专栏名称: 中科院物理所

物理所科研动态和综合新闻；物理学前沿和科学传播。

别开玩笑了，我才不是古代大荷叶！

中科院物理所 · 公众号 · 物理 · 2024-09-02 12:18

主要观点总结

本文主要介绍了海百合这一古老生物的特征、分类、生存年代、分布以及研究意义。海百合是一种棘皮动物，从奥陶纪早期至今已有四亿八千多万年的历史。它具有细茎、头状冠、萼和腕等身体部分，滤食性，以水中的浮游生物和其他悬浮物为食。海百合在地质史上贯穿了从古生代到现代的时代，是地质链中不可多得的化石和“活化石”证据。研究海百合对于了解古海洋生物的生态环境、古生物地理格局的形成机制以及海生两栖动物、爬行动物的分类演化具有科学意义。

关键观点总结

关键观点1: 海百合的概述与特点

海百合是一类古老的棘皮动物，具有头状冠、细茎、萼和腕等身体部分。它在海洋中摇曳身姿，宛如迎风招展的花束。

关键观点2: 海百合的分类与分布

海百合分为有柄海百合和无柄海百合两大类。它目前在欧洲阿尔卑斯山地区和我国贵州等地数量最多，分布于浅海、深海、热带珊瑚礁和高纬度海域。

关键观点3: 海百合的生存年代与演化

海百合最早出现于奥陶纪，并在古生代和中生代的海洋中两度繁盛。后因生物大绝灭而随大量海洋古生物一起消亡，如今多以化石形式存在。

关键观点4: 研究海百合的意义

研究海百合对于了解古海洋生物的生态环境、古生物地理格局的形成机制以及海生两栖动物、爬行动物的分类演化具有科学意义。此外，对各个时期海百合化石的研究也为了解这个时期的生物群落提供了直接证据。

关键观点5: 海百合的食用与濒危状况

除少数固定在深海的有柄海百合外，现生海百合主要是无柄的“海羽星”，其栖息环境广泛。虽然海百合的腕和柄可食用且味道鲜美，但由于过度捕捞和环境污染等原因，海百合已成为濒危物种之一，不建议随意食用。

正文

有这样一类 与恐龙同行的古老生物 ，几亿年前的它与地层融为一体，今世犹如巨型浮雕，用雄奇磅礴的方式展示着生命的原始神秘与壮丽瑰奇。

而初见它曼妙身姿的朋友，有极大概率将其错认成 “古代大荷叶” ……

档案 ◐ 海百合

图中展柜里的两件海百合分别来自中国贵州（左）和德国（右）。在三叠纪晚期，德国和贵州分别位于古特提斯海的西、东两侧。在贵州西南部的关岭一带，形成相对闭塞的静水海湾。海湾上层的海水中氧气充足、生物丰富，海面上附着在浮木上的海百合群恣意生长，当海百合群落规模膨大到让其附着的植物不足以提供足够浮力时，整个群落就会逐渐缓慢地沉入缺氧富硫、生物匮乏的海底，经过掩埋、压实、石化等一系列地质作用，最终形成一批体积庞大、结构完整且常以集群形式被完整保存的海百合化石。三叠纪末期，古特提斯海由东向西逐渐闭合，贵州隆起成为陆地。在侏罗纪中期，德国获尔兹梅登地区形成了与关岭地区相近的海洋环境，并演化出一批相近生活方式的海百合，但化石的数量、质量和完整度，均不同程度受到阿尔卑斯造山运动的影响。

/ 上下滑动查看更多 /

【物种名称】

海百合 Crinoidea

【分类】

棘皮动物门 Echinodermata 海百合纲 Crinoidea

【生存年代】

最早出现于奥陶纪（始海百合 Eocrinoidea 较海百合古老，起源于寒武纪），在古生代和中生代的海洋中曾两度繁盛。

【分布地】

目前保留下来的海百合化石以欧洲阿尔卑斯山地区和我国贵州数量最多。在浅海、深海、热带珊瑚礁和高纬度海域均有分布。

海中的百合花？它是植物还是动物？

海百合被誉为盛放于海中的百合（Sea Lily），这与海百合“细茎+头状冠”的“花状”形态有关，仔细看，海百合化石还很像莲叶的结构，因此 容易被误认为是古植物 。

许氏创孔海百合（ Traumatocrinus hsui ）化石来源：见水印

实际上，海百合是一大类古老的 无脊椎棘皮动物 ，在进化上属于较为高级的后口动物。它们出现在距今四亿八千多万年前的奥陶纪早期，在古生代石炭纪和中生代二叠纪曾两度繁盛，后因“二叠-三叠纪生物大绝灭”而随大量海洋古生物一起消亡，沉入海底经过上亿年的地质演变形成化石证据。

目前在 化石中 发现的海百合种类在 5000种 以上，而现世仅 留存600-700种 。

现生海百合 | 来源：NOAA

解密海百合的摇曳身姿

尽管海百合是动物，但是生物学家依然习惯于把海百合的身体结构分为冠（crown）、茎（stalk）、根（holdfast）三部分。

海百合个体形态示意图 | 来源：wiki，有修改

冠是海百合身体的主要部分 ，包括萼（theca）和腕（brachials），两者均由许多方解石骨板组成。

萼 （theca）

根据种的不同，萼呈碗状、球状、杯状、梨状或椭球形，上有萼盖，口孔位于萼盖之下或露于其外，外壁有萼板覆盖。

海百合的萼 | 来源：Sam Noble Museum

腕 （brachials）

腕是萼延伸出的细长附肢，两侧有排列紧密的羽肢（pinnule），羽肢又可细分数段，每一段上都附有纤毛。

不同种的海百合腕的数量也多寡不一， 原始种类有5只 ，绝大部分种类会再分支，形成10-40只腕，也有种类多达200只腕。

具有5只腕的海百合 | 来源： treehugger

具有几十只腕的海百合 | 来源： australiangeographic

海百合的腕会随着水流上下左右摆动、摇曳起伏，宛如迎风招展的花束。除了流动，腕的主要作用是帮助海百合“吃饭”。

海百合是 滤食性动物 ，以水中的浮游生物和其他悬浮物为食。丰富的腕和羽枝像一张细密的网，会网住来往的浮游生物。腕内部生有“步带沟”，沟内生有管足，管足上有大量的粘着颗粒可以粘着细小生物，这些生物最终由纤毛作用沿步带沟进入海百合口中。 “吃饱”的海百合，腕会自然地垂下来， 也是松弛感满满了。

在遇到捕食者威胁的时候，海百合会选择 “壮士断腕” 来逃跑或者躲避敌害，而假以时日，这些被切断的腕会从断口处重新生长出来，这体现了海百合强大的自体修复和再生能力，只是被切掉的腕无法通过无性繁殖发育为新的个体。

茎 （stalk）

海百合的茎（stalk）又称为柄， 由许多被称作“茎板”圆盘状骨板叠置而成，内部中空 。

根据茎板横切面形状的不同，海百合的茎又可分为圆圆茎、星星茎、星圆茎、椭圆圆茎、星椭圆茎、圆角星星茎和不规则星茎……是不是超级可爱？

海百合茎板横切面 G.椭圆圆茎 H.星星茎 I.不规则星茎 来源：文献2

实际上，作为棘皮动物的海百合，成体在形态上基本都符合“五辐对称” （即通过动物体口面至反口面的中轴可做五个对称面把动物体分成基本互相对称的两部分）。

但是并不是所有海百合都有明显的茎，有着细长茎的海百合被称为 “有柄海百合” ，一般生活在古海洋中，如今多以化石的形式存在。

从死亡到形成化石的过程中，茎可能被海浪打碎，呈现出一段段的螺丝钉状， 这些“螺丝钉”曾被误以为是史前人类文明的证据 ，但是实际上只是海百合茎的“残骨碎骸”。现存的有柄海百合大约80余种，主要生活在200米深海软泥或沙质海底。

有柄海百合（产地：德国；收藏地：上海自然博物馆）

也有种类的海百合在进化中茎变得短而粗壮，或者仅在幼年时期有茎，成年之后脱落，仅剩下茎基部中央生出的一圈或几圈钩状卷枝（hook-like cirri），用来附着海底或其他无脊椎动物，如珊瑚、海绵、海葵等。

这类海百合习惯被称为 “无柄海百合” ，多为羽星目（Comatulida）。因此，人们还送给它一个好听的名字，叫“海羽星”（feather stars）（或海羊齿）。无柄海百合可在海中营自由生活，能够更好的适应各种环境，在现生海百合中有550余种。

“海羽星”攀附在其他海洋生物上 | 来源：oceanexplorer

根 （holdfast）

部分种类的海百合在 茎的末端还会具有膨大的固着器 （holdfast），也就是俗称的“根”。这些固着器可以长成球状、锚状或者树根状，帮助海百合将自己吸附固定到海底、浮木或者礁石上。

能见到“根”的海百合化石往往与植物化石为伴 ，在关岭化石群国家地质公园的创孔海百合化石上，就可以清晰的看到成群的海百合攀附在一段浮木上。

在关岭化石群国家地质公园展示的创孔海百合化石（面积42平方米）| 来源：文献5

研究海百合有什么意义？

作为 最古老的棘皮动物 ，海百合从4亿多年前繁衍到现在， 贯穿了从古生代到现代的地质史 ，是地质链中不可多得的化石和“活化石”证据。海百合化石不但为研究这个门类的 演化进程 提供了直接证据，也为了解古海洋生物的 生态环境 提供了素材。

与海百合同时生活在三叠纪的鱼龙、海龙和鳍龙是当时海洋生态系统的主要捕食类群，而这些捕食者的伏击捕猎很多就是隐藏在海百合丛中去进行的。

相关研究对于从高级捕食者的角度理解“二叠-三叠生物大绝灭”之后生态系统的复苏重建和古生物地理格局的形成机制以及海生两栖动物、爬行动物的分类演化具有科学意义。对于各个时期海百合化石的研究，也为了解这个时期与海百合共生的生物群落提供了直接证据，为研究现代海百合奠定了基础。

贵州省博物馆中的海百合化石 | 来源：bing

观众提问

海百合这么美，能吃吗？

海百合与海星、海胆、海参等都属于棘皮动物，在深海里，海百合也 是很多鱼类补充高蛋白的优质补品 。

海百合与鱼群

除了少数固定在深海的有柄海百合，现生海百合主要是无柄的“海羽星”。它们栖息环境广泛，自日本到澳大利亚均有分布，有资料记载海百合的腕和柄都可食用、味道鲜美，还具有治疗风湿的药用价值，在日本、印度尼西亚等地颇受欢迎。

但我们并不建议取食海百合。 因为作为一种古老的棘皮动物，海百合在生态系统中的自我保护能力有限，且因为海水污染、过度捕捞等原因种类和数量均不容乐观，是 濒危物种之一 。再者，许多种类的海百合为了防止被捕食而进化出体内含有毒素的本领，这也 可能对人体健康造成威胁 。

所以，这么美丽优雅的古老生物，我们看看就好，就别总惦记着吃了吧？

来源：参考文献

参考文献：

[1] 刘桂春等. 滇东南寒武系始海百合化石的发现. 古生物学报. 2024, 53(2):233-238.

[2] 姜红霞, 杨彦嘉, 吴亚生. 塔里木盆地塔中台地上奥陶统海百合茎化石及其古生态. 古生物学报. 2022, 61(4): 590-602.

[3] 海百合：一种神奇的海生动物

http://www.gzdzbwg.org.cn/kpjy/kpbk/20240422/20240422_610080.shtml

[4] Feather stars are the closest thing we have to walking plants

https://www.australiangeographic.com.au/blogs/creatura-blog/2017/08/feather-stars/

[5] 孙媛媛, 崔杰, 刘俊. 海龙的起源和演化. 古生物学报. 2020, 59(4): 489-498.

[6] 罗永明：海百合如何见证史前生物从巅峰到灭绝？

https://ocean.cctv.com/2023/02/27/ARTI424WuGqiMkitNiVReENy230227.shtml

[7] https://blueanimalbio-mirror.github.io/wujizhui/jipi/haibaihe.htm

[8] 马志飞.“石画天雕”海百合.百科知识. 2021, 35:19-22.

[9] https://www.scuba.com/blog/feather-star/

[10] The Incredible Secret Lives of Sea Lilies and Feather Stars

https://www.treehugger.com/secret-lives-sea-lilies-and-feather-stars-4857662

[11] Feather Star: Meet the Fascinating Marine Creature

https://www.scuba.com/blog/feather-star/

[12] Crinoids: Deep-sea Lily-like Animals

https://oceanexplorer.noaa.gov/okeanos/explorations/ex1711/logs/dec7/welcome.html

[13] https://www.naturepl.com/stock-photo-fossil-of-traumatocrinus-hsui-a-crinoid-xiaowa-formation-guizhou-image01388430.html

[14] 海百合不是花，而是一种神奇的生物！

https://mp.weixin.qq.com/s/l6DSYtfX_I07ixkWrt4Ebw