,开口于体背面。成熟后,卵巢呈杏黄色或橘红色,精巢为黄白色或带乳白色。
(二)刺参的生态习性 刺参分布很广,多栖息于水深为3~15米(辽宁及长山岛海域可达35米)的浅海水域中。我国主要产于辽宁省大连,河北省北戴河、秦皇岛,山东省的长岛、烟台、威海及青岛沿海区域。刺参生活在波流静稳、无淡水流入、海藻繁茂的岩礁底,或大叶藻丛生的泥砂底。
1.栖息的环境条件
(1)水温 据辽宁省海洋水产研究所的试验表明,幼参摄食、生长的最佳温度为19~20℃,水温19℃时,幼参的摄食率为18%~35%。在温度不超过20℃时,日摄食量、吸收量越大,生长越快。但温度超过20℃时,尽管日摄食量仍然较大,但吸收量下降,导致其生长速度降低。据山东省长岛县水产局等单位的试验:5~15厘米的幼参,其生长的最适温度为15~23℃。对于成参,海水温度低于3℃以下时,摄食量减少,活动迟缓,逐渐处于半休眠状态;水温达到17~19℃时,刺参摄食强度大大下降;水温超过20℃以后进入夏眠。长期处于过高或过低水温环境中,刺参难以进行正常的生长。
(2)盐度 多数棘皮动物在海洋中属于变渗透压的狭盐性生物,刺参也是如此,但它对海水盐度变化具有一定的耐受力。刺参的适宜盐度为28~33。根据泷口等人的试验表明,不同生长时期其盐度的下限值为:浮游幼体为20~30;0.4毫米的稚参为20~25;5毫米稚参为10~15;成体为15~20。在20℃以下时,水温越高对低盐度的抵抗力就越强。
(3)底质 刺参喜欢栖息于岩礁乱石底质或有海带草丛生的泥砂底或砂泥底,而纯细砂底或纯泥底几乎见不到刺参。底质组成不同则刺参栖息量也有差异:底质组成中含粗砂及乱石多的地带,刺参的分布密度大;反之,含细砂或泥多的地带,刺参的分布密度低。
(4)深度 刺参从潮间带直至水深20米多有分布,但是不同水深的刺参体重组成不同。体长3~4厘米的幼参多栖息于潮间带低潮线附近的岩礁下以及大型海藻或海带草的根部;体重50克以下的个体分布于靠沿岸的浅水区;50~100克的个体分布于水深5米以内;体重100~150克的个体分布于水深5~10米的范围;体重150~200克的个体分布于10~15米的水深;体重200克以上的个体多分布于水深15米以上的区域。
2.饵料、食性及生长 刺参的饵料主要是泥砂中的底栖单胞藻类、有机碎屑、海藻碎片、细菌和腐殖质等。刺参的摄食无选择性,凡是能进入口中的物质均被吞入。所以,稚、幼参的食性与其生活场所的生态条件有密切的关系,尤其与底质表层泥砂中有机物组成有关。刺参昼间不活跃,经常固着不动,摄食量少;夜间活跃,摄食量大。
刺参的活动、摄食与成长受水温和季节的制约而出现周期性的变化。一年中正常活动、摄食的时间仅有半年左右,因此,刺参的生长缓慢。6月初发生的刺参1年体长达5.9厘米,体重15.6克。满2年体长在13厘米左右,体重122.4克。满3年体长17.6厘米,体重307.1克。满4年体长20.8厘米,体重472.5克。
3.呼吸与运动 刺参体内的呼吸树是主要的呼吸器官。另外,皮肤也具有呼吸作用。皮肤呼吸占整个呼吸的比例随着温度的升高而加大,其所占的比例是:在水温8.5~13.5℃时为39%~52%,在水温18.5℃时为60%~90%。温度继续升高时,其所占比例变化不大。
刺参的运动方式主要是依靠肌肉的收缩和管足做缓慢的匍匐运动。即开始运动时,首先充分地伸展身体,然后因其体后部开始收缩,尾部前进。体后部的收缩犹如波浪式波及体前部。同时附着在基质的管足从后部开始按次序向前离开附着物,并在体前端稍后处附着,再依此为基点,体前部向前延伸,依此动作反复进行,做匍匐运动。其移动速度为10分钟前进1米。生活于食物丰富、环境优越海区的刺参,一昼夜的移动距离仅5米左右;但在食物缺乏、环境条件恶劣的海区,刺参可进行相当大距离的移动。
4.排脏、再生 刺参在受到强烈刺激时可将其内脏(包括消化管和呼吸树)全部排出体外,称为排脏现象。引起排脏的因素主要有海水污浊、水温的突升或突降等物理和化学刺激。另外刺参离开海水时间过长时,其体壁会自动溶化,称为自溶现象。
刺参的再生能力也很强,若将其肉刺切除,5~7天后出现小的隆起,30天后完全愈合;若将触手切除,7~10天后伤口愈合呈突状隆起,25~30天后再生至和原来等长的触手,能营正常的摄食活动;若在体背或腹部切开2~4厘米的伤口,经5~7天后可自行愈合。将刺参横切成两段,虽然5~7天可愈合,但死亡率很高。消化道、呼吸树的再生速度随刺参个体所处的不同时期而有所不同。在刺参生活周期的恢复期内,其再生速度特别快,除掉后的25~33天就能完全恢复,而其他时期则需要8周甚至更长时间。
5.夏眠 当海水温度达20℃以上时,成参就停止摄食,排空消化道,陆续潜伏到礁石缝或岩缝等隐蔽场所不食不动,开始夏眠。夏眠期一般为3~4个月。当海水温度下降至19~20℃后,刺参就陆续从隐蔽场所爬出开始活动摄食。