خارپوستان چیست؟ — ویژگی ها، رده ها، تولید مثل و گردش خون

احتمالا قبلاً خارپوستان را دیده‌اید. ستاره‌های دریایی و خارپشت‌های دریایی همگی از خارپوستان هستند. خارپوستان به خاطر خارها یا برجستگی‌هایی که سطح بیرونی بدن بسیاری از آن‌ها را پوشانده است نام‌گذاری شده اند. در این مقاله به بررسی و تعریف خارپوستان، ویژگی‌های آن‌ها، رده‌های مختلف خارپوستان و نحوه تولید مثل آن‌ها می‌پردازیم.

خارپوستان چیست؟

«خارپوستان» (Echinodermata) شاخه‌ای از حیوانات دریایی هستند که در اقیانوس‌ها در تمام اعماق یافت می‌شوند. خارپوستان دارای یک سیستم عروقی هیدرولیکی یا شبکه‌ای از کانال‌های پر از مایع هستند که در حرکت، تغذیه و تبادل گاز به جاندار کمک می‌کند. آن‌ها همچنین دارای یک سیستم گردش خون باز و کاهش یافته و دارای یک لوله گوارشی کامل (روده لوله‌ای) هستند.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

آن‌ها قلب واقعی ندارند و خون اغلب فاقد هرگونه رنگ‌دانه تنفسی (هموگلوبین پایک) است. خارپوستان یک سیستم عصبی شعاعی ساده دارند که از یک شبکه عصبی اصلاح شده (نرون‌های به هم پیوسته بدون اندام مرکزی) تشکیل شده است شاخه‌های این اعصاب حرکات حیوان را هماهنگ می‌کنند.

خارپوستان کجا زندگی می کنند؟

خارپوستان تقریباً در تمام اعماق، عرض‌های جغرافیایی و محیط‌های اقیانوس‌ها در سطح جهانی پراکنده هستند. آن‌ها در محیط‌های صخره‌ای به بالاترین تنوع می‌رسند، اما در سواحل کم عمق، اطراف قطب‌ها، پناهگاه‌هایی که کرینوئیدها در آن‌ها فراوان هستند و در سراسر اعماق اقیانوس نیز گسترده هستند، خیارهای دریایی ساکن در کف و حفره‌های معمولی گاهی اوقات تا 90 درصد از موجودات را تشکیل می‌دهند.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

در حالی که تقریباً همه خارپوستان در اعماق دریا هستند یعنی در کف دریا زندگی می‌کنند، برخی از نیلوفرهای دریایی می‌توانند برای مدت کوتاهی با سرعت زیاد شنا کنند یا خیارهای دریایی در اعماق دریا کاملاً شناور هستند. برخی از کرینوئیدها شبه پلانکتون هستند و خود را به کنده‌ها و زباله‌های شناور می‌چسبانند. لاروهای خارپوستان، به ویژه ستاره‌های دریایی و خارپشت‌های دریایی، پلاژیک هستند و با کمک جریان‌های اقیانوسی در فواصل بسیار دور منتقل می‌شوند و توزیع جهانی این شاخه را تقویت شود. برای یافتن اطلاعات بیشتر در مورد خارپوستان و اکوسیستم آن‌ها می‌توانید به فرادرس زیر مراجعه کنید.

خارپوستان چه می خورند؟

حالت‌های تغذیه‌ای بین گونه‌های مختلف خارپوستان بسیار متفاوت است. کرینوئیدها و برخی ستارگان شکننده تمایل دارند که تغذیه کننده‌های فیلتری غیرفعال باشند و ذرات معلق حاصل از عبور آب را ببلعند. بیشتر خارپشت‌های دریایی چرنده هستند، خیارهای دریایی از رسوبات تغذیه می‌کنند و اکثر ستاره‌های دریایی شکارچی فعال هستند. کرینوئیدها تغذیه‌کننده‌های معلق هستند و بازوهای خود را برای گرفتن ذرات شناور در جلو باز می‌کنند. این‌ها توسط پاهای لوله‌ای روی بالچه‌های فرعی گرفته می‌شوند، به داخل شیارهای آمبولاکرال منتقل و در مخاط پیچیده شده، سپس توسط مژک‌های پوشاننده شیارها به دهان منتقل می‌شوند.

ستاره‌های سبدی تغذیه‌کننده‌های معلق هستند و بازوهای شاخه‌دار خود را برای جمع‌آوری زئوپلانکتون‌ها بالا می‌برند، در حالی که ستاره‌های شکننده از چندین روش تغذیه‌ای استفاده می‌کنند، اگرچه معمولاً یکی از آن‌ها غالب است. برخی از آن‌ها تغذیه‌کننده‌های تعلیقی هستند که ذرات غذا را با رشته‌های مخاطی، خارها یا پای لوله‌ای روی بازوهای برآمده خود محکم می‌کنند. سایر انواع خارپوستان به صورت لاشه‌خوار و تغذیه‌کننده روی ذرات ریز غذا هستند. برخی دیگر گوشت‌خواران حریص هستند و می‌توانند طعمه آبی خود را با محاصره ناگهانی بازوهای انعطاف‌پذیر خود محاصره کنند، سپس اندام‌ها زیر دیسک خم می‌شوند تا غذا به فک و دهان منتقل شود.

بسیاری از خارپشت‌های دریایی از جلبک‌ها تغذیه می‌کنند و اغلب لایه نازکی از جلبک‌ها که سطح سنگ‌ها را پوشانده است با قطعات دهانی تخصصی خود که به عنوان فانوس ارسطو شناخته می‌شود، می‌خراشند. گونه‌های دیگر ارگانیسم‌های کوچک‌تری را می‌بلعند که ممکن است با پای لوله‌ای خود آن‌ها را بگیرند. آن‌ها همچنین ممکن است از ماهی مرده و سایر مواد حیوانی تغذیه کنند. بسیاری از خیارهای دریایی تغذیه‌کننده‌های متحرک رسوبی یا تعلیقی هستند که از پودیا باکال خود برای جذب فعال غذا استفاده می‌کنند و سپس ذرات را به صورت جداگانه در حفره‌های باکال خود پر می‌کنند. برخی دیگر مقادیر زیادی رسوب را می‌بلعند، مواد آلی را جذب می‌کنند و ذرات معدنی غیرقابل هضم را از روده خود عبور می‌دهند.

ویژگی های خارپوستان

اگرچه بیشتر خارپوستان اندازه کوچکی دارند و طول یا قطر آن‌ها تا 10 سانتی‌متر می‌رسد، برخی از آن‌ها به اندازه‌های نسبتاً بزرگی می‌رسند به عنوان مثال طول برخی از خیارهای دریایی به دو متر و قطر چند ستاره دریایی به یک متر می‌رسد. خارپوستان تنوع زیادی از فرم‌های بدن را به ویژه در میان گروه‌های منقرض شده از خود نشان می‌دهند. اگرچه خارپوستان ممکن است بسیار متفاوت به نظر برسند، اما ویژگی‌های اساسی خارپوستان شامل موارد زیر هستند.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی

کلیک کنید

• پنتامتری بودن یا تقارن 5 شاخه‌ای ویژگی متمایز خارپوستان است.
• دارا بودن یک سیستم عروقی آب یا شبکه‌ای از کانال‌های پر از آب که اغلب به پای لوله‌ای مکنده ختم می‌شود که آن‌ها را قادر می‌سازد حرکت کنند و اجسام را به دهان بیاورند.
• دارای اسکلت درونی ساخته شده از بسیاری از قطعات یا استخوانچه‌های آهکی (استخوانی) هستند.
• فقدان مغز، قلب یا چشم، اگرچه فقدان ساختار یک ویژگی مفید برای شناسایی نیست.
• فقط در دریا در سراسر جهان و در تمام اعماق یافت می‌شوند.
• تولید مثل در آن‌ها می‌تواند جنسی یا غیرجنسی باشد.

همه خارپوستان زنده دارای یک تقارن شعاعی پنج‌تایی (پنج قسمتی)، یک اسکلت داخلی و یک سیستم آبی - عروقی هستند که از کولوم (حفره مرکزی) مشتق شده است ظاهر کلی آن‌ها از نیلوفرهای دریایی ساقه‌دار گل‌مانند، خیارهای دریایی کرم‌مانند، تا ستاره‌های دریایی جزر و مدی بسیار زره‌دار یا خارپشت دریایی متغیر است. شکل کلی خارپوستان ممکن است مانند ستاره‌ای باشد که بازوهای آن از یک دیسک مرکزی کشیده شده است یا بازوهای شاخه‌دار و پر از بدنی که اغلب به ساقه متصل است، کشیده‌شده یا ممکن است گرد تا استوانه‌ای باشد.

صفحات اسکلت داخلی ممکن است با یکدیگر مفصل شوند (مانند ستارگان دریایی) یا به هم بخیه شوند تا یک سطح سفت و سخت را تشکیل دهند مانند توتیای دریایی. بدن خارپوستان در واقع از پنج بخش مساوی تشکیل شده است که هر یک شامل مجموعه‌ای تکراری از اندام‌های داخلی مختلف است. آن‌ها قلب، مغز و چشم ندارند، اما به نظر می‌رسد برخی از ستارگان شکننده قسمت‌های حساس به نور روی بازوهای خود دارند. در ادامه بخش‌های مختلف بدن خارپوستان را کامل‌تر معرفی می‌کنیم.

سیستم عروقی آبی خارپوستان

سیستم عروقی آب مجموعه پیچیده‌ای از کانال‌ها است که از بدن خارپوستان عبور می‌کنند. این سیستم بین رده‌های مختلف خارپوستان متفاوت است، اما معمولاً از طریق یک مادرپوریت غربال مانند روی سطح آبورال (بالایی) حیوان به بیرون باز می‌شود. این یک سیستم فشار هیدرولیک است که به حرکت کمک می‌کند. کانال‌ها لوله‌هایی پر از آب هستند که از طریق یک صفحه اسکلتی به نام مادرپوریت (از ریشه لاتین مادر و پوری به معنای سوراخ کوچک) که روی سطح نزدیک دهانه مقعد قرار دارد، به بیرون باز می‌شوند. آب از طریق این صفحه غربال مانند وارد لوله‌ها شده و از آن‌ها خارج می‌شود. خارپوستان با استفاده از چندین پای لوله‌ای حرکت می‌کند.

پای لوله ای خارپوستان چیست؟

پاها یا پایه‌های لوله برآمدگی‌های کوچک و ظریفی هستند که در امتداد یک لوله پر از آب به نام کانال شعاعی متصل شده‌اند. پاهای لوله‌ای از طریق سوراخ‌های کوچک اسکلت به سمت خارج گسترش می‌یابد. این پاها در پنج منطقه دسته‌بندی می‌شوند. بیشتر ستارگان دریایی، خارپشت‌های دریایی و خیارهای دریایی دارای مکنده در نوک پای لوله خود هستند. در برخی از ستارگان دریایی و ستارگان شکننده، پای لوله مانند پاروهای کوچک است. آب از طریق کانال شعاعی از مادرپوریت به پای لوله‌ای می‌رسد. دریچه‌ها از برگشت آب به کانال شعاعی جلوگیری می‌کنند.

آمپولاهای پای لوله مانند پیازهای قطره چکان عمل می‌کنند. هنگامی که یک دریچه بسته می‌شود و عضلات آمپولا منقبض می‌شوند و آمپولا را فشار می‌دهند، آب به پای لوله‌ای شلیک می‌شود و آن را گسترش می‌دهد. هنگامی که پای لوله‌ای با لایه زیرین سخت تماس پیدا می‌کند، مرکز آن عقب می‌نشیند و یک فنجان تشکیل می‌دهد و مانند یک مکنده لاستیکی خلاء ایجاد می‌کند. پای لوله‌ای به زیرلایه می‌چسبد زیرا فشار آب در لبه بیرونی آن بیشتر از فشار داخل مکنده آن است. هنگامی که عضلات آمپولا شل می‌شوند، آب به داخل آمپولا باز می‌گردد و فنجان را صاف می‌کند و خلاء را آزاد می‌کند.

داشتن تقارن شعاعی

خارپوستان کاملاً متقارن هستند و بدن معمولاً به پنج قسمت یا مضرب پنج تقسیم می‌شود. این ساختار شعاعی پنج‌وجهی خارپوستان بدن آن‌ها را قوی می‌کند. اسکلت پنج‌وجهی قوی‌تر از اسکلت چهار یا شش‌وجهی است زیرا خط ضعف نمی‌تواند مستقیماً در سراسر بدن باشد. حتی طرح بدن سه طرفه ضعیف‌تر از پنج‌طرفه است. اکثر حیواناتی که به اطراف حرکت می‌کنند، دارای تقارن دو طرفه هستند. اما خارپوستان اگرچه حرکت می‌‌کنند، اما به صورت شعاعی متقارن بوده بنابراین اصطلاحات قدامی، خلفی، پشتی و شکمی در مورد آن‌ها صدق نمی‌کنند. در خارپوستان دو سطح وجود دارد، یکی سطح دهانی جایی که دهان در آن قرار دارد و پای لوله‌ای بیرون می‌آید. پاهای لوله‌ای روی سطح دهان محدود به نواحی مشخصی به نام «نواحی آمبولاکرال» (ambulacral regions) است. سطح دیگر آبورال است که معمولاً حاوی دهانه مقعدی دستگاه گوارش است.

انواع خاپوستان

همه خارپوستان دارای ساختمانی حاوی تغییراتی در این طرح بدن دهانی - ابورال هستند. ستارگان دریایی (طبقه Asteroidea) و ستارگان شکننده (کلاس Ophiuroidea) دارای بدنی مسطح با سطح آبورال پهن رو به بالا و سطح دهانی رو به پایین هستند. هر دو گروه دارای بازوهایی هستند که از دیسک مرکزی بدن بیرون می‌زند و نواحی آمبولاکرال با پای لوله‌ای بیرون‌زده در امتداد هر یک از بازوها امتداد دارند. مانند ستاره‌های دریایی، ستارگان پردار و نیلوفرهای دریایی (کلاس Crinoidea) دارای بازوهایی هستند، اما سطح دهان به سمت بالا و دور از پایین است.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

پای لوله‌ای از سطح دهان به سمت بالا امتداد می‌یابد تا ذرات غذا را که در آن شناور هستند جذب کند. ستاره‌های پر و بال دار لایه زیرین خود را با یک سری برآمدگی‌های ریشه مانند از سطح ابورال می‌گیرند و نیلوفرهای دریایی برآمدگی‌های ساقه‌مانندی از سطح آبورال دارند که با آن به طور دائم خود را به پایین می‌چسبانند.

خارپشت‌های دریایی (کلاس Echinoidea) بازو ندارند. پلان بدنه شعاعی کروی است. سطح دهان، با نواحی آمبولاکرال و پای لوله‌ای، بیشتر کره را می‌پوشاند. سطح آبورال فقط یک دیسک کوچک در بالا است. در بیشتر جوجه تیغی‌های دریایی، خارها از سطح دهان، معمولاً بین ردیف‌های پای لوله‌ای، نیز کشیده می‌شوند. طرح بدنه شعاعی خیارهای دریایی (کلاس Holothuroidea) لوله‌ای شکل است که سطح شعاعی آن فقط یک ناحیه کوچک در انتهای مقابل دهان است. همه خارپوستان همچنین فاقد هر نوع سیستم عصبی مرکزی یا مغز هستند، اما دارای یک حلقه عصبی هستند. خارپشت‌ها همچنین دارای اسکلت‌های درونی کربنات کلسیم هستند که از اسپیکول‌های میکروسکوپی در خیار دریایی گرفته تا صفحات قابل مشاهده در ستاره‌های دریایی و خارپشت‌ها را شامل می‌شود. اکثر خارپوستان دارای سیستم گوارشی کامل و کولوم بزرگ هستند. در ادامه 5 رده مختلف خارپوستان را بررسی کرده‌ایم.

رده اکینوایدا یا توتیاهای دریایی چیست؟

جوجه‌تیغی‌های دریایی متعلق به کلاس Echinoidea هستند که به خاطر خارهای متحرکی که از بدنشان بیرون می‌زند مانند خارهای جوجه تیغی (برگرفته از کلمه یونانی echinoid به معنای شبیه جوجه تیغی) نام‌گذاری شده است. Echinoidea از حدود 900 گونه جوجه تیغی دریایی، دلار شنی، بیسکویت دریایی و خارپشت‌های قلبی تشکیل شده است. خارپشت دریایی یا توتیای دریایی در سراسر جهان از خط ساحلی اقیانوس تا اعماق زیاد و از آب‌های استوایی تا آب‌های قطبی رایج است. جوجه‌تیغی‌های دریایی نسبتا کوچک هستند. بیشتر گونه‌ها می‌توانند در کف دست شما جای بگیرند.

ویژگی های ظاهری اکینوایدا

خارها سازگاری‌هایی هستند که از جوجه‌تیغی‌ها در برابر شکارچیان محافظت می‌کنند. ستون فقرات و پای لوله‌ای به جوجه‌تیغی کمک می‌کند تا حرکت کند و غذا بگیرد. خارهای بلند، نازک و تیز برخی از توتیاهای دریایی به راحتی در گوشت نفوذ می‌کنند و در برخی گونه‌ها، مواد شیمیایی سمی روی بافت پوشاننده خارهای تیز، ضربه آن را به شدت دردناک می‌کند. تعداد کمی از گونه‌هایی که برای زندگی در منطقه‌های مواج خطوط ساحلی صخره‌ای سازگار شده‌اند، خارهایشان صاف شده است. خارهای صفحه پهن و مسطح به این خارپشت‌ها سطح مقطع کم می‌دهد و مانع از جابجایی آن‌ها توسط امواج قدرتمند می‌شود.

فیلم آموزش جانورشناسی ۱ در فرادرس

کلیک کنید

دلارهای شنی یا سکه‌های دریایی دارای خارهایی با بافت مخملی هستند که به این حیوانات کمک می‌کند تا در ماسه پنهان شوند. پدیسلاریاها (Pedicellariae) زائده‌های کوچک فک‌مانندی هستند که در بسیاری از گونه‌های خارپشت دریایی و ستاره‌های دریایی یافت می‌شوند. آن‌ها به طور معمول به بدن خارپوستان در پایه خارها متصل می‌شوند. نام pedicellaria از ریشه لاتین کلمه ped- به معنی پا و -icellus به معنای کوچک گرفته شده است. اگر چیزی سطح بیرونی آن را لمس کند، پدیسلاریا باز شده و اگر روی سطح داخلی آن لمس شود، بسته می‌شود. برخی از پدیسلاریاها سمی بوده و حاوی یک غده سمی کوچک هستند. برخی دیگر آرواره‌های قدرتمندی دارند که می‌توانند ارگانیسم‌های کوچک را خرد کنند.

توتیای دریایی چگونه است؟

اندام‌های داخلی نرم توتیای دریایی توسط ساختار سختی به نام «تست»‌ (test) محافظت می‌شود. تست خارپشت یک اسکلت داخلی سخت است که از صفحات کربنات کلسیم تشکیل شده است. صفحات در یک الگوی هندسی محکم به هم متصل می شوند که اسکلت را سفت می‌کند. از آنجایی که این تست توسط پوست یا اپیدرم بسیار نازک پوشیده شده است، به عنوان یک اسکلت درونی در نظر گرفته می‌شود. بیشتر صفحات دارای منافذ ریز هستند که از طریق آن اندام‌های داخلی تنفسی به داخل آب دریا بیرون زده‌اند. خارها به صفحات روی غده‌ها، مفاصل توپی و کاسه‌ای با عضلات متصل به اطراف پایه که ستون فقرات را حمایت و حرکت می‌دهند، متصل می‌شوند. قسمت‌های دهان جوجه‌تیغی را فانوس ارسطو می‌نامند.

توتیای دریایی چه می خورد؟

بیشتر توتیاهای دریایی گیاه‌خوار هستند و جلبک‌ها را از بسترهای سخت با پنج ساختار دندان مانند در دهان در سطح پایینی بدن می‌خراشند. تکه‌های کوچک غذا در یک لوله گوارشی طولانی حرکت می‌کند تا هضم و جذب شود. مواد غیرقابل هضم از طریق مقعد در مقابل دهان خارج می‌شوند.

رده آسترو ایدا یا ستاره دریایی

ستارگان دریایی متعلق به کلاس Asteroidea (از کلمه یونانی asteroid به معنی ستاره است) هستند. همانند خارپشت‌های دریایی ستاره‌های دریایی نیز در اقیانوس‌ها از استخرهای جزر و مدی نزدیک ساحل گرفته تا بسترهای عمیق اقیانوس در سراسر جهان زندگی می‌کنند. ستارگان دریایی در طیف وسیعی از اندازه‌ها هستند و طول آن‌ها به یک متر می‌رسد، اما اکثر آن‌ها بسیار کوچک‌تر هستند. ستارگان دریایی ممکن است قرمز، آبی یا بسیاری رنگ‌های متنوع دیگر داشته باشند. بیشتر ستارگان دریایی یک صفحه مرکزی با پنج بازوی شعاعی دارند. برخی از گونه‌ها 15 تا 40 بازو دارند. تعداد کمی از گونه‌ها بازوهای کوتاهی دارند که به سختی بیرون زده‌اند. بدن آن‌ها شبیه کوسن‌های سنجاقی است.

ویژگی های ستاره های دریایی

اسکلت ستاره دریایی، مانند خارپشت دریایی، یک اسکلت درونی متشکل از صفحات کوچک کربنات کلسیم است که در اپیدرم جاسازی شده است. این صفحات که «استخوانچه» (Ossicles) نامیده می‌شوند، بسیار کوچک‌تر از خارپشت‌های دریایی هستند. استخوانچه‌های ستاره دریایی توسط ماهیچه‌ها و بافت همبند به هم متصل می‌شوند تا شبکه‌ای را تشکیل دهند که به بازوها اجازه می‌دهد خم شده و به شکل‌هایی بپیچند تا با خطوط سنگی متناسب شوند.

ستارگان دریایی دارای سیستم عروقی آب و پاهای لوله‌ای هستند که بسیار شبیه خارپشت‌های دریایی است. شیارهای آمبولاکرال (از ریشه لاتین ambul به معنی راه رفتن) کانال‌های باریکی در سطح دهان ستاره دریایی و پر از پای لوله‌ای هستند. پایه‌های لوله‌ای عمدتاً برای چنگ زدن و حرکت استفاده می‌شود. در برخی از ستارگان دریایی که در شن و ماسه زندگی می‌کنند، نوک پای لوله‌ای به شکل دست و پا زدن است که آن‌ها را برای راه رفتن و پنهان شدن کارآمد می‌کند. ستارگان دریایی قدرت قابل توجهی در بازسازی دارند. بسیاری از گونه‌ها می‌توانند بازوی کاملی را که جدا می‌شود، بازسازی کنند. این قطعات بازسازی‌شده دنباله‌دار نامیده می‌شوند.

فیلم آموزش جانورشناسی ۱ در فرادرس

کلیک کنید

ستاره دریایی چه می خورد؟

ستارگان دریایی شکارچیانی حریص هستند که در جستجوی طعمه بر فراز اقیانوس می‌خزند. آن‌ها نه تنها از نرم‌تنان فراوانی مانند حلزون‌ها، صدف‌های خوراکی و صدف‌های دوکی شکل، بلکه از موجودات مرده در کف اقیانوس نیز تغذیه می‌کنند. «ستاره دریایی تاج خاردار» (Acanthaster planci) مرجان‌های زنده زیادی مصرف می‌کند که تهدیدی مهم برای صخره‌های مرجانی در منطقه گرمسیری هند و اقیانوس آرام محسوب می‌شود. دهان یک ستاره دریایی در دیسک مرکزی به معده باز می‌شود و مقعد در سطح بالایی قرار دارد. بیشتر ستاره‌های دریایی گوشت‌خوار هستند. اگرچه یک ستاره دریایی دندان ندارد، اما می‌تواند پولیپ‌ها و نرم‌تنان مرجانی را با بیرون راندن معده از بدن، پخش آن بر روی طعمه و هضم آن بخورد.

ستاره دریایی برای خوردن صدف، آن را در بازوهای خود می‌گیرد، مکنده‌های خود را به هر دو پوسته می‌چسباند، به طور پیوسته می‌کشد تا صدف‌ها کمی باز شوند و شکم خود را به داخل صدف می‌کشد. به این ترتیب صدف‌هایی را شکار می‌کند که پوسته آن‌ها به اندازه 0/1 میلی‌متر باز است. ستاره دریایی پس از هضم و جذب بافت طعمه، معده خود را دوباره به بدن خود می‌مکد.

رده افیرودیا یا ستاره های شکننده

ستاره‌های شکننده فراوان‌ترین خارپوستان هستند. حدود 2000 گونه در کف اقیانوس در سراسر جهان، از خط ساحلی تا اعماق زیاد، ساکن هستند. در برخی مناطق، خوشه‌هایی متشکل از میلیون‌ها ستاره شکننده به‌طور ضخیم کف آن را فرش می‌کنند. این گروه فقط در شب فعال است و در روز در زیر صخره‌ها و در شکاف‌ها پنهان می‌شود.

ویژگی های ستاره های شکننده

ستاره‌های شکننده بازوهای بلند و انعطاف‌پذیری دارند که به یک دیسک مرکزی کوچک متصل شده‌اند. استخوانچه‌های اسکلتی مجموعه‌ای از صفحات فلس‌دار را در امتداد بازوها تشکیل می‌دهند و مجموعه‌ای از استخوانچه‌های استوانه‌ای بزرگ از مرکز هر بازو می‌گذرد. این استخوانچه‌ها تا حدودی شبیه ردیف مهره‌های اسکلت ماهی هستند. آن‌ها توسط ماهیچه‌هایی که منقبض می‌شوند به هم متصل شده و یک حرکت مار مانند ایجاد می‌کنند. این حرکت مشخصه نام کلاس را Ophiuroidea (از ریشه یونانی کلمات ophio- به معنی مار و -uroid به معنای دم مانند) می‌دهد.

همچنین اساس دیگری برای نام رایج دوم آن‌ها یعنی، ستاره مارشکل است. حرکت ستارگان شکننده می‌تواند خطرناک به نظر برسد، اما برای انسان بی‌ضرر است. ردیفی از خارهای متحرک که از دو طرف بازوها بیرون زده است به حیوان کمک می‌کند تا در امتداد پایین حرکت کند. اگرچه بازوها شعاعی به نظر می‌رسند، اما یک یا دو تا از آن‌ها معمولاً منجر به کشیدن حیوان می‌شوند در حالی که بقیه در ردیابی نقش دارند. این حیوانات به این دلیل نام ستاره شکننده را گرفتند که در صورت اسیر شدن، بازویشان می‌شکند. بازوی از دست‌رفته به سرعت بازسازی می‌شود. بیشتر ستارگان شکننده کوچک با قطر دیسک مرکزی کمتر از سه سانتی‌متر هستند، اما بازوها ممکن است تا ده سانتی‌متر طول داشته باشند.

ستاره های شکننده چه می خورند؟

ستاره‌های شکننده از باقی‌مانده‌های غذایی و ذرات کوچک غذا در قسمت پایین دریا تغذیه می‌کنند. برخی از ستاره‌های شکننده بازوهای خود را به سمت بالا خم می‌کنند تا ذرات غذای معلق در آب را جمع‌آوری کنند. پاهای لوله‌ای، به شکل شاخک‌های نوک‌تیز، عمدتا برای جمع‌آوری غذا استفاده می‌شود. یک پای لوله‌ای ذرات را به پای دیگر به سمت دهان منتقل می‌کند.

رده هولوتوروئیدا یا خیارهای دریایی

کلاس Holothruoidea بیشتر با نام خیار دریایی شناخته می‌شود. خیارهای دریایی خارپوستانی استوانه‌ای هستند که شاخک‌های پردار در انتهای دهانه بدن خود دارند. آن‌ها اغلب به اشتباه کرم نامیده می‌شوند. برخی از گونه‌ها شبیه خیارهای دانه‌دار به طول چند سانتی‌متر هستند. این حیوانات ساکنان رایج صخره‌ها و سواحل سنگی در سراسر جهان هستند. تعداد کمی از گونه‌های این رده به طور مداوم در آب شنا می‌کنند و به ندرت کف دریا را لمس می‌کنند. آن‌ها تنها اعضای این گروه هستند که این کار را انجام می‌دهند. برخی از ساکنان جزایر اقیانوس آرام خیارهای دریایی را جمع‌آوری می‌کنند، روده‌های آن‌ها را جدا می‌کنند و دیواره عضلانی بدن را خشک می‌کنند و غذایی را می‌سازند که در بسیاری از کشورها خورده می‌شود.

ویژگی های خیار دریایی

برخلاف سایر گروه‌های خارپوستان، خیارهای دریایی هیچ صفحه یا استخوانچه بزرگی ندارند که یک اسکلت سفت و سخت را تشکیل می‌دهند. ساختار اسکلتی آن‌ها اسپیکول‌های میکروسکوپی است که در پوست حیوان جاسازی شده است. از آنجایی که این اسپیکول‌ها بر اساس گونه‌ها متفاوت بوده در شناسایی مفید هستند. ماهیچه‌های دیواره بدن بسیاری از خیارهای دریایی به اندازه کافی توسعه یافته‌اند تا به حرکت کمک کنند. وقتی ماهیچه‌ها منقبض می‌شوند، بدن سفت و سخت می‌شود. در برخی از گونه‌ها ماهیچه‌ها به قدری نازک هستند که اندام‌های داخلی از طریق دیواره بدن خود را نشان می‌دهند. هنگامی که این حیوانات از آب خارج می‌شوند، دیواره بدن مانند لوله پلاستیکی نازک فرو می‌ریزد.

خیار دریایی چگونه غذا می خورد؟

دستگاه گوارش در خیارهای دریایی دارای یک دهان در یک انتها، یک لوله گوارشی در مرکز و یک مقعد در انتهای دیگر است. دهان با شاخک‌هایی حلقه شده است که پاهای لوله‌ای اصلاح‌شده هستند. برخی از گونه‌ها از شاخک‌های خود برای جذب ذرات رسوبی غنی از مواد گیاهی و جانوری استفاده می‌کنند. خیارهای دریایی دیگر شاخک‌های خود را برای ربودن ذرات غذای عبوری (دتریتوس و پلانکتون) دراز می‌کنند. این رفتار آن‌ها را تا حدودی شبیه شقایق‌های دریایی می‌کند و بنابراین این کلاس Holothuroidea (از ریشه یونانی کلمه holothuroid به معنی پولیپ) نامیده می‌شود. لوله گوارش در این گروه دارای یک معده و یک روده دراز و نازک است که در آن غذا هضم می‌شود. ماسه غیر قابل هضم و سایر ذرات از طریق مقعد خارج می‌شوند.

خیار دریایی چگونه تنفس می کند؟

سیستم تنفسی خیارهای دریایی در نحوه آرایش آن غیرعادی است. آن‌ها از طریق یک ساختار داخلی به نام درخت تنفسی که به روده متصل است تنفس می‌کنند. آب دریا که از طریق مقعد وارد می‌شود، این ساختار شاخه‌ای را پر می‌کند، جایی که مایعات بدن اکسیژن را جذب می‌کند. سپس آب از طریق مقعد بازدم می‌شود. از آنجایی که مقعد در طی این فرآیند تنفسی اغلب باز است، موجودات دیگر مانند خرچنگ‌های کوچک و ماهی در میان آن‌ها گاهی وارد قسمت پایینی دستگاه گوارش و درخت تنفسی شده و ساکن می‌شوند. برخی از گونه‌های خیار دریایی مجموعه‌ای از برآمدگی‌های دندان مانند در اطراف مقعد دارند تا مهاجمان را دفع کنند.

برخی از خیارهای دریایی راه عجیب دیگری برای محافظت از خود دارند. لوله‌های کوورین شاخه‌هایی از درختان تنفسی خیار دریایی به شکل رشته‌های بلند و باریک هستند. این «لوله‌های کوورین» (Cuverian tubules) حاوی مواد شیمیایی چسبنده و سمی هستند. هنگامی که این خیارهای دریایی عصبانی شوند، می‌توانند این نخ‌های چسبنده را از مقعد بیرون بیاورند و هر شکارچی مهاجم را کاملاً درگیر کنند. لوله‌های بیرون‌زده شبیه رشته‌های اسپاگتی شل شده هستند اما مانند تار عنکبوت می‌چسبند. در شرایط مساعد، این اندام‌های داخلی به زودی بازسازی می‌شوند.

رده کرینو ایدا یا نیلوفرهای دریایی

نیلوفرهای دریایی و ستاره‌های پردار در کلاس Crinoidea (از ریشه یونانی کلمه crino به معنی سوسن) جای می‌گیرند. نیلوفرهای دریایی ارگانیسم‌های بی‌تحرکی هستند که توسط یک ساقه انعطاف‌پذیر به بستر چسبیده اند. اندام‌های گوارشی در جوانه‌ای در بالای ساقه قرار دارند که به آن کاسه گل می‌گویند. بازوهای کرینوئید از کاسه گل بیرون می‌آیند. این بازوها از صفحات آهکی که در سایر خارپوستان دیده می‌شود تشکیل شده‌اند و مانند آن‌چه در ستاره‌های شکننده دیده می‌شود، برای انعطاف‌پذیری به هم متصل شده‌اند. هر بازو دارای شیار آمبولاکرال حاوی پای لوله‌ای در مرکز است و در هر طرف با امتداد لوله‌ای به نام پینول یا بال‌چه پوشانده شده است.

نیلوفرهای دریایی چگونه غذا می خورند؟

از بازوهای پردار برای جمع‌آوری غذا از آب استفاده می‌شود، بنابراین کرینوئیدها از طریق فیلتر کردن غذا می‌خورند. ستاره‌های پردار از نظر شکل بدن شبیه به نیلوفرهای دریایی هستند. ستاره‌های پردار به جای یک ساقه متصل، زائده‌های انعطاف‌پذیر کوچکی به نام «پیچک» (Cirri) در قاعده کاسه گل دارند. این زائده‌ها به ستارگان پردار اجازه حرکت در اطراف را می‌دهند. برخی از گونه‌های ستاره‌های پردار حتی می‌توانند از بازوهای خود برای شنا کردن فعال استفاده کنند.

بازسازی و تولید مثل خارپوستان

بسیاری از خارپوستان قدرت قابل توجهی در بازسازی دارند. بسیاری از گونه‌ها به طور معمول بازوها و احشا را به صورت خودکار بازسازی می‌کنند. خیارهای دریایی اگر خود را در معرض تهدید قرار دهند اغلب قسمت‌هایی از اندام‌های داخلی خود را تخلیه می‌کنند. اندام‌ها و بافت‌های تخلیه شده در طی چند ماه بازسازی می‌شوند.

فیلم آموزش جانورشناسی ۱ در فرادرس

کلیک کنید

خارپشت‌های دریایی دائماً در حال جایگزینی خارهای از دست رفته در اثر آسیب هستند. ستاره‌های دریایی و نیلوفرهای دریایی به راحتی بازوهای خود را از دست داده و بازسازی می‌کنند. در بیشتر موارد، یک بازوی جدا شده نمی‌تواند در غیاب حداقل بخشی از دیسک به یک ستاره دریایی جدید تبدیل شود.

با این حال، در چند گونه، یک بازو می‌تواند زنده بماند و به یک فرد کامل تبدیل شود و در برخی از گونه‌ها، بازوها عمداً به منظور تولید مثل غیرجنسی جدا می‌شوند. در دوره‌هایی که دستگاه گوارش خود را از دست داده‌اند، خیارهای دریایی با مواد مغذی ذخیره‌شده زندگی می‌کنند و مواد آلی محلول را مستقیماً از آب جذب می‌کنند. بازسازی قسمت‌های از دست رفته شامل دو حالت می‌شود که در ادامه توضیح داده‌ایم.

• اپی مورفوزیس: در اپی‌مورفوزیس، سلول‌های بنیادی چه از یک مخزن ذخیره یا آن‌هایی که با تمایززدایی تولید می‌شوند یک بلاستما را تشکیل می‌دهند و بافت‌های جدیدی تولید می‌کنند.
• مورفالاکسی: بازسازی مورفالاکتیک شامل حرکت و بازسازی بافت‌های موجود برای جایگزینی قطعات از دست رفته است. تمایز مستقیم یک نوع بافت به نوع دیگر در طول جایگزینی بافت نیز مشاهده می‌شود.

تولید مثل در خارپوستان به دو صورت جنسی و غیر جنسی صورت می‌گیرد. در ادامه هر کدام از این روش‌ها را بررسی کرده‌ایم.

تولید مثل جنسی در خارپوستان

خارپوستان بسته به گونه و شرایط محیطی تقریباً پس از دو تا سه سال از نظر جنسی بالغ می‌شوند. آن‌ها تقریباً همه گونوکوریک (دارای دو جنس جدا) هستند، اگرچه تعداد کمی از گونه‌ها هرمافرودیت (دو جنسه) هستند. تخمک‌ها و سلول‌های اسپرم معمولاً در آب‌های آزاد رها می‌شوند، جایی که لقاح انجام می‌گیرد. انتشار اسپرم و تخمک در برخی گونه‌ها، معمولاً با توجه به چرخه قمری (ماه نو، ربع اول، ماه کامل و ربع آخر)، همزمان است.

در گونه‌های دیگر، افراد ممکن است در طول فصل تولیدمثل جمع شوند، در نتیجه احتمال لقاح موفق افزایش می‌یابد. لقاح داخلی در حال حاضر در سه گونه ستاره دریایی، سه ستاره شکننده و یک خیار دریایی ساکن در اعماق مشاهده شده است. حتی در اعماق پرتگاه، جایی که هیچ نوری به آن نفوذ نمی‌کند، همزمان‌سازی فعالیت تولیدمثلی در خارپوستان به طور شگفت‌انگیزی تکرار می‌شود.

برخی از خارپوستان تخم‌های خود را پرورش می‌دهند. این امر به ویژه در گونه‌های آب سرد که در آن لاروهای پلانکتون ممکن است نتوانند غذای کافی پیدا کنند رایج است. این تخم‌های باقی‌مانده معمولاً تعداد کمی هستند و با زرده‌های بزرگ برای تغذیه جنین‌های در حال رشد عرضه می‌شوند. در ستاره‌های دریایی، ماده ممکن است تخم‌ها را در کیسه‌های مخصوص، زیر بغل، زیر بدن قوس‌دار یا حتی در شکم قلبی خود حمل کند.

بسیاری از ستاره‌های شکننده هرمافرودیت هستند. تخم‌گذاری در آن‌ها بسیار رایج است و معمولاً در اتاق‌های مخصوص روی سطوح دهانی آن‌ها انجام می‌شود، اما گاهی اوقات از تخمدان یا کولوم استفاده می‌شود. در این ستاره‌های دریایی و ستارگان شکننده، رشد مستقیم بدون عبور از مرحله لاروی دو طرفه معمولاً صورت می‌گیرد. چند خارپشت دریایی و یک گونه دلار شنی تخم‌های خود را در حفره‌ها یا نزدیک مقعد خود حمل می‌کنند و با خارهای خود در جای خود نگه می‌دارند. برخی از خیارهای دریایی از شاخک‌های باکال خود برای انتقال تخم‌ها به قسمت زیرین یا پشتی که در آنجا نگه‌داری می‌شوند استفاده می‌کنند.

در تعداد بسیار کمی از گونه‌ها، تخم‌ها در کولوم نگه‌داری می‌شوند، جایی که به صورت زنده رشد می‌کنند و بعداً از طریق پارگی در دیواره بدن ظاهر می‌شوند. در برخی از گونه‌های کرینوئید، جنین‌ها در کیسه‌های مخصوص پرورش، رشد می‌کنند، جایی که تخمک‌ها تا زمانی که اسپرم آزاد شده توسط نر پیدا شود، نگه داشته می‌شوند.

تولید مثل غیرجنسی در خارپوستان

Ophidiaster granifer یکی از گونه‌های ستاره‌های دریایی است که به‌صورت غیرجنسی از طریق پارتنوژنز تولید مثل می‌کند. در برخی دیگر از زیرگروه ستاره‌ای‌ها، بزرگسالان برای مدتی قبل از بلوغ به صورت غیرجنسی تولیدمثل می‌کنند و پس از آن زمان تولیدمثل جنسی می‌کنند. در بیشتر این گونه‌ها، تولیدمثل غیرجنسی از طریق شکافت عرضی با تقسیم دیسک به دو صورت است. رشد مجدد ناحیه دیسک از دست رفته و بازوهای از دست رفته رخ می‌دهد به طوری که فرد ممکن است بازوهایی با طول‌های متفاوت داشته باشد.

اگرچه در بیشتر گونه‌ها حداقل بخشی از دیسک برای بازسازی کامل مورد نیاز است، اما در چند گونه از ستاره‌های دریایی، یک بازوی جدا شده می‌تواند در طی چند ماه به یک فرد کامل تبدیل شود. حداقل در برخی از این گونه‌ها، آن‌ها به طور فعال از این روش به عنوان روشی برای تولیدمثل غیرجنسی استفاده می‌کنند. یک شکستگی در سطح پایینی بازو ایجاد می‌شود و بازو خود را از بدنی که در طول فرآیند روی زیرلایه نگه داشته است رها می‌کند. در طول دوره رشد مجدد، آن‌ها دارای چند بازوی کوچک و یک بازوی بزرگ هستند، بنابراین اغلب به آن‌ها دنباله‌دار می‌گویند.

تولید مثل غیرجنسی با شکافت عرضی نیز در خیارهای دریایی بالغ مشاهده شده است. Holothuria parvula اغلب از این روش استفاده می‌کند، این جاندار با شکافت عرضی کمی جلوتر از نقطه میانی به دو قسمت تقسیم می‌شود. دو نیمه هر کدام اندام‌های از دست‌رفته خود را در طی چند ماه بازسازی می‌کنند، اما اندام‌های تناسلی از دست‌رفته اغلب بسیار کند رشد می‌کنند. لارو برخی از گونه‌های خارپوستان قادر به تولیدمثل غیرجنسی هستند. مدت‌هاست که این مورد در میان ستاره‌های دریایی و ستارگان شکننده شناخته شده است، اما اخیراً در یک خیار دریایی، یک دلار شنی (سکه دریایی) و یک خارپشت دریایی نیز مشاهده شده است.

فرآیند شبیه‌سازی هزینه‌ای است که لارو هم از نظر منابع و هم در زمان توسعه متحمل می‌شود. مشاهده شده است که لاروها در زمان فراوانی غذا تحت این فرآیند قرار می‌گیرند. همچنین پیشنهاد شده است که شبیه‌سازی ممکن است برای استفاده از بافت‌هایی که به طور معمول در طول دگردیسی از بین می‌روند، رخ دهد. تحقیقات اخیر نشان داده است که لاروهای برخی از سکه‌های شنی زمانی که شکارچیان را شناسایی می‌کنند (با تشخیص مخاط ماهی حل شده) خود را شبیه‌سازی می‌کنند. تولیدمثل غیرجنسی لاروهای کوچک‌تری تولید می‌کند که بهتر از ماهیان پلانکتون خوار فرار می‌کنند.

فسیل خارپوستان

قدیمی‌ترین فسیل خارپوستان شناخته شده ممکن است Arkarua از دوران پرکامبرین در استرالیا باشد. این یک فسیل دیسک مانند با برجستگی‌های شعاعی در لبه و یک فرورفتگی مرکزی پنج پر بوده که با خطوط شعاعی مشخص شده است. با این حال، هیچ استریوم یا ساختار داخلی که سیستم عروقی آب را نشان دهد وجود ندارد و شناسایی قطعی نیست. اولین خارپوستان پذیرفته‌شده جهانی در دوره کامبرین اولیه ظاهر شدند، زیرگروه ستاره‌ای‌ها در اردویسین ظاهر شدند و کرینوئیدها یک گروه غالب در پالئوزوئیک بودند. خارپوستان سابقه فسیلی گسترده‌ای از خود به جای گذاشته‌اند. این فرضیه وجود دارد که جد همه خارپوستان حیوانی ساده، متحرک و متقارن دو طرفه با دهان، روده و مقعد بوده است.

این موجودات اجدادی شیوه زندگی و تغذیه تعلیقی را اتخاذ کردند و تقارن شعاعی را توسعه دادند زیرا برای چنین جاندارانی سودمندتر بود. لاروهای همه خارپوستان حتی در حال حاضر به صورت دو طرفه متقارن هستند و همگی در دگردیسی تقارن شعاعی ایجاد می‌کنند. ستاره‌های دریایی و کرینوئیدها همچنان خود را به بستر دریا می‌چسبانند در حالی که به شکل بالغ خود تغییر می‌کنند. اولین خارپوستان بعداً باعث پیدایش گروه‌های آزادانه شدند. تکامل صفحات اندواسکلتی با ساختار استریوم و شیارهای مژگانی خارجی برای تغذیه، تحولات اولیه خارپوستان بود.

خارپوستان پالئوزوئیک کروی بوده، به بستر چسبیده بودند و با سطوح دهانی خود به سمت بالا جهت‌گیری داشتند. خارپوستان فسیلی دارای شیارهای آمبولاکرال بودند که به سمت پایین بدن امتداد می‌یابند که در دو طرف توسط براکیول‌ها حاشیه‌هایی و ساختارهایی بسیار شبیه به پینول‌های یک کرینوئید مدرن ایجاد می‌شد. این احتمال وجود دارد که جهت‌دهی رو به بالا حالت اولیه باشد و در برخی از مراحل، تمام طبقات خارپوستان به جز کرینوئیدها این حالت را معکوس کردند تا به دهان سمت پایین تبدیل شوند. قبل از این اتفاق، پودیا احتمالاً مانند کرینوئیدهای امروزی عملکرد تغذیه‌ای داشت. عملکرد حرکتی آن‌ها بعداً، پس از جهت‌دهی مجدد دهان هنگامی که پودیاها برای اولین بار با بستر در تماس بودند، ظاهر شد.

اهمیت خارپوستان در طبیعت

بخش عمده ای از رژیم غذایی سمور دریایی را خارپوستانی مانند خارپشت دریایی تشکیل می‌دهند. آن‌ها موفق به خوردن قسمت نرم خارپشت دریایی می‌شوند و در عین حال از خارهای بزرگ توتیای دریایی اجتناب می‌کنند. خارپوستان برای اکوسیستم مهم هستند. آن‌ها همچنین منبع غذا و دارو برای انسان هستند. در ادامه برخی از نقش‌های مهم خارپوستان را بررسی کرده‌ایم.

فیلم آموزش اکولوژی یا بوم شناسی دریا در فرادرس

کلیک کنید

اهمیت اکولوژیکی

خارپوستان نقش‌های زیست‌محیطی متعددی ایفا می‌کنند. سکه‌های شنی و خیارهای دریایی در شن‌ها فرو می‌روند و اکسیژن بیشتری را در اعماق بیشتر کف دریا فراهم می‌کنند. این مسئله اجازه می‌دهد تا ارگانیسم‌های بیشتری در آنجا زندگی کنند. علاوه بر این، ستاره دریایی از رشد جلبک‌ها در صخره‌های مرجانی جلوگیری می‌کند. این به مرجان اجازه می‌دهد تا راحت‌تر از طریق فیلتر تغذیه شود. بسیاری از خیارهای دریایی زیستگاه انگل‌هایی مانند خرچنگ، کرم و حلزون را فراهم می‌کنند.

خارپوستان همچنین بخش مهمی در زنجیره غذایی اقیانوس‌ها بوده و غذای اصلی بسیاری از حیوانات از جمله سمور دریایی هستند. از سوی دیگر، خارپوستان جلبک دریایی را می‌خورند و رشد آن را کنترل می‌کنند. به یاد بیاورید که خارپشت دریایی چرنده است و عمدتاً از جلبک‌های مرجانی و صخره‌ها تغذیه می‌کند. اخیراً برخی از اکوسیستم‌های دریایی توسط جلبک‌های دریایی تسخیر شده‌اند. جلبک دریایی اضافی می‌تواند کل صخره‌ها را از بین ببرد. دانشمندان معتقدند که انقراض مقادیر زیادی خارپوستان باعث این تخریب شده است.

خارپوستان به عنوان غذا

در برخی از کشورها، خارپوستان را خوراکی لذیذ می‌دانند. سالانه حدود 50000 تن جوجه تیغی دریایی برای غذا صید می‌شوند. آن‌ها بیشتر در ژاپن، پرو، اسپانیا و فرانسه مصرف می‌شوند. هم غدد جنسی نر و هم ماده خارپشت دریایی مصرف می‌شود. طعم آن نرم و مانند مخلوطی از غذاهای دریایی و میوه ذوب شده است. خیار دریایی در برخی از کشورهای جنوب شرقی آسیا به عنوان یک غذای لذیذ در نظر گرفته می‌شود. در چین از آن‌ها به عنوان پایه‌ای برای سوپ‌ها و خورش‌های ژلاتینی استفاده می‌شود.

خارپوستان به عنوان دارو

از خارپوستان همچنین به عنوان دارو و در تحقیقات علمی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، برخی از سموم خیار دریایی سرعت رشد سلول‌های تومور را کاهش می‌دهد، بنابراین علاقه به استفاده از آن‌ها در تحقیقات سرطان وجود دارد. خارپشت دریایی نیز موجودات نمونه‌ای هستند که در تحقیقات زیست‌شناسی تکوینی مورد استفاده قرار می‌گیرند. خارپشت دریایی برای مطالعه مکانیسم‌های لقاح و فعال‌سازی تخمک، فرآیندهای فیزیولوژیکی که در مراحل اولیه رشد رخ می‌دهد و تنظیم تمایز در جنین اولیه استفاده شده است.

علاوه بر این، اساس مولکولی توسعه اولیه در خارپشت دریایی مورد مطالعه قرار گرفت. گامت‌ها را می‌توان به راحتی به دست آورد، استریل کردن لازم نیست و تخم‌ها و جنین‌های اولیه بسیاری از گونه‌های رایج به طرز زیبایی شفاف هستند. علاوه بر این، رشد اولیه جنین خارپشت دریایی یک فرآیند بسیار حفاظت‌شده است. هنگامی که یک دسته از تخمک‌ها بارور می‌شوند، همه جنین‌های حاصل به طور معمول در یک زمان رشد می‌کنند. این امر باعث می‌شود که مطالعات بیوشیمیایی و مولکولی روی جنین‌های اولیه در خارپشت دریایی امکان‌پذیر باشد و به تعدادی اکتشافات بزرگ منجر شده است.

خارپوستان در کشاورزی

اسکلت سخت خارپوستان به عنوان منبع آهک توسط کشاورزان در برخی مناطق که سنگ آهک در دسترس نیست استفاده می‌شود. آهک به خاک اضافه می‌شود تا گیاهان بتوانند مواد مغذی بیشتری را جذب کنند. سالانه حدود 4000 تن از این حیوانات برای این منظور استفاده می‌شود.