海豆芽及其對生物學(xué)教學(xué)的啟示

胡桂坤 張知航 秦璐璐 張青田，*

(1 天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院 天津 300457； 2 天津市濱海新區(qū)塘沽第一中學(xué)初中部 天津 300450)

海豆芽是沿海常見的腕足動物，生活在潮間帶和淺海。在生物學(xué)課堂中提到海豆芽，往往離不開其作為“活化石”及其與軟體動物雙殼類的區(qū)別等知識點(diǎn)。目前對海豆芽已經(jīng)有了很多新的認(rèn)識和見解，本文對此進(jìn)行了簡述。

1 認(rèn)識海豆芽

海豆芽隸屬于腕足動物門，無鉸綱，海豆芽目。國內(nèi)對海豆芽早有記述，有土銚、沙屑、指甲、土坯、飯匙及水豆芽等稱謂。明刻殘本《魚書》稱海豆芽為江蟯，描述了其形態(tài)及直立于泥沙中的生活狀態(tài)[1]。在18世紀(jì)初，海豆芽是按照軟體動物來命名的，直到19世紀(jì)末期，其一直被歸入軟體動物門。海豆芽外形獨(dú)特，其體前端有兩片舌形或長卵形的殼，殼的前緣平直、后緣圓弧狀；殼后部伸出一條相對細(xì)長的柄，柄外層是半透明的角質(zhì)層。外觀上和軟體動物的雙殼類雖然很像，但是在分類特征上卻相去甚遠(yuǎn)。海豆芽殼壁脆薄，殼多糖和磷灰質(zhì)交互成層，殼面具同心紋，有時呈斷續(xù)的層狀，或具放射紋；并非含大量沉重的鈣質(zhì)。而且，海豆芽在體位上與雙殼類是完全不同的，這是教學(xué)中常常需要關(guān)注的。

海豆芽的兩片殼是背殼和腹殼，而雙殼類的是左殼和右殼。比較海豆芽和日本鏡文蛤外殼的分類特征，日本鏡文蛤是軟體動物門雙殼綱生物?？雌饋硗瑯臃胖玫膬善瑲ぃ６寡空孤兜氖歉姑妫欢毡剧R文蛤展示的則是側(cè)面。腕足動物和軟體動物雙殼類的對比，適合于學(xué)習(xí)生物體制對稱和體位等知識，有利于知識的記憶。它們內(nèi)部構(gòu)造的兩側(cè)對稱情形也可以避免生物類群的混淆。

2 海豆芽是活化石嗎

很多資料顯示，海豆芽最早出現(xiàn)在約五億年前，是世界上已發(fā)現(xiàn)生物中生存歷史最長的一個屬。目前許多中文資料(包括一些教材)，都延續(xù)著“活化石”的稱謂，少數(shù)資料提出了不同看法[2，3]。

海豆芽屬于1791年被法國科學(xué)家Bruguière正式定名，Lamarck在1801年描述了本屬的第一個種Lingulaanatina(鴨嘴海豆芽)。到了1812年在英國中生代和古生代地層發(fā)現(xiàn)第一個化石，因殼外形相似而被認(rèn)為是海豆芽。僅基于外形相似的認(rèn)識，Darwin于1859年在其著名的《物種起源》一書中將現(xiàn)生海豆芽描述為“活化石”[4]，這對后世產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

活化石的定義并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有人提出活化石的三個特征： ①具有相當(dāng)長壽命的生物，能夠從超長時期的化石中識別出；②形態(tài)差異很小，無論是與早期的譜系成員比，還是在現(xiàn)存物種之間；③幾乎沒有分類學(xué)差異[5]。還有人強(qiáng)調(diào)，一般先發(fā)現(xiàn)化石再發(fā)現(xiàn)活體，或活體與確認(rèn)的化石屬同一種且同時存在。

比較研究寒武紀(jì)早期—現(xiàn)代不同地質(zhì)時期的海豆芽化石的形態(tài)、解剖發(fā)現(xiàn)，古生代、中生代和現(xiàn)生海豆芽的殼體形態(tài)和內(nèi)部解剖方面存在較大改變。其外套膜前緣剛毛和外套管的排列方式均不同，外套腔中水流的進(jìn)出模式不同等[6,7]。隨著認(rèn)識的增長，現(xiàn)生的海豆芽已分為了Lingula和Glottidia2個屬。與明顯的形態(tài)停滯相比，現(xiàn)存海豆芽物種存在很大的遺傳差異。秦皇島海域與北部灣海域的鴨嘴海豆芽有較高的種群間基因差異[8]。越來越多的證據(jù)表明化石種與現(xiàn)存種在內(nèi)部構(gòu)造、基因和生態(tài)等方面存在很大差異，國際上在30年前就開始質(zhì)疑其活化石的稱呼了。

3 教學(xué)啟示

首先，對比是提高教學(xué)效果的好方法。事實(shí)上，包括海豆芽在內(nèi)的腕足動物具有獨(dú)特的分類學(xué)特征，與通常的認(rèn)識不同。因而，單純講解海豆芽的體位等特征通常是較難被理解的，結(jié)合雙殼綱生物的對比則易理解體制類型、身體方位等特征。

其次，教學(xué)中要關(guān)注教材內(nèi)容的更新。教材通常更新較慢，生物學(xué)教師可利用網(wǎng)絡(luò)和關(guān)注文獻(xiàn)資料，及時了解生物學(xué)相關(guān)的新成果。通過參加學(xué)術(shù)研討會議與生物學(xué)者交流，也有利于生物知識在教學(xué)中的更新。同時，應(yīng)該對重要觀點(diǎn)加文獻(xiàn)標(biāo)注以便溯源，必然有利于對新舊觀點(diǎn)的識別。