单环棘(
食虫类:Urechis unicinctus),又名单环刺螠,俗称海肠、海肠子,是刺螠科棘螠属的无脊椎动物,其体型为圆筒状,体长100~250毫米,体宽15~30毫米。吻短小,体前缘略细,呈圆锥状,与躯干无明显分界线,后端钝圆;体色呈现灰红色或棕褐色,表面有许多疣突,肛门周围有9个~13个排成一圈的尾刚毛。
单环棘螠主要分布在日本本洲以及
北海道、朝鲜半岛的部分海域、
俄罗斯远东地区的海区和中国
辽宁省及
山东省。单环刺螠有潜沙穴居习性,在海底营造非标准的U型洞穴生活,洞口向上,身体能潜到40厘米深度,洞口直径约3厘米。
单环棘螠是一种具有较高经济价值的有待开发的海洋动物资源,其体壁富含
蛋白质和多种人体
必需氨基酸,是一种颇受欢迎的海鲜食品,被视为“鲁菜”的特调品。;此外,单环棘螠体内有多种具有特定功能的代谢产物,这些活性物质极具药用开发价值。
形态特征
形态描述
单环棘螠是一种体态柔软、呈长圆筒形的无脊椎动物,通体呈粉红或灰红腊肠状,体长100~250毫米,体宽15~30毫米。体前缘是一圆锥状的匙状短吻,体后端是形为横裂状的肛门,肛门外围分布有单圈丛生的刚毛,刚毛数量为10~20根,单圈直径约为7毫米。短吻有摄取食物和进行呼吸的功能;吻的中央为口,后方是2对肾孔,与肾管相连;吻的基部是一对呈黄色的钩状腹刚毛,位于口略后方的腹中线两侧,通向后方,两刚毛之间相距约5毫米,吻基部的腹面呈现一个下凹的沟,是单环棘螠的腹中线,向后延伸至体末端。
结构组成
单环棘螠的身体结构较为简单,主要的组成部分为体壁、体腔液及内脏。体壁最内层的肌纤维紧密聚集成间基肌及辐射肌;无血液循环系统,故其体腔液呈现为红色,分布于体腔中,体腔液可起到运输营养、进行免疫防御以及进行多能分化等功能。
内脏部分主要为消化系统,消化道长而迂回,为体长的5~10倍。前肠细长,包括咽、食道、砂囊、囊和胃;咽短小但壁厚,砂囊表面的黏膜会呈现明显的环形褶皱;胃略短小,后端通过发达健壮的肌纤维以及胃系膜附着在体壁上。前肠之后的消化道宽度增加并且在表面有较多横皱;中肠共有3个由许多固肠肌与体壁相连的回环,且第三个回环的后端较前端更为粗壮硕大,壁薄,可以进行呼吸,因而又称“呼吸肠”,其末端直通直肠,于排泄腔结束,无直肠和盲囊等结构。
单环棘螠拥有开放式循环系统的特征,中肠的后端特化成呼吸器官,消化道的末端膨大成泄殖腔,直至肛门,身体的腹侧中央有一个下陷的纵沟,内部附有白色线状的腹神经索,该索与吻神经相连,直至肛门结束,有2对肾管,均处于腹刚毛后端,其基部膨大,但末端为尖细形态,每个肾管基部靠近肾口处均有1对螺旋体,该结构在单环棘螠的繁殖期可用于分泌成熟的精、卵。有一对呈现长囊状的肛门囊,表面有许多漏斗状纤毛。
分布栖息
分布范围
单环棘螠主要分布在日本本洲以及
北海道、
朝鲜半岛的部分海域、
俄罗斯远东地区部分的海区和中国
山东省及
辽宁省。
栖息环境
单环棘螠作为海洋底栖滤食性无脊椎动物,生活在
潮间带及潮间带下方几米直至数十米深度的泥质或沙质的海底,大部分生活在低潮区,于泥砂内进行穴居,其穴道呈现为“U”形。
生活习性
觅食行为
单环棘螠为滤食性、渣食性的动物,对食物颗粒不存在选择性,可以连续摄食。并且大多情况下,单环棘螠均在晚间进行取食,白天栖息于洞穴中。吻是单环棘螠的摄食器官,吻的表皮形成了密集的纤毛,且呈现出纵行皱,相邻的皱襞会形成食物沟。其主要饵料为
藻类,在洞穴中,单环棘螠通过尾部不断吸取和排出海水,让海水从洞穴中不断穿流,滤食海水中含有的食物残渣、
单细胞藻类和细菌等微生物。
社群行为
在营造洞穴时,单环棘螠通过伸缩的匙状吻部进行挖掘、探索生存环境中砂石之间的缝隙,通过尾部不断吸入海水,使得体壁从后面向前面进行逐步的扩张,满足躯体可以在泥沙中潜行。单环棘螠身体表面会分泌黏液,可以固定位于其躯干四周的泥沙,使其形成稳固的洞穴。分布于渤海湾的单环棘螠的天然盛产期约为每年的4月~5月和10月~11月,在该时段内有大量成熟的单环棘螠在夜间从洞穴中游出,且有时会在海滩集中的成批出现,研究发现这现象符合单环棘螠的生殖周期,且与其繁殖行为有关。
耐受环境
单环棘螠在-2~31
摄氏度的温度范围内均可生存,适宜的生存温度为8~26摄氏度,但对高温的耐受性较差,当水温达到30摄氏度时,单环棘螠难以继续生存。单环棘螠在溶氧量高于1.14毫克每升的海水中可以进行正常的生活,甚至可以在0.34~0.45毫克每升的低溶氧状态的海水中生存超过46小时,对低溶氧的环境有较强的耐受力。
单环棘螠在盐度15‰~36‰之间的环境也均可生存,其中适宜的盐度范围为25‰~35‰,在该条件下的单环棘螠存活率更高,摄食状态更好,潜沙能力和自身活性也更好;在盐度为40‰~50‰的环境下单环棘螠的身体会分节,呈现“C”形的皱缩;但在盐度10‰~20‰的环境中身体会迅速膨大。此外,单环棘螠较喜生存在弱碱性的环境中,适宜的pH值范围在7~9之间,生存环境pH的变化会对单环棘螠产生胁迫,对其生长和生理状况会产生较大的影响。
单环棘螠对生存环境呈现较高的耐受能力,对栖息环境中的
硫化物具备较高的耐受以及降解能力,因此单环棘螠可用于在硫化物研究的模式物种。单环棘螠对
久效磷的耐受力较弱,久效磷会显著抑制单环刺螠体内的乙胆碱酶活性,从而影响单环刺螠的正常生理活动,抑制机体的生长发育,并能导致死亡。当单环刺螠处于重金属中毒情况下,单环刺螠会出现身体颜色变暗,身体充水皮软等现象。
生长繁殖
繁殖习性
单环棘螠是雌雄异体的生物,一年有春和秋两个繁殖期,在个体体长达到7厘米(体质量约20克)以上时,可出现性成熟个体,其性腺成熟期比繁殖期稍早,其生活史从
受精卵开始,人为可将其分为
卵裂、
囊胚、原肠胚、担轮幼虫、体节幼虫、蠕虫状幼虫、幼螠等几个时期。通过定期采样及观察发现,单环棘螠在春季的繁殖期时,个体怀卵数量较大,后随着水温的上升,单环棘螠的性腺指数不断增高,在4月下旬及5月中旬有2次急剧降低的现象,表明单环棘螠属于分批产卵以及集中排放精卵的类型。单环棘螠的繁殖方式属于体外受精和发育,精子和卵子分别排放在水中,完成体外受精以及胚胎发育过程,这种繁殖方式受到较大的环境影响,常因环境因素发生改变而导致
受精卵的死亡或者被其他动物伤害,因此有较大的产卵量才能保障该物种的顺利传代。单环棘螠的绝对繁殖力约为45万粒,单环棘螠的怀卵量与个体质量为显著的正相关关系,故在人工育种选择亲本时需考虑亲螠的个体大小。
精卵结合
单环棘螠精子为鞭毛型,温度、盐度、pH的变坏都会对单环棘螠精子活力产生显著的影响;在研究中发现,低温、中盐和弱碱的条件更有利于精子的生存。
单环棘螠的卵子先在
卵巢中发育,然后进入体腔进行发育成熟,成熟后的卵母细胞从肾管排至体外,等待
受精卵。单环棘螠的成熟卵为卵圆形,均黄卵,卵子内有生发泡和
核仁,卵子直径约为150微米,类型为间黄卵,卵黄在卵子中有较高含量,且分布不均匀,因此单环棘螠进行的是不等全裂。
精卵结合后即可进行分裂发育;受精后约10分钟受精膜举起,后续精膜即可完全举起,卵子相继排除第一极体和第二极体,100分钟时进行第一次完全等裂,待完成第三次螺旋
卵裂后即可进入多细胞期,随后胚体在卵膜内进行发育成
囊胚、原肠胚、后胚体,23小时后胚体破卵膜而出,即可发育成早期担轮幼虫。
人工养殖
养殖现状
根据实施地的具体环境条件、综合经济成本与收益等,单环棘螠的养殖可采用池塘养殖、工厂化养殖和滩涂人工增殖等方式。由于单环棘螠具有底部滤食特性,可改善池底生态环境,因此开展了混养模式。混养模式可以节约经济成本,提高池塘的空间利用效率,丰富养殖物种的多样性,是同时具有经济价值和市场前景的模式。
人工养殖技术
单环棘螠的人工育苗首先需要具备孵化培养的相关场所及设备。准备完毕后,在单环棘螠的繁殖季节选取健康、体型肥大粗壮的个体作为亲螠,对已性成熟的亲螠进行卵子和精子的采集,并完成人工
受精卵。受精卵在15~17小时后即可发育成能在膜内旋转的担轮幼虫,胚体上升,直至破膜。对不同时期的幼虫进行不同条件的培养,根据单环棘螠幼体长到蠕虫状幼虫阶段会逐渐沉到池底的特性,可将处理好的细砂装入板中,沉入水底,就可以等待单环棘螠幼体的粘连。
主要价值
营养价值
除去肠体及内脏的体壁肌是单环棘螠的主要食用部分,含有多种
蛋白质和丰富的氨基酸。对单环棘螠体壁肌
水解液进行分析氨基酸的组成发现,在水解液中共检测到氨基酸有18种,种类齐全。总氨基酸的含量占体壁肌干重的一半及以上,
必需氨基酸约占氨基酸总量的三分之一,营养价值较高。鲜味氨基酸含量丰富,约占氨基酸总量的二分之一,其中
甘氨酸和丙氨酸是呈甜味的特征氨基酸,也正是单环棘螠口感鲜美的主要原因。
经济价值
单环棘螠味道鲜美,营富,是一种高蛋白但低脂肪的海产品,被视为“鲁菜”的特调品。水产调味料有独特的风味以及营养滋补的功效;以单环棘螠为原材料所发展的新式天然调味品,如海肠味精、调味液、调味料等,在丰富口感的基础上对人体健康更有益,有较好的市场前景和经济价值。除了食用外,单环棘螠还是各种鱼类的优质饵料,因此也是海钓的最佳鱼饵之一。
生态价值
由于单环棘螠具有底部滤食特性,可以改善池底的生态环境,因此积极开展单环棘螠人工繁育来实现增殖具有重要的现实意义。此外单环棘螠对海水中的硫化物有较强的耐受力和解毒的能力,对水质的调节、缓解海洋污染有积极作用,因此在生态方面也具有较大的开发和利用价值。