قنافذ البحر sea urchins صف من شوكيات الجلد Echinodermata، كروية أو قرصية الشكل أو شبيهة بالقلب، من دون أذرع
ويحمل هيكلها أشواكاً تعطي الجسم مظهراً شوكياً، ومن هنا أتى اسم شوكيات الجلد. كما تمتاز بجهاز حركي (مشي) خاص لايوجد إلا في شوكيات الجلد، يعرف بالجهاز الوعائي المائي water vascular system ينتهي بأقدام أنبوبية tube feet تحتل ذروتها ممصات suckers تسهم في حركة الحيوان وتثبته. كما تمتاز برجيلات تحمل في نهاياتها ملاقط pedicellariae موزعة بين الأشواك، يتألف كل منها من سويقة قاعدية رفيعة تحتل ذروتها ثلاثة فكوك، تساعد الحيوان على التقاط الفرائس الصغيرة وفي تنظيف جسمه، يميز منها أربعة أنماط هي:
(1) الرجيلات ثلاثية الأصابع tridactyle وهي كبيرة ومبعثرة فوق سطح الجسم كله، فكوكها طويلة ومدببة تستخدم أسلحةً في الدفاع ضد الأعداء الصغيرة ويرقات الحيوانات الطفيلية.
(2) الرجيلات برعمية الشكل gemmiforme وتكثر خاصة على الوجه العلوي من سطح قوقعة الحيوان، يحمل كل فك من فكوكها الثلاثة غدة سامة تستخدم ضد الأعداء ذات الحجم الكبير.
(3) الرجيلات ثلاثية الأوراق trifoliate وهي صغيرة جداً تنتشر على سطح الجسم كله، ولها فكوك مفلطحة وظيفتها تفتيت الحطام الذي يسقط على سطح جسم الحيوان.
(4) الرجيلات ثعبانية الرأس ophiocephalous وهي ملاقط صغيرة لها رؤوس مدورة مثل رؤوس الثعابين ولها فكوك عريضة مسننة، وهي أكثر الملاقط انتشاراً على الجسم كله، كما أنها النوع الوحيد الموجود على الغشاء حول الفم.
قنافذ البحر حيوانات قاعية بطيئة الحركة، يراوح قطرها بين 2و3سم، وقد يصل حجم الأنواع الاستوائية إلى حجم رأس الطفل. ويختلف لونها من اللون البني إلى الأسود أو الأخضر أو الأحمر أو الأبيض، وتُستهلَك مناسلُها مادةً غذائيةً عند كثير من شعوب البحر المتوسط وأمريكا اللاتينية.
تعيش قنافذ البحر في المياه المرتفعة درجة الملوحة، ولهذا السبب لا تصادف في البحر الأسود والبلطيق وقزوين. تصادف عادة على الصخور أو الطين أو رمل الشاطئ، وتنتشر من منطقة المد والجزر حتى أعماق المحيط التي قد تصل إلى 5000م. يُفضِّل بعضها، مثل قنافذ البحر المنتظمة، القاع الصخري أو الصلب، بينما يُفضِّل بعض آخر، مثل دولارات البحر والقنافذ القلبية، أن يحفر في الرمل أو الطين حفراً يُطمر نفسها فيها.
الهيكل
لقنفذ البحر شكل الكرة يحيط بها هيكل يتألف من صفائح كلسية ملتحم بعضها مع بعض، بعضها صغير الحجم يصطف في خمسة صفوف شعاعية، في قطاعات مثل حزوز البرتقال ، تشكل ما يسمى القطاعات الحركية ambulacral areas أو القطاعات الشعاعية radial areas لأنها تطابق أذرع نجوم البحر، وهي مثقبة بثقوب لمرور الأرجل الأنبوبية، وبعضها كبير الحجم يصطف في خمسة صفوف شعاعية تتناوب مع صفوف القطاعات الحركية تسمى القطاعات بين الحركية interambulacral areas أو القطاعات بين شعاعية interadial areas تطابق القطاعات الفُرَجية بين أذرع نجوم البحر.
يميز في الهيكل وجه ظهري يسمى الوجه بعيد عن الفم aboral، ووجه سفلي يسمى الوجه الفموي oral. تقع فتحة الشرج على الوجه الظهري وتنفتح في صفيحة حول الشرج periproct يحيط بها عشر صفائح خماسية الأضلاع، خمس منها صغير يطابق القطاعات الحركية بوضوح، تسمى الصفائح العينية ocular plates، تتناوب مع خمس قطع كبيرة تطابق القطاعات بين حركية، تنفتح في كل منها فوهة تناسلية، لذا تسمى الصفائح التناسلية genital plates، إحداها مثقبة بثقوب عديدة تشكل ما يسمى اللوحة المرجانية madreporite هي بداية الجهاز الوعائي المائي.
أما الوجه الفموي فيميز فيه الفم الذي ينفتح في غشاء حول الفم peristome، تبرز منه خمسة أشفاع من الأرجل الأنبوبية القصيرة منتظمة في دائرة، بحيث يطابق كل شفع منها قطاعاً شعاعياً، وظيفتها تَذَوُّق الغذاء. ويتناوب معها أيضاً في دائرة أخرى على الحافة الخارجية للغشاء حول الفم، خمسة أشفاع من الغلاصم الشجرية المتفرعة، كل شفع منها يطابق قطاعاً بين شعاعي.
بنيتها الداخلية
يميز في الجوف الحشوي visceral cavity لقنفذ البحر أجهزة عدة، وهي الآتية:
جهاز الهضم: يؤدي الفم (سفلي التوضع) إلى مريء ضيق، يحيط بجزئه السفلي جهاز ماضغ يعرف باسم فانوس أرسطو Aristotle¨s lantern ، يتألف من مواشير تنطبق على بعضها مشكلة الهرم، يتألف كل موشور منها من قضبان عظمية رفيعة عدة تشكل الجهاز الماضغ عند الحيوان تحركها مجموعة من العضلات لأداء عملية تقطيع الفريسة.
ثم تأتي معدة أنبوبية طويلة، تشكل حلقة أفقية، تؤدي إلى معي يلتف لفة كاملة فوق دائرة المعدة ومشابهة وموازية لها لكنها بالاتجاه المعاكس. ثم يصعد في النهاية عمودياً مستقيماً ضيقاً ينفتح بالشرج على القطب الشرجي.
يرافق المعدة على حافتها الداخلية أنبوب أسطواني ضيق ذو بطانة مهدبة يعرف باسم السيفون siphon، يفتح في بداية المعدة ونهايتها، أي يصل المريء في بداية المعي، يُعتقد أن وظيفته العمل كمخرج ثانوي للماء الزائد المأخوذ مع الغذاء مباشرة، فيساعد بذلك على طرح الفضلات غير القابلة للهضم، أي لنقل الماء الزائد مباشرة إلى المعي.
الجهاز العصبي: يتألف من حلقة عصبية حول المريء، موجودة أسفل الحلقة الوعائية المائية مباشرة. وتصدر عن هذه الحلقة خمسة حبال عصبية شعاعية radial nerves تمتد أسفل الأوعية المائية الشعاعية على طول القطاعات الحركية.
جهاز التنفس: يتألف جهاز التنفس عند قنافذ البحر من خمسة أشفاع من الغلاصم المتغصنة، توجد على الحافة الخارجية للغشاء حول الفم تسبح في ماء البحر للحصول على الأكسجين اللازم للحيوان. كما يستخدم الجهاز الحركي (الأقدام الأنبوبية) في التنفس، لكن الدور الرئيسي لهذا الجهاز هو الحركة.
جهاز الدوران: يتحقق الدوران عند قنافذ البحر بثلاثة أجهزة، هي السائل الجوفي وجهاز الدوران والجهاز الوعائي المائي.
1ـ يملؤ السائلُ الجوفي الجوفَ العام للحيوان محيطاً بأحشائه الداخلية. ويحيط بالتجويف البطني (الجوف العام coelom) غشاء مصلي شفاف هو الصفاق أو البيرتوان peritoneum، يتألف من خلايا ظهارية مهدبة، تسبب ضربات أهدابها دوراناً مستمراً للسائل الجوفي، وتسهم في عمليات التبادل الغازي.
2 ـ يتألف الجهاز الدوري من كتلة إسفنجية متطاولة هي العضو المحوري axial organ يمتد موازياً للقناة الحجرية، ويعتقد أن تقلص هذا العضو هو الذي يؤدي إلى الدوران الدموي. يستمر هذا العضو، في الأسفل، في الجهة الفموية، بحلقة دموية فموية تحت عصبية subneural تتوضع موازية للحلقة الحركية والعصبية، ترسل خمسَ قنوات شعاعية تمتد على طول القطاعات الشعاعية نحو الأعلى نحو الوجه الشرجي للحيوان، تنتهي بحلقة تناسلية genital في الوجه البعيد عن الفم، تعطي خمس قنوات بين شعاعية تنتهي بالغدد التناسلية الخمس. ويمتد على طول المعي من ناحيتيه جيبان دمويان طوليان، يتحدان مع الحلقة الفموية ويشكلان حول المعي شبكة دموية غزيرة.
3 ـ الجهاز الوعائي المائي water vascular system ): هو جهاز فريد من نوعه بين الحيوانات لا يوجد إلا في شوكيات الجلد، هو مجموعة من القنوات والزوائد مشتقة من الجوف العام coelom يجري فيه ماء البحر، ولذا يعرف باسم الجوف المائي hydrocoel. يبدأ هذا الجهاز باللوحة المرجانية التي تقع على الوجه البعيد عن الفم والتي تشبه الغربال. تنتهي الثقوب بقنوات دقيقة تتحد مع بعضها في فراغ صغير يقع تحت اللوحة المرجانية، تصل إلى قناة تمتد شاقولياً هي القناة الحجرية stone canal (من دون حلقات كلسية خلاف نجوم البحر).
الأقدام الأنبوبية هي أعضاء الحركة في قنفذ البحر وتكون جزءاً مهماً من الجهاز الوعائي المائي وتؤدي اللوحة المرجانية إلى قناة رأسية (عمودية) تعرف باسم القناة الحجرية، ولكنها مجردة من الحلقات الكلسية (على عكس القناة الحجرية عند نجوم البحر التي تحتوي على حلقات كلسية في جدارها). تنتهي هذه القناة في قناة حلقية تقع على قمة فانوس أرسطو حول المريء وتعرف باسم الحلقة الوعائية المائية water vascular ring تنفتح في أركانها بين الشعاعية خمسة أجسام تسمى أجسام تيدمان Tiedman¨s bodies تنتج الخلايا الأميبية الخاصة بالسائل الوعائي المائي إضافة إلى خمسة أكياس بين شعاعية هي حويصلات بولي Polian vesicles تقوم بخزن الماء. وتمتد من الحلقة الوعائية المائية خمسة أوعية شعاعية نحو الأسفل بين فكوك فانوس أرسطو، ثم تمتد بعدئذ إلى الأعلى، تحت القطاعات الحركية للقوقعة
يتفرع من كل قناة شعاعية قنوات جانبية تنطلق على جانبي القناة الشعاعية وعلى طولها، تؤدي كل منها إلى قدم أنبوبية tube foot، ينظم دخول الماء إليها وخروجه صمام. تتألف القدم من جزء منتفخ في الأعلى يسمى الأنبولة ampula عن كيس عضلي يبرز في الجوف العام، وجزء آخر أنبوبي يمثل القدم podium، هو الذي يبرز عن جدار الجسم وينتهي بممص أو محجم يسهم في حركة الحيوان وتثبته على المرتكزات. وهكذا يسهم هذا الجهاز إسهاماً كبيراً في تنقل الحيوان وحركته، علماً أن الأقدام الأنبوبية لاتسهم فقط بالحركة بل تؤدي دوراً مهماً في عملية التنفس والتبرز.
التكاثر
قنافذ البحر منفصلة الجنس، يتألف الجهاز التناسلي عندها من خمسة مناسل كبيرة ، حيث يوجد عند الذكر خمس خصى وعند الأنثى خمسة مبايض، تقع كلها أسفل القطاعات الحركية.
ويتصل كل منسل بالخارج عن طريق قناة منسلية قصيرة، تنفتح بثقب في إحدى الصفائح التناسلية حول الشرج. تلقي الإناث والذكور بمنتجاتها التناسلية في مياه البحر حيث يحدث الإلقاح في ماء البحر، ويؤدي التطور الجنيني إلى تشكيل يرقة تعرف باسم echinoploteus.
ولشوكيات الجلد قدرة فائقة على تجديد الأجزاء المبتورة، علماً أن ظاهرة البتر هذه تستخدم وسيلةً للتكاثر.
تنوع قنافذ البحر
تأخذ قنافذ البحر، في الحالة النموذجية، شكلاً كروياً ذا تناظر شعاعي خماسي واضح. لذلك تعرف باسم قنافذ البحر المنتظمة regular ينتمي إليها قنفذ البحر الشائع ودولار الرمل sand dollar المسطح والذي له شكل قطعة النقود ، إلا أن بعضها يتغير شكله بانتقال الفم والشرج من موضعهما العاديين ليتخذا موقعاً على طرفي المحور الطولي للجسم تقريباً. لذلك تُظْهِر مثل هذه الأشكال تناظراً جانبياً واضحاً. تعرف مثل هذه القنافذ باسم القنافذ البحرية غير المنتظمة irregular، مثل القنافذ القلبية heart urchins
المراجع
الموسوعة العربية
التصانيف
الأبحاث