Trong phân loại học truyền thống, có năm lớp da gai: Crinoidea (Huệ biển), Asteroidea (sao biển), Ophiuroidea (đuôi rắn), Echinoidea (nhím biển, cầu gai) và Holothuroidea (hải sâm), vào năm 1986 một nhóm da gai khác thường, được tìm thấy trên các khúc gỗ chìm dưới biển sâu và được đặt tên là Xyloplax, có thể đại diện cho lớp da gai thứ sáu Concentricycloidea (Baker và cộng sự, 1986), Tuy nhiên, hiện nay vẫn có nhiều ý kiến cho rằng Xyloplax là một biến dị của lớp sao biển Asteroidea.
2.2.2.2. Phương pháp hình thái
➢ Đặc điểm phân loại Sao biển – Asteroidea
Hầu hết các sao biển có năm chân (hoặc bội số của năm) tỏa ra từ một đĩa trung tâm. Sao biển không có não mà chỉ có một vòng các tế bào thần kinh đơn giản. Mắt nằm ở đầu mỗi chân. Nếu chân của sao biển bị đứt, nó có thể tự mọc lại sau một thời gian.
- Màu sắc: Là một trong những đặc điểm dễ nhận biết khi đi kèm với hình thái của loài, tuy nhiên chỉ có giá trị tham khảo vì màu sắc của sao biển thay đổi theo môi trường sống;
- Miệng ở mặt bụng, hậu môn và lỗ trao đổi nước nằm ở giữa mặt lưng nhưng ở một số loài thuộc họ Luidiidae, Astropectenidae .v.v. không có những đặc điểm này;
- Bộ xương bao phủ bởi nhiều tấm canxi có kích thước khác nhau hoặc thay đổi thành các hình thù khác nhau tùy theo loài (tấm hình đa giác, hình tròn, hình gai .v.v.). Bộ xương có thể cứng hoặc mềm;
Hình 2.5. Hình thái giải phẫu ngoài của sao biển (Theo EnchantedLearning.com)
➢ Đặc điểm phân loài Cầu gai – Echinoidea.
Cá thể cầu gai trưởng thành có đối xứng xuyên tâm năm mặt. Lớp vỏ có những mảng vôi cứng, và được gọi là tấm xương (test). Cầu gai có thân hình cầu và gai dài tỏa ra từ cơ thể. Các gai được sử dụng để bảo vệ, di chuyển và tìm kiếm thức ăn. Bên trong gai có năm hàng chân ống nhỏ với các giác hút giúp chúng có thể chuyển động, tìm kiếm thức ăn và cố định dưới đáy biển. Cơ quan tự vệ được gọi là pedicellarine là những cấu trúc nhỏ được sử dụng để tự vệ và tìm kiếm thức ăn. Cầu gai không có não bộ giống như tất cả các loài da gai khác. Miệng giống như móng vuốt và nằm ở mặt dưới; thường có 5 cái tấm đĩa giống như răng hướng vào trong và được gọi là Aristotle lantern. Hậu môn và lỗ sinh dục nằm ở mặt lưng.
Hình 2.6. Hình thái giải phẫu ngoài của Cầu gai (Theo EnchantedLearning.com)
➢ Đặc điểm phân loại Hải Sâm (Holothuroidea)
Khác với hai nhóm trên, cơ thể của nhóm hải sâm mềm mại hơn, trừ một số ít loài có các nhú thịt hoặc gai bao phủ.
- Cơ thể có hình xúc xích hoặc hình giun, đối xứng, miệng và hậu môn nằm ở phía đối diện nhau.
- Cơ quan ambulacra thường sắp xếp theo 3 hàng xếp bụng (Trivium) và hai lưng (bivium).
- Hệ thống chân (Podia) Trong một số loài thuộc họ Cucumariidae có các podia được giới hạn cho hai hàng dọc theo mỗi ambulacrum. Trong các loài khác, podia đã trở thành các gai trên bề mặt cơ thể (Thyone). Các loài trong bộ Aspidochirotida có sự phân hóa rõ rệt phần lưng - bụng, và chân (podia) - bụng. Trong nhóm Molpadida và Apodida các chân (podia) bị giảm về số lượng (Molpadida) hoặc vắng mặt (Apodida).
- Miệng là đầu cuối ở phía sau, được bao quanh bởi màng mỏng và thường được bao quanh bởi một vòng tròn cácxúc tu (là phần kéo dài của chân miệng), thường có từ 10-30 xúc tu (bội số của 5), xúc tu thường có hình dạng khác nhau tùy thuộc từng bộ, vì dụ Dendrochirotida xúc tu có hình cây, bộ Apoda có hình dạng lông chim … (hình 2.7)
- Gai xương của hải sâm: Gai xương phân bố rải rác trong thành cơ thể, Gai xương là đặc điểm hình thái quan trọng để phân loại hải sâm, gai xương có nhiều dạng như dạng tháp, dạng nút, dạng que…vv.
- Cơ quan tự loại bỏ (autoevisceration): Nằm ở phần cuối cơ thể có chức năng tự loại bỏ nội tạng (hẹ thống hô hấp ở phía cuối). Khi bị kích thích, một số loài có khả năng đẩy toàn bộ ruột của chúng và cơ quan hô hấp (autoevisceration). Trong một thời gian nhất định các nội quan này sẽ được tái sinh.
Như vậy, các đặc điểm chính được sử dụng trong phân loại hải sâm là: Hình dạng cơ thể, thành cơ thể, cách sắp xếp và hình thái học của hệ thống chân (podia) và xúc tu, hình dạng của gai xương và vòng canxi và quan trọng nhất là cấu trúc và hình thái các gai xương dùng để phân loại đến bậc loài.
a. Cấu tạo, hình thái ngoài
Hình 2.7. Hình thái giải phẫu ngoài của Hải sâm (Purcell et al. 2012) b. Hình thái xúc tu và gai xương
Hình 2.9. Hình dạng các loại xương (Carpenter & Niem 1998)
Để phân loại các loài da gai, có thể sử dụng một số tài liệu sau (Cherbonnier G. 1979; Cherbonnier G. & Du 1980; Clark 1938; Clark A. M. and F. W. E. Rowe 1971; Coleman 2007; Colin & Arneson 1995; Gosliner 1996; Gray 1847, 1866; Imaoka T. et al. 1991; Kogo I. 1998; Linliao & Clark 1995; Purcell et al. 2012; Schultz H. 2006)