海绵,这种看似简单原始的动物,却是一位高效的“滤食大师”。它们没有复杂的器官系统,而是巧妙地利用水流循环来满足其生存所需的所有基本功能,包括获取食物和氧气。以下是海绵如何实现这一点的详细解释:
核心机制:水流循环系统
海绵的身体结构围绕着水流而设计:
进水孔: 海绵体壁上布满了无数微小的孔,称为进水孔或入水孔。水通过这些孔洞流入海绵体内。 鞭毛室/中央腔: 水流进入后,会流经一系列由领细胞排列形成的鞭毛室,或者汇入一个较大的中央腔。领细胞是海绵的关键细胞,其核心特征是带有一条长长的鞭毛,鞭毛周围环绕着一圈微绒毛形成的“领”。 出水孔: 过滤后的水流最终会汇集并通过一个或多个较大的开口排出体外,这个开口称为出水孔或出水口。驱动力量:领细胞的鞭毛
获取食物:滤食过程
吸入水流: 含有悬浮有机颗粒(如细菌、微藻、原生动物、有机碎屑)的水流通过进水孔被吸入。 捕获颗粒: 当水流经过领细胞时:获取氧气:气体交换
溶解氧输入: 新鲜水流中溶解有氧气。 扩散作用: 当水流流经海绵体内的各个腔室和通道时,溶解在水中的氧气通过简单的扩散作用,穿过海绵细胞薄薄的细胞膜,进入细胞内部供其呼吸使用。 二氧化碳排出: 细胞呼吸产生的二氧化碳废物则反向扩散进入水流中。 废物排出: 携带二氧化碳和其他代谢废物的水流最终通过出水孔被排出体外。总结:水流循环的关键作用
海绵完全依赖于持续不断的水流循环来完成其生命活动:
因此,领细胞鞭毛驱动的、贯穿进水孔→鞭毛室/中央腔→出水孔的水流循环系统,是海绵这种“滤食大师”赖以生存的核心生命线。它们被动地高效过滤流经体内的海水,从中汲取所需的一切。