一、刺参的外部形态
刺参体呈扁的圆筒形，两端稍细，长20～40厘米，宽3～6 厘米，横断面略呈四角形，身体柔软，伸缩性很大。刺参离开水 及受到外界刺激后身体会很快收缩。刺参爬行时身体先收缩后 伸展，最大伸展体长可达40厘米。刺参身体分为背面和腹面， 背面稍隆起，腹面比较平坦。
刺参体壁分为5个步带区和5个间步带区，彼此相间排列。 背面有4～6行呈圆锥状的疣足，成为突起的肉刺(即变形的管 足)。腹面比较平坦，水管系统在腹面的末端突起，称为管足。 管足的末端有吸盘，因此，刺参具有吸附外物的功能。
刺参的口器位于围口膜中央，入口处呈环状突起，口四周有 檐状触手伸出。触手位于体前端腹面，通常有20个楯状触手排 列在口的周围，呈环状排列。触手生在圆筒状的柄上，前端宛如 花瓣一般，瓣的裂片呈短的水平分叉。靠着触手的扫除和抓取 作用，刺参能够收集并将食物送入口中。
刺参的肛门位于身体后端腹面，稍偏于背部。
刺参的生殖孔位于身体的前端背部、距离头部的后部1～3 厘米的间步带上。生殖孔四周色素较深、略显凹陷，特别是在生 殖季节明显可见。除生殖季节外，生殖孔一般很难看清楚。
二、刺参的内部构造
1.体壁
(1)皮层：由角质层、表皮、结缔组织和无数小型骨片组成。 最外层是角质层，具有保护作用。表皮在角质层的下面。表皮 以下是结缔组织，刺参的结缔组织较厚，也就是刺参的胶质部 分。这部分厚厚的结缔组织是刺参的主要食用部分。
(2)肌肉层：刺参的肌肉层由横纹肌和纵纹肌组成。刺参依 靠肌肉收缩加上管足的配合进行运动。
(3)体腔膜：体腔膜为肌肉层之下的一层薄膜，体腔膜内有 各个脏器，形成体腔，腔内有体腔液。体腔液内含有大量的变形 血细胞，有排泄和呼吸的功能。
2.消化系统
刺参的消化道是一条纵行管，分为触手、口、咽喉、食道、胃、 肠、总排泄腔、肛门等部分。口位于身体前端围口膜中央，口中 没有咀嚼器，周围有括约肌。口周围环生20个具有捕食技能的 触手，触手从口中伸出体外，通过触手刺参将海底混有泥沙的食 物吞入消化道中。咽喉部呈漏斗形。咽喉下端为食道，食道很 短。食道下端是富有弹性的囊状胃，刺参的胃略呈淡黄色。胃 下连接着粗细大致均匀的肠管，肠管一般透明，肠壁很薄。刺参 的肠管是体长的3倍多，是消化食物和吸收营养的部分。大肠 后端膨大形成排泄腔，总排泄腔周围有许多放射状肌肉连接在 体壁上，主要用于总排泄腔的扩大及收缩，使水进出肛门流向呼 吸树进行呼吸。总排泄腔外开口为肛门。
3.呼吸系统
刺参的呼吸器官分为呼吸树和管足两部分。通常左侧的呼 吸树比右侧要长，其细枝与肠管上面的背血管网相接。海水由 肛门进入总排泄腔，然后流入呼吸树。左侧呼吸树之外分布有 背血管网，呼吸的氧气通过背血管网进入循环系统，再由血液带 到身体的其他器官。二氧化碳经此途径随海水而排出呼吸树。
除了呼吸树具有呼吸功能外，刺参的皮肤还有呼吸技能。 刺参体腹部的管足壁甚薄，水中的氧气可经管足呼吸，二氧化碳 经此排出体外。
4.水管系统
水管系统又称步管系统，分为环状水管和辐水管。水管系 统可以通过调节水流进出管足，从而支配管足的活动。
5.循环系统
刺参没有心脏，循环系统由血管及血窦组成，血液透明呈淡 褐色。
6.神经系统
刺参的神经系统由外神经系统和深层神经系统两部分组 成。
7.生殖系统
刺参属于雌雄异体，仅从外形上是难以区分的。刺参的生 殖腺位于食道悬垂膜的两侧，为一束树枝状的分支，其驻分支为 11～13条，分支很长，在生殖季节可达20～30厘米，甚至更长。 各主分支又分出若干小分支，主分支向前在食道悬垂膜处汇合 成为一总管，它通过体壁开口于头背侧的生殖孔。生殖期间雌 性生殖腺呈杏黄色或橘红色，雄性生殖腺呈淡乳黄色或乳白色， 渔民称此时的生殖腺为“参花”。
刺参的内部构造如图2所示。
图2 刺参的内部构造
1.水管环 2.幅步管 3.触手
坛囊 4.食道骨环 5.触手
6.内筛板 7.石管 8.血管环
9.背血管 10.腹血管 11.生殖
腺 12.下降肠 13.连接血管
14.水肺 15.排泄腔 16.肛门
17.幅肌 18.血管网 19.上升肠
20.直肠 21.坛囊 22.纵肌
23.波里囊 24.食道
三、刺参的生态习性
1.栖息环境
刺参多栖息在水深1～35米的浅海区，一般生活在波流静 稳、无淡水注入、海藻茂盛的岩礁底，或大叶藻丛生的底质较硬 的泥沙底，盐度在28以上、pH值7.9～8.4、水温低于30℃、冬 季不结冰的海区。刺参的幼小个体往往生活在浅水区，较大的 成体生活在较深的海区。环境对刺参的体型大小、色泽和肉刺 有很大的影响。刺参一般是褐色或栗色，但生活在岩石底的个 体和生活在泥沙、混有贝壳及碎石底的个体相比较，前者的颜色 往往比后者要深;生活在海藻中间的刺参常常为绿色，有时变成 白色、赤褐色或紫褐色，白色的刺参极为罕见。生活在岩石底水 温较低海区的刺参个体，肉刺数量比较多而且高;生活在泥沙和 水温较高海区的刺参个体，肉刺比较肥厚，个体也较大。与刺参 栖息有密切关系的环境因素有水温、盐度、潮流、底质、饵料、稚 幼参附着场所和生活场所等，特别是水温、盐度、底质等条件是 限制刺参栖息的重要因素。
(1)水温：刺参是一种寒温带种类，对于过低或过高的水温 都不适应。海水温度低于3℃刺参摄食量减少，活动迟缓，逐渐 处于半休眠状态;当水温升高达到19℃时，刺参摄食强度又开 始大大下降，刺参日趋不活跃;水温超过20℃以后进入夏眠。 刺参夏眠的适宜水温与刺参的年龄有很大关系。幼参夏眠开始 的水温要高于成参开始夏眠的水温，即随着个体的长大，刺参开 始夏眠的水温也越来越低、时间也越早。长期处于过高或过低 水温环境中，刺参很难进行正常的生长发育。
(2)底质：底质不同刺参的分布状况也不一样。刺参喜欢栖 息于岩礁、乱石底质，有海带草丛生的泥沙底或砂泥底也有刺参 分布，纯细沙底或纯泥质底几乎看不到刺参。底质的粒子组成 不同其刺参栖息量也有差异。据调查，底质组成中含粗砂及乱 石多的地带刺参的分布密度就大，凡是含细沙及泥量多的地带 刺参的分布密度就小。
(3)盐度：刺参是最不能耐受低盐度的，刺参一般也都生活 于盐度26.2～39.3的海区。长期生活在不同环境条件下的刺 参，各自对栖息的环境产生了一定的适应性。生活于岩礁、乱石 底质的刺参，体肤颜色多呈红棕色、棕红色(红参)，要求的盐度 也较高;生活于有海带丛生的砂泥底质的刺参，体肤颜色呈黄绿 色、绿褐色(绿参)，要求的盐度要偏低一些，多分布于易受陆地 淡水影响的内湾水域。刺参耳状幼体在盐度10以下，1小时后 全部死亡;盐度20以下，12小时后有近半数个体死亡。稚参 (体长0.4毫米)在水温为15℃，盐度为25以上未见有死亡个 体，在20以下则有死亡个体出现;在水温20～25℃，盐度为20 以上无死亡个体。体长为5毫米的个体，水温15℃、盐度20以 上无死亡个体;而在水温20～25℃、盐度15以上时，亦无死亡 个体。
(4)深度：刺参纲动物的垂直分布很广，从潮间带直至数千 米的深海都有分布，而且深水中刺参在总生物量中占有很高的 比例。刺参从潮间带直至水深20米处均有分布，但是不同水深 区刺参的体重组成不同，体长3～4厘米的幼参多栖息于潮间带 低潮线附近的岩礁下，以及大型藻类及海带草的茎上营附着生 活;体重50克以下的个体分布于靠沿岸的浅水区;50～100克 的个体分布于水深5米以内的水域;体重100～150克的个体分 布于水深5～10米的水域;体重150～200克的个体分布于水深 10～15米的水域;体重200克以上的个体多分布于水深15米 以上的水域。在潮间带以及沿岸浅水区很难发现体重200克以 上的个体，同样在水深10米以上的海域几乎没有幼参的存在。
2.刺参的运动
刺参的运动主要依靠腹部密生的管足和身体横纹肌、纵纹 肌的伸缩，进行缓慢而有节奏的运动。刺参没有视觉器官，刺参 的触手、疣足和腹部的管足主司感觉。刺参背部疣足顶端有伸 缩能力很强的“尖棘”，伸出长度1毫米左右。在外界弱光和声 响等刺激下，尖棘立即缩回疣足内，体形相应迅速变化。
在平坦底质上刺参的运动没有方向性，运动是偶然的。而 在砂石、岩礁裂缝处等不平坦底质上，刺参有时沿地形运动，然 后通常转向另一个方向。由于刺参运动轨迹可转向不同方向， 再加上个体的昼夜活动区域不大，所以运动通常不超过几十平 方米。在相对平坦的底质上，刺参摄食时一般在原地不动，只弯 曲着前半截身子。在多数情况下，刺参所完成的一致性的迁移 是与食物的获取相关，这种现象称为饵料性迁移。刺参在有很 好饵料层的淤泥底上较饵料层薄的砂石或混合底的运动速度要 慢得多。
刺参的运动和觅食与水温变化有一定关系。刺参行动缓 慢，10分钟可以运动1米，在饵料丰富、环境适宜的地方则移动 范围更小，一昼夜刺参的徘徊范围也只有5米左右。若食物缺 乏，生活环境条件不良，刺参则可进行相当大范围的移动，有的 个体甚至出现全身放松、随波逐流的现象。人工饲养条件下，刺 参身体下垂漂浮于近水表面，这种漂浮现象多发生于夜间或者 清晨。清明以后，海水温度上升，刺参活动增加，在海底的礁石 上、沙泥滩上、海藻丛中到处可以看到刺参的粪便，这时候刺参 觅食频繁，刺参口周围的20条触手伸得很长，展开面很宽，摄食 强度较大。进入6月下旬(夏至以后)，海水温度上升到15℃左 右，成体刺参的运动能力和触手的伸展能力明显减弱，摄食活动 减少，进入繁殖期，陆续产卵、排精并进入“夏眠期”。10月下旬 (约在霜降以后)水温降至18℃左右，刺参结束夏眠，生长出新 的肠道而重新运动和觅食，但是秋天刺参的运动能力和觅食活 动已不如春天。
进入冬季后，由于水温较低，加之风浪较多，刺参活动减少， 只在洞穴周围运动和摄食，在风浪到来之前往往钻进石缝、洞穴 中躲藏起来。刺参对天气变化有一定的预感力，富有经验的老 捕参员有“刺参大风未到先入洞”的说法。
3.刺参的呼吸
刺参体内的呼吸树是营呼吸作用的器官，此外皮肤也具有呼 吸作用。温度不同刺参的耗氧量也不同。在刺参正常活动的温 度范围内，成体的耗氧量为0.4～0.8毫升/小时。刺参的呼吸过 程是在数次吸水之后才有一次呼水作用，每次呼吸所需要的时间 随水温的升高而缩短。水温11～14℃，每9次或10次吸水就进 行一次呼水;水温19～22℃，每9～15次吸水进行一次呼水。当 水温8℃左右，刺参仅仅是肛门口有轻微的开闭活动，难以区别是 吸水还是呼水。除掉呼吸树的个体，肛门口未发现明显的呼吸作 用。皮肤呼吸与全呼吸量之间的比例随水温的增高而增大，在水 温8.5～13.5℃时为39%～52%，在水温为18.5℃时为60%～ 90%。温度再继续升高时，其所占比例变化不大。
四、刺参异常的生理活动
1.排脏
图3 刺参的排脏
排脏是刺参在受到强烈刺激时，常常把内脏包括胃、肠、呼 吸树、背血管丛、生殖腺等排出体外的现象。刺参的排脏比其他 刺参要显著得多，排脏常常是紧接着体壁的强烈收缩，内脏通过 总排泄腔经过肛门排出体外(图3)。引起排脏的不良环境条 件，主要包括人为的干露、温度的急剧上升或下降、水质的污染 以及物理、化学刺激等。刺参排脏后，经过一定的时间内脏还可 以再生。此外，刺参在离开海水时间过长时，刺参的体壁会融 化，整个刺参将会“化掉”。所以刺参采捕后应该立即处理，不可 久放。
2.再生
棘皮动物一般都具有较强的再生能力，刺参类也不例外。 刺参的再生能力很强，若将刺参的肉刺切除，5～7天后在切除 的部位会再生出小的隆起，这些小的隆起经过30天就可以长到 1～2毫米。若将刺参的管足切除，一周后在切除部位会出现带 有色素的隆起，30天后完成再生的全过程。若将刺参的触手切 除，7～10天后伤口愈合处会出现突出的隆起，20～30天后就会 长成和原来同等长度的新触手，并且能进行正常的摄食活动。 若在刺参身体的背部或腹部切开2～4厘米长的伤口，经过5～ 7天伤口会自行愈合。将刺参拦腰横切成两段，虽然切断处的 伤口经过5～7天可以愈合，但是多数情况是不能正常愈合，造 成死亡的情况也比较多。将刺参切断后32～79天的成活率不 超过11.8%。另外，刺参身体前部和后部的再生能力也不一 样，身体后部的再生能力要大于身体前部。消化道、呼吸树的再 生速度，随刺参个体所处的不同生活期而不同。在刺参生活的 恢复期再生速度特别快，除掉消化道和呼吸树后的25～33天， 就能够再生出技能完善的消化道和呼吸树。在其他生活时期再 生出消化道或呼吸树，则需要8周甚至更长的时间。
3.夏眠
刺参的生活周期与生活环境中的水温有着密切的关系。在 水温较高时刺参就会迁移到海水较深、环境比较安静的岩石间， 既不活动也不摄取食物，这种现象叫做刺参的“夏眠”。在夏眠 期间，消化道萎缩成透明的细细线状。一般刺参夏眠需100天 左右。夏眠的持续时间与高温期的持续时间成正比，高温期越 长，刺参夏眠的时间也就越长。刺参夏眠的主要原因是水温，刺 参开始夏眠的水温也因为刺参的年龄、个体大小而有所不同。 总的趋势是刺参的年龄越大，个体越大，开始夏眠的水温就越 低。秋季当水温下降到19～20℃后，刺参结束夏眠开始复苏， 陆陆续续地从隐蔽的场所爬出，开始活动并摄食。
夏眠期间刺参的体重会有下降的现象。1龄、2龄、2～3龄 和3龄以上的刺参，在夏眠期间的失重率(身体减少的重量和减 少前重量的百分比)分别为52.8%、39.7%、45.5%和30.4%。 据日本报道，在北海道并未发现刺参的夏眠现象。我国黄海水 产研究所的专家在刺参养殖过程中观察发现，刺参在寒流来临、 水温下降时会从石棚中爬出来，寒流过后水温回升会再度返回 石棚中。
在同样的环境条件、同样的海区，不同年龄的刺参进入夏眠 的时间也不同，刺参开始夏眠的临界水温也不一样。在夏眠期 间(高水温期)，各个年龄组群的刺参在海底滩面、岩礁上的出现 率有显著差异，7月份以后3龄以上组群个体不再出现，说明这 些刺参都已进入夏眠状态。2～3龄组群的发现率由7月份的 33%逐渐下降，到9月份不再出现。2龄组群在夏眠期间的出 现频率相对稳定，1龄组群在这期间的出现频率急剧上升，由7 月份的42%猛增至8、9月份的77%～79%。在高水温期内，各 个年龄组群的刺参的消化道出现无饵料的频率也不同，2～3龄 组群7月份为25%，8月份已达到100%;1龄组群9月份达到 70%以上。这说明在8、9月份高水温期，2龄组群个体虽然在 海底滩面上可以发现，但是由于摄食活动已经很弱，实际上已经 进入夏眠状态。3龄组群以上个体在7月份，2～3龄组群在8 月份，1龄组群在9月份分别进入夏眠。25克以下的个体消化 道无明显的变化，可继续摄食，不进入夏眠。
关于刺参的夏眠临界水温众说不一，日本学者报道青刺参 为20℃，还有人说刺参夏眠临界水温是24. 5℃或者是20～ 24℃，但夏眠的临界水温与栖息的环境有关是一致的观点。研 究表明，在高水温期采用低温饲育办法，水温在10±1℃的条件 下各年龄组群的刺参能够下沉摄食。在温度比较恒定的条件 下，每头刺参的摄食量没有明显的差异，一直维持在一定的水平 上，而且刺参年龄越小每天的摄食量也相应减少。在自然水温 (常温)的条件下，随着温度升高各年龄组群刺参的摄食量相应 减少，直到停止摄食、进入夏眠状态。随着年龄的增大其停止摄 食、进入夏眠的临界水温也逐渐下降，1龄组群24.1℃，2龄组 群22.9℃，3龄以上组群21.8℃。由于水温条件不同，导致其 内部器官的外部形态及内部组织结构也出现明显差异，形成了 不同水温条件下刺参的活动、摄食、成长的显著反差。即使是经 过产卵排精的亲参，排放后立即放入低温环境中仍然能够活动、 摄食，不会出现夏眠现象。因此，水温是刺参夏眠的主要外在原 因，在高水温期采用低温处理可以使刺参不出现夏眠。
另据报道，高温对已经进入夏眠的刺参没有影响，夏季34 ～36℃的高温刺参也能正常度过。
五、刺参的摄食和生长
1.刺参的摄食
(1)刺参的食性：刺参的饵料是泥沙中的单细胞藻类(主要 是底栖硅藻)、原生动物、小动植物，如有孔虫、腹足类及桡足类、 硅藻类和鱼卵、动物的幼体、混在泥沙里的大型藻类的碎片、虾 蟹蜕下的壳、木屑、腐殖质以及其他有机碎屑等。刺参消化道的 内含物除了上述种类外，还有大量的泥沙、贝壳等。稚、幼参的 食性与其生活场所的生态条件密切相关，稚、幼参一般生活在潮 间带的石下，在大型海藻或海带草的茎上营附着生活。因此， 稚、幼参的消化道的内含物除了少量的泥沙外，大部分都是附着 性藻类。这种消化道的内含物组成可以一直维持到体重2.0～ 2.5克为止。此后，稚、幼参即由附着生活转向底栖生活。研究 表明，底栖硅藻和微生物(包括细菌等)是刺参的重要饵料来源。
(2)刺参的摄食方式：刺参捕食时借助触手的力量把饵料连 同泥沙一并送入口中。刺参的摄食是被动的，没有选择性，凡是 能够黏在触手上的物质都会被送入口中。刺参的摄食活动是在 海底等底面上一边缓慢地爬行，一边将触手不断地交替伸缩，将 触手前端黏上的物质送入口中。
(3)刺参摄食强度的变化：刺参的摄食是昼夜不断进行的。 刺参白天不活跃，经常固着不动，所以摄食量少;夜间刺参比较 活跃，摄食量也大。刺参昼夜摄食量比例为3～4：6～7。刺参 所摄食的饵料在消化道内滞留大约2个小时。刺参的摄食及其 消化道的长度与重量，随着不同季节海水温度的变化而出现周 期性变化。刺参进入夏眠期，潜入礁石底、岩缝及其他隐蔽场 所，躯体收缩不活动、不摄食，消化道内无食物，完全退化成最 短、最轻的直线状。夏眠期过后刺参开始活动摄食，进入身体的 恢复期，这时的刺参消化道也逐渐恢复，长度和重量也不断增 加。在冬季水温降到3℃以下，活动再次受阻。春季水温达到8 ～10℃是刺参进入活动的最旺盛期，摄食量增加，消化道长度可 以达到体长的5.7～6.4倍。17～19℃时刺参进入繁殖季节，摄 食量逐渐减少，消化道也开始出现退化。
(4)刺参的生长：自然水域中刺参在一年中正常活动、摄食 仅有半年，因此，刺参的生长速度是很缓慢的。6月初出生的刺 参满1年体长才达到5.9厘米，体重15.5克;满2年体长13.3 厘米，体重122.4克;满3年体长达到17.6厘米，体重307.1 克;满4年体长20.8厘米，体重472.5克。刺参的寿命至少在5 年以上。刺参的消化管很长，在体内回折两次，长度不但与体长 有关，而且与摄食强度也有一定的关系，刺参体壁与肠管重也有 一定的关系，6月份和11月份有较大的差异。6月份刺参体长 110～150毫米时，肠管长度达到320～450毫米，肠管长度是体 长的3倍;11月份刺参体长110～235毫米时，肠管长度达到 385～470毫米，肠管长度是体长的3.4倍，此时的肠管长度长 于6月份的肠管长度。6月份刺参肠重为16～27克，体壁重均 在75克以内;11月份肠重仅有10～17克，而体壁重达70～105 克。由此可见，6月份刺参因产卵体壁消瘦变轻，重量只有肠重 的2.5倍。6月份前由于摄食强度大、肠内充满食物，因而肠管 的重量较平时增加许多。
幼小刺参的食性与栖息场所的条件有很大的关系，消化管 内容物除去少量的泥沙外，大部分是附着性底栖硅藻及有机碎 屑等，这些内容物多出现在体壁重2.0～2.5克以下的刺参体 内。随着个体的增大，消化管内容物中泥沙的比例也随之加大。
(5)刺参对食物的消化吸收率：干重20克的刺参消化植物性 食物的效率为67.5%±7.3%，有机物的吸收率达到15%，小个体 (体重3克)对饵料的摄食效率较高，为76.4%±6.8%。刺参尤 其能够消化细菌细胞，细菌占据了刺参摄食需求的70%以上。