海蟑螂
软甲纲等足目下的一科
海蟑螂(学名:)是软甲纲等足目下的一科,是陆生等足目中个体最大、最原始的类群,全世界已确认共有42种。
与完全陆生的西瓜虫不同,海蟑螂大多栖息于近海的岩礁石缝或人工建筑附近,是潮间带生态系的重要成员,在清除海岸带大型藻类碎屑和动物残体,加速地球物质循环和能量流动,维护潮间带生物多样性和生态系统稳定性方面,都发挥着积极的作用。海蟑螂体色为黑褐色或黄褐色,身体背腹扁平呈卵圆形,分为头、胸、腹三部分,无明显的头胸甲。
暗灰海蟑螂( Ligia cinerascens) 是分布于日本韩国和中国北方沿海的温带种类,冬季种群蛰伏越冬,次年春末重新活跃。目前,关于该种类的形态分类学研究数据极少。日本学者Yamanishi曾对大阪北海道地区的暗灰海蟑螂做了形态描述。日本列岛与欧亚大陆原为一体,推测两地的暗灰海蟑螂可能属于同源种群,地理隔离是否导致其形态特征出现差异尚不清楚。
海蟑螂是一种属于海蟑螂科海蟑螂属的岸栖甲壳亚门,其食虫类为Ligiidae,常被称为海岸水虱或海蛆,外形貌似蟑螂,爬行迅速。身体呈椭圆形,通常为棕褐色,背部中央有轴勾结,而头部则呈弧形,后缘略向前凹。海蟑螂有一对黑色的复眼,斜向列生于头部前缘外侧。爬行迅速,可以在水陆两栖,但以陆地生活为主。通常成群栖息于中高潮区和潮上区的岩石间或海滩附近的建筑物内。海蟑螂为杂食性动物,喜食海藻,海产养殖业敌害之一。
海蟑螂可作为一种药用动物,具有帮助消化的功效,广泛用于中医治疗跌打损伤、疮肿毒、小儿疳积等疾病,还有活血解毒的功效,海蟑螂也能用作海钓的饵料。
物种概述
海蟑螂是一种陆生节肢动物,它们主要栖息于高潮间带区域的岩石缝中。属于陆生等足类中最原始、个体最大的类群,全球只有40多种。少数种类生活在山地溪流附近。在生物进化过程中,海蟑螂是海洋等足类向陆地进化的过渡类型,因此具有独特的生物学研究价值。
物种特征
海蟑螂的身体呈椭圆形,颜色是棕褐色的,体背的中轴部位比较淡。雌性的体长大约是28-28.8毫米,宽约是9.5-10毫米,雄性的体长则是26-28.5毫米,宽约是10-10.2毫米。海蟑螂的头部前缘呈弧形,后缘略微向前凹,有1对黑色的斜向复眼生长于头部前缘外侧。第1对触角不太发达,第2对触角约长25-30毫米,鞭部向体后方弯曲。颚肢共有5节,每节内缘密生细刺。胸部共有7节,左右后侧角渐次加强而尖削,每节都有1对胸肢,适于爬行。雄性的第1对胸肢前节腹缘末端有1个突起,第7对胸肢细长,腕节和前节的内缘列生细刺。腹部共有6节,第1-2节较小,第3-5节的后侧角尖削。腹肢有呼吸功能,雄性的第1对腹肢外肢是不等四边形,内肢较小,阴茎呈细长锥形;第2对腹肢较小,阴茎也呈细长锥形;第2对腹肢外肢近似肾形。尾节后缘中央呈钝三角形。尾肢细长,原肢长度约为宽度的4倍,末端分出的内外肢,细长呈锥刺状,内肢长于外肢,且在雌雄性亦有明显差异。
头部
头部有1对大而无柄的复眼,2对触角和咀嚼式口器。复眼内排列有小眼,每个小眼由7个小网膜细胞(R1-7)和1个中心细胞构成,R4和R5细胞比其他小网膜细胞小。中心细胞带有树突,与周围小网膜细胞下端的感杆束相连。近年,对海蟑螂复眼的超微结构和矿质组成有了更为深入的认识。第一触角退化短小,为单枝型,不易被看到。第二触角发达较长,分为柄节和鞭节,柄节分为5节,鞭节分节较多,依种类不同而异。口器包括1对大颚、2对小颚和1对颚足
胸部
胸部分为7节,长有7对胸肢,又称为步足,为单枝型,是运动、捕食和游泳的器官。胸肢分为7个肢节,从末梢到根部依次为指节、掌节、胫节、股节、坐节、基节和底节。研究发现,海蟑螂的第6、7对胸肢是吸水的重要器官。雌性个体胸部腹面具有育卵囊,由5对育卵板构成。成熟雌性受精后,会将卵存于育卵囊中,直到幼体成熟后排出体外。
腹部
腹部分为6节,前5节长有5对叶片状腹肢,为双枝型,是呼吸系统的组成部分;末节又称为尾节,长有1对尾肢,其末端分叉为外肢和内肢。雄性第二腹肢内侧的雄性附肢特化为生殖器,起到交配授精和生殖隔离的重要作用。因此,这一特征与触角和尾肢都是分类的重要依据。
生态习性
觅食行为
海蟑螂是一种常见的海洋生物,是杂食性动物,喜欢食用各种海藻,特别是紫菜和萱藻等经济藻类。海蟑螂多蛰伏在高潮带以上的岩石缝内,它们通常成群活动到了早上或傍晚就从栖身处向有食物的地方列队前进,海蟑螂在冬天常常躲藏在岩石缝里,喜欢生长在肮脏的地方。
节律行为
潮间带是陆海交汇的两相地带,其显著的特点是潮汐的规律性涨落,海底时而被海水淹没,时而暴露出来。生活在这种生活环境中的海蟑螂,除了以腹肢内肢的枝鳃营呼吸作用以外,在腹肢外肢上也有与气管相类似的特殊构造,可以营两栖生活。外肢盖在内肢之上,有助于保持湿度,防止水分散失。此外,身体腹面的皮肤也可以直接进行气体交换,补偿所需的少量氧气(堵南山,1993)。在找到水源以后,海蟑螂先用触角检查一下,然后将尾肢和尾部插入水中,利用毛细管作用通过肛门从石臼中汲取海水。这种吸取水分的方式也是多数陆生等足动物所共有的习性(Morris等,1980)。除了通过肛门吸水,它们也会通过体表直接由空气中吸收水分以保持身体的湿度。此外,它们还常常避入岩缝、海边破损的砖石建筑以及潮湿的木板缝隙等阴暗潮湿的环境以便减少水分散失并利于躲避天敌,因此它们不能长时间脱离海水环境(堵南山,1993)。有学者在研究生境和环境变化对大洋海蟑螂(Ligia pallasii)也可以在海水中存活至少25(Taylor和Carfoot,1993)然而,尽管海蟑螂有进行水下的气体交换的能力,但是除了偶尔失足和主动跃入海水躲避敌害中以外,在多数情况下它们仍会避免浸入海水中(Taylor和Carfoot,1990)。在野外的观察也发现,偶尔失足落入海中的海蟑螂也会迅速游回岸边。
蜕皮过程
与其他陆生等足目相同,海蟑螂的生长与蜕皮交替进行,每次蜕皮之后身体在短时间内迅速长大。蜕皮分两个阶段进行,首先蜕掉身体的后半部分,间隔几天时间,再蜕掉身体前半部分。1879 年,Schobl首先在鼠妇发现了这种两时相蜕皮方式。1917年,Tait描述了大洋海蟑螂( L.oceanica)的蜕皮过程.1934 年,Numanoi又报道了奇异海蟑螂(L.exotica) 的蜕皮。蜕皮过程可分为4 个期,即蜕皮前期(premoult)、蜕皮内期(intramoult)、蜕皮后期(postmoult)和蜕皮间期(intermoult)。蜕皮前期,身体后部的钙逐渐转移到前部腹面贮存起来,外观可见明显的白色区域,这一过程需要几天时间; 蜕皮内期,钙重新由前面转移到后部,用于形成新的外壳。旧壳逐渐由背部开始隆起脱离新壳,在第四、五胸片的连接处断裂。通过10min左右的翻滚抖动,整个腹部连同第五、六、七三节胸片一起脱落。此时由于新形成的胸肢尚不够坚硬,海蟑螂只能用前面的胸肢行走。再经过几天时间,前部的外壳松动脱离体表,通过30~40min的翻滚抖动,头部和第一至四节胸片脱落; 蜕皮后期,海蟑螂会吃掉蜕掉的外壳以补充损失的钙; 蜕皮间期则正常觅食无蜕皮活动。
海蟑螂雌体在繁殖前的一次蜕皮,完成育卵囊的发育,之后停止摄食,直至繁殖结束。野外调查发现,纤细海蟑螂(L.pallasii)的寿命约为1.5~2年。
繁殖
海蟑螂的生殖方式为体内受精。雄性海蟑螂第二腹肢的内肢特化成为一对具有沟槽的棒状交接肢。在交配过程中,它们将精液通过交接肢直接注入雌性海蟑螂的体内。在繁殖季节,雌性海蟑螂胸肢的外肢向内扭转成为抱卵板,左右抱卵板在腹侧相互覆盖,与胸部腹甲共同形成抱卵囊。受精卵在抱卵囊中直接发育成为幼体之后从左右抱卵板相互接触处爬出,离开抱卵囊营独立生活(堵南山,1993)。因此,海蟑螂属动物的生活史缺乏浮游幼虫阶段。
外来海蟑螂和和灰色海蟑螂均为终生一胎动物。根据对日本东京湾沿岸灰色海蟑螂终生仅繁殖一次。它们多在初夏至秋季孵出,越冬一次后在下一年的繁殖季节繁殖;有少数春末初夏孵出的个体在当年的深秋就可以繁殖,但是这样的个体难以越冬。在野外环境条件下,仅有极少数雌性海蟑螂在整个繁殖季节能够孵育幼虫两次,多数雌性个体只孵育幼虫一次。
海蟑螂通常以10到30个体组成一群,并具有抱卵的行为习惯。每年11月是它们抱卵并孵化出幼虫最多的时候。
分布范围
根据世界陆当等足动物名录的记载,海蟑螂属现包括37个物种,其中有12种分布在亚洲东部地区(Schmalfuss,2003)。这些物种中只有2种生活在峡谷溪流岸边的淡水环境中;其余10种则分布在沿海潮间带
亚洲东部沿海地区的大部分物种仅分布于岛岛上 ,只有两种分布较为广泛,分别为外来海蟑螂和灰色海蟑螂。
外来海蟑螂在日本的本州岛、九州、四国朝鲜半岛及中国沿海均有分布;灰色海蟑螂则见报道于千岛群岛北海道,九州北部及韩国,但中国沿岸未见记录( 黄宗国,2008,刘瑞玉,2008)。 陈国孝于1987年报道中国烟台分布有西方海蟑螂,他将其作为中国海蟑螂属的新纪录种(陈国孝,1987)。在此之前,西方海蟑螂仅见分布于美国加利福尼亚州沿岸(Jackson,1922;Richardson,905,1909)。
海蟑螂广泛分布于世界各地,包括亚洲、非洲、美洲等沿海地区。在中国,海蟑螂分布于沿海各省市。与之相似西方海蟑螂则主要分布于北美加利福尼亚。
栖息环境
从分布在亚洲东部的海蟑螂属动物的历史记录来看,亚洲东部大陆沿岸(包括朝鲜半岛)的物种多样性较低,多为外来海蟑螂。此外,仅有中国沿岸的烟台市青岛市分布着西方海蟑螂(陈国孝,1987;陈国孝,2000)。而亚洲东部的岛屿,特别是日本周边岛屿的物种多样性明显高于大陆沿岸。12种海蟑螂中有9种在日本分布,仅小笠原诸岛就有4种海蟑螂。物种多样性差异如此巨大是如何产生。
其一,大陆与岛屿的地理环境条件不同。海蟑螂作为一类岸生动物,从它们的生理特点和生活史来看,扩散能力受到一定程度的限制。大陆沿海连绵不断的岸线为该类群的扩散和交流提供了相对有利的条件。相对于亚洲大陆沿岸该类群的分布区缺乏地理隔离的特点,日本则是由诸多的岛屿组成的,这很可能对近缘物种的隔离和分化起到了一定作用。类群分布图中也显示日本多样化的物种均分布在远离主岛的群岛上。这种岛屿与大陆物种多样性不一致的现象在其他动物类群中也常有发现,最为著名的即是加拉帕戈斯群岛𫛭的达尔文雀的由于环境影响产生的适应性辐射(Schluter,1996) 。在加拉帕戈斯群岛的13种近缘的树雀(Camarhynchus)或地雀(Geospiza)都是由同一种原始的达尔文雀进化而来的,它们由于适应不同的取食方式、食物种类进化出不同类型的喙。由此可见,岛屿的隔离很可能是东亚蜚蠊目属物种出现分化的原因之一。
其二地质历史条件。从地史上来看,日本列岛并非同一时间形成的。在距今约17百万年时,日本列岛仍是亚洲大陆的一部分。之后自16Ma起日本列岛从大陆拉离,日本海开始形成。而早中新世以前伊豆半岛还是热带太平洋中的一个火山岛,此岛向北漂移,在2Ma或更晚些时候才与日本主岛碰撞(Tsuehi,1990)。在类群分布图中可以发现,日本4个大岛上分布的物种与亚洲大陆上的物种是一致的。因此,本文推测伊豆诸岛上的海蟑螂物种有可能是早中新世以前就己经在热带太平洋地区发生分化,之后随伊豆半岛向北漂移至日本。日本与亚洲大陆海蟑螂属物种多样性的差异是由于物种分化中心不同。
海蟑螂是一种反应灵敏、能在水和陆地上生存的昆虫,主要栖息在陆地上,通常出现在岩石岸、码头、船坞、破旧船等处成群活动,密度很大。很少会在海中活动,但如果受到威胁,海蟑螂还是会逃到海里去。
物种危害
海蟑螂是一种喜食海藻的海洋生物,而过度养殖海藻是导致海蟑螂大量繁殖的主要原因。随着海藻价格的不断上涨,霞浦藻类养殖规模持续扩大并变得更加密集,这给海蟑螂提供了充足的食物来源,导致它们数量不断增加。尽管养殖户使用农药来杀灭海蟑螂,但效果并不理想。为了推动海水养殖业的健康发展,保护内海生态环境,专家建议宁德沿海各市县应该制定本地水产养殖业发展规划,并实施生态化养殖示范工程,推广无公害和标准化养殖技术。政府应该出台优惠政策和补贴,引导企业和个体养殖户将内海养殖转移到外海养殖。有关部门应当联合执法,规范养殖用药,对海上养殖实施编号管理,从源头上控制非法用海,禁止新增养殖,并打击非法养殖行为。建议建立有偿用海机制,向养殖户收取海域使用金和养殖污染费用,通过收费方式调控高密度养殖区域。
药用价值
据《本草纲目拾遗》记载,陆生蟑螂具有 “破、化积、消肿、解毒。治小儿疳积疔疮、 痈肿、虫蛇咬伤”的功效,与海蟑螂的民间效用一致。文献报道陆生蜚蠊目油对多种移植食管癌有显著抑制作用,其作用强度与氟尿嘧啶相似,对小鼠移植性肿瘤S180亦有显著抑制作用。临床试验结果表明蟑螂提取物对原发性肝癌具有显著的疗效。我们根据陆生蟑螂提取物的抗癌活性,推测海蟑螂提取物也可能有类似的作用,初步抗肿瘤实验结果证实了这一推测,对其抗肿瘤活性成分和作用机制研究正在进行中。
海蟑螂是一种药用动物,具有帮助消化的功效。在中医中,海蟑螂被广泛用于治疗跌打损伤、痈疮肿毒、小儿疳积等疾病。与方志中“药属”的蜣螂、蝼蛄等昆虫一样,海蟑螂也有活血解毒的功效,可以有效治疗跌打损伤、痈疮肿毒等症状。此外,如果在海边发现活体海蟑螂,它们还可以作为海钓的饵料使用。
目录
概述
物种概述
物种特征
头部
胸部
腹部
生态习性
觅食行为
节律行为
蜕皮过程
繁殖
分布范围
栖息环境
物种危害
药用价值
参考资料