ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
CEMINAR
HỌC PHẦN:
SINH HỌC PHÁT TRIỂN CÁ THỂ ĐỘNG VẬT
QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÁ THỂ
Ở CẦU GAI
Học viên thực hiện:
Phạm Thị Phương Anh
Lương Thị Ngọc Diệp
Trần Đức Hải
Lê Thị Ngọc Hoa
Huế, tháng 05/2008

1. Phân loại
Lớp Cầu gai (Echinoidea) thuộc phân ngành Eleutherozoa,
thuộc ngành Da gai (Echinodermata).
Có khoảng 800 loài hiện sống, 2.500 loài hoá thạch.
Có 2 phân lớp:
- Phân lớp Cầu gai đều (Regularia): Cơ thể cấu tạo điển
hình, hình cầu.
- Phân lớp Cầu gai không đều (Irregularia): Cơ thể dẹt theo
hướng miệng - đối miệng, hình đĩa hay hình túi, hậu môn không
ở trên trục đối xứng mà chuyển sang mặt phẳng gian phóng xạ.
Một số nội quan của một số nhóm bị tiêu giảm một phần.

2. Sinh thái, phân bố
Cầu gai sống trên thềm biển và vùi trong cát biển. Thức ăn
chính là rong, tảo, mùn bã và động vật nhỏ.
Ở biển Việt Nam có khoảng 70 loài, gặp nhiều ở các vùng

quanh miệng, thực chất là biến đổi của các phần xoang cơ thể.
Hệ sinh dục cấu tạo đơn giản, tuyến sinh dục phân tính dạng
vòng, bao quanh ruột sau (con non), con trưởng thành thì hình
túi.
Không có cơ quan bài tiết. Sự bài tiết chủ yếu do các tế bào
amip trong xoang cơ thể đảm nhận.

Hệ thần kinh có 3 bộ phận khác nhau, đối xứng toả tròn:
1) Mạng thần kinh miệng (ectoneural system) nằm ở mặt
miệng. Gồm có vòng thần kinh trung tâm bao quanh hầu, thực
quản và các dây thần kinh phóng xạ nằm ở lớp biểu mô. Từ
đây có 2 dây thần kinh đi tới nội quan, chức năng chủ yếu là
thụ cảm.
2) Mạng thần kinh dưới da (hyponeural system) nằm phía
dưới mạng thần kinh miệng, kém phát triển, điều khiển vận
động của nội quan.
3) Mạng thần kinh đối miệng(entoneural system) có mối liên
với biểu mô thể xoang.
Cơ quan thị giác và thăng bằng chuyên hoá ở dạng đơn
giản, các tế bào cảm giác như xúc giác, khứu giác và vị giác
nằm rải rác ở chân ống, tua miệng
Nhìn chung hệ thần kinh của động vật da gai còn giữ nhiều
nét cổ, mạng thần kinh miệng và mạng thần kinh dưới da còn
nằm trong biểu mô hay nằm ngay dưới biểu mô. Xu hướng tập
trung tế bào thần kinh thành hạch không rõ.

4. Sinh sản và phát triển của cầu gai
4.1. Quá trình tạo giao tử
4.1.1. Quá trình sinh tinh
Tinh trùng được tạo ra từ tuyến sinh dục đực.

b. Phần giữa:
Nằm ngay phía sau đầu là một cổ ngắn nối đầu và đuôi tinh
trùng. Phần giữa có các ty thể xếp xoắn ốc, bao quanh sợi
trục bên trong.
c. Phần đuôi:
Là một cấu trúc phức tạp. Cơ quan vận động chính của đuôi
là sợi trục (axoneme), được tạo thành bởi các vi ống xuất phát
từ trung tử ở phần dưới của nhân. Sợi trục bao gồm hai vi ống
trung tâm được bao chung quanh bởi chín cặp vi ống. Các vi
ống này được cấu tạo bởi các protein là α và β-tubulin. Gắn
vào các vi ống bên ngoài là protein dynein. Dynein có khả
năng thuỷ phân ATP và biến đổi năng lượng hoá học thành
công năng giúp cho tinh trùng chuyển động

4.1.2. Quá trình sinh trứng
Từ các tế bào sinh dục nguyên thủy hay các noãn bào
nguyên thủy phân chia nguyên nhiễm nhiều lần cho ra các
noãn nguyên bào. Các noãn nguyên bào sau một quá trình
phân chia và tăng trưởng cho ra các noãn bào. Các noãn bào
bắt đầu phân chia giảm nhiễm cho ra hai tế bào: tế bào to có
thể tích bằng tế bào trứng nên gọi là tế bào trứng; tế bào nhỏ
do cực động vật sinh ra nên gọi là cực cầu (thể cực). Tế bào
trứng lại phân chia lần thứ hai thành tế bào trứng chín và thể
cực thứ hai, cùng lúc đó thể cực thứ nhất cũng phân chia
thành hai thể cực. Kết quả tạo ra bốn tế bào trong đó chỉ có
một tế bào trứng có thể thụ tinh còn ba tế bào còn lại (ba thể
cực) không có khả năng nói trên. Đây là sự khác biệt với quá
trình sinh tinh.
Một cầu gai mẹ có thể cung cấp hơn 20 triệu trứng.


Hình 6. Các giai đoạn trứng chín của
thời điểm tinh trùng xâm nhập

Màng nguyên sinh bao quanh tế bào chất, có khả năng điều
hòa sự trao đổi ion trong quá trình thụ tinh và hợp nhất với
màng tế bào tinh trùng
Bên ngoài màng nguyên sinh là màng noãn hoàng. Màng
noãn hoàng có ít nhất là tám loại glycoprotein cần thiết cho sự
nhận dạng đặc hiệu của tinh trùng.
Nằm ngay bên dưới màng nguyên sinh là 1 lớp vỏ mỏng
khoảng 5µm. Tê bào chất của vùng này cứng hơn phía trong
và có nhiều phân tử actin hình cầu. Trong quá trình thụ tinh,
các phân tử actin bị polyme hóa tạo thành các vi sợi. Các vi
sợi này cần cho sự phân cắt tế bào.
Nhiều tế bào trứng còn có một lớp mỏng bên ngoài màng
noãn hoàng gọi là lớp keo cấu tạo từ glycoprotein, có nhiều
chức năng nhưng phổ biến nhất là để hấp dẫn hoặc hoạt hóa
tinh trùng.

Hình 7. Bề mặt trứng chưa thụ tinh của cầu gai

4. 2. Quá trình thụ tinh
Sự thụ tinh xảy ra trong nước biển. Sự thụ tinh bao gồm các
hoạt động cơ bản:
- Sự nhận biết và tiếp xúc giữa tinh trùng và trứng.
- Sự xâm nhập của tinh trùng vào trứng: trứng có cơ chế cản
trở sự xâm nhập của nhiều tinh trùng, chỉ cho phép một tinh
trùng đi vào
- Sự hợp nhất nguyên liệu di truyền của tinh trùng và trứng
- Sự hoạt hóa trao đổi chất của trứng để bắt đầu phát triển

trên bề mặt của trứng. Sự gắn này mang tính đặc hiệu của
loài nhờ một protein thể đỉnh là bindin. Protein này có khối
lượng 350kDa. Hơn nữa, sự tương tác giữa bidin với trứng
có tính đặc hiệu: bidin được trích từ thể đỉnh của loài nào
chỉ gắn vào màng trứng của loài ấy.
Bằng kĩ thuật miễn dịch học, Vacquier cũng đã chứng
minh rằng bidin nằm ở một vị trí xác định trên mấu thể đỉnh.
Các nghiên cứu về hóa sinh học đã cho thấy bidin hoàn
toàn khác nhau ở những loài cầu gai có quan hệ gần. Đó là
do trên màng noãn hoàng hoặc màng nguyên sinh của trứng
có các thụ thể bidin đặc trưng.