Meritähdet, -siilit, -makkarat ja -liljat ja eräät muut eläimet muodostavat piikkinahkaisten pääjakson, Echinodermata. Tieteellinen nimi juontuu kreikan sanoista ekhinos ’siili’ ja derma ’iho’, sananmukaisesti siten ’siili-ihoiset’. Aikuisina piikkinahkaiset ovat valtaosin säteittäissymmetrisiä, ja niillä on sisäinen kalkkitukiranka, jossa on piikkimäisiä ulokkeita. Niiden elinympäristönä on tunnetusti merenpohja rannikkovesistä syvänmeren altaisiin asti. Ne liikkuvat hitaasti pohjaa pitkin, mutta myös pelagisia lajeja tunnetaan; merililjat ovat kiinni-istuvia eli sessiilejä. Yksilömäärät voivat olla huomattavia, mutta ne eivät muodosta varsinaisia yhdyskuntia. Joitakin lajeja käytetään ihmisravinnoksi, ja piikkinahkaisten munia ja alkiota on käytetty yksilönkehitystutkimuksiin. Meritähdet voivat aiheuttaa vahinkoa osteri- ja simpukkaviljelmillä.
Ulkonäöltään piikkinahkaiset ovat vaihtelevia. Useimmilla meritähdillä on viisi suippenevaa haaraa, joillakin kuusi tai jopa 50; muut ovat ikäänkuin viisikulmaisia levyjä. Väritys vaihtelee meritähdillä: on keltaisia, punaisia, ruskeita ja purppuraisia. Käärmetähdillä on pieni ja pyöreä keskuskiekko, jossa on viisi ohutta, nivelikästä ja taipuisaa haaraa. Merisiilit ovat puolipallomaisia pitkine, liikkuvine piikkeineen tai kiekkomaisia ja lyhytpiikkisiä; monet lajit ovat purppuranpunaisia tai sinisiä. Merililjat ovat kukkamaisia: varren päässä on maljamainen ruumiin keskiosa, jossa on viisi haaroittuvaa uloketta; väriltään ne ovat vaihtelevia. Merimakkaroilla on pehmeä makkaramainen tai matomainen ruumis, jota peittää nahkamainen iho, joka voi olla valkoinen, punainen, ruskea tai musta.
Useimmat piikkinahkaiset ovat vaatimattoman kokoisia. Suurin meritähtilaji (Pycnopodia helianthoides) saavuttaa 80 cm:n läpimitan. Eräs syvänmeren merisiililaji (Echinosoma hoplacantha) saavuttaa 30 cm:n läpimitan, ja trooppisilla Diadema-lajeilla on 30-senttiset piikit. Synapta maculata -merikurkku tulee yli 180 cm:n mittaiseksi. Erään fossiilisen merililjan varsi oli 21 m pitkä!
Piikkinahkaisten toukat ovat symmetrialtaan kaksikylkisiä, mutta kehittyvät säteittäissymmetrisiksi ja viisiosaisiksi, eikä niissä ole erotettavissa päätä, aivoja eikä jaokkeisuutta. Useimmat sisäelimet ovat ripsellisiä. Ruumiin pinnalla on viisi säteittäistä ambulakraalialuetta, joista liikuntaeliminä toimivat putkijalat työntyvät esiin. Ruumista peittää hyvin kehittynyt epidermi, ja sen alla on luja tukiranka, joka koostuu kalkkikilvistä, joissa on useimmiten piikkejä. Merimakkarat ovat piikkinahkaisista pehmeimpiä.
Ruoansulatuskanava on piikkinahkaisilla yksinkertainen ja päättyy tavallisesti peräaukkoon suupuolen vastakkaisella puolella. Verenkiertoelimistö on säteittäinen mutta surkastunut. Sitä korvaa laajan ruumiinontelon sisältämä neste, jossa on amebamaisia soluja (amebosyyttejä). Ontelo on ripsekkään kalvon verhoama. Osasta toukan ruumiinonteloa tulee vesiputkilosto, jonka osana putkijalat ovat. Liikkumisen lisäksi ne toimivat ravinnon käsittelijöinä ja hengityseliminä. Hermosto koostuu suun ympäri kulkevasta renkaasta ja säteittäishermoista.
Piikkinahkaiset ovat lisääntymiseltään tavallisimmin yksineuvoisia eli niillä on koiras- ja naarasyksilöitä, jotka eivät kylläkään eroa toisistaan ulkonäöltään. Sukurauhaset ovat isokokoiset ja niiden tiehyet yksinkertaiset. Munasolujen tuotanto on runsasta, ja hedelmöitys tapahtuu vedessä ulkoisesti. Toukat ovat mikroskooppisen pieniä, ripsekkäitä, läpikuultavia ja tavallisesti vapaana uivia. Ne käyvät läpi muodonvaihdoksen ja muuttuvat säteittäisiksi. Muutama piikkinahkaislaji synnyttää eläviä poikasia, muutama lisääntyy myös suvuttomasti jakautumalla, ja monet kykenevät kasvattamaan uuden ruumiinosan menetetyn tilalle (regeneraatio).
Evoluutio
Piikkinahkaiset yhdistettiin aikoinaan polttiaiseläinten (Cnidaria) ja eräiden muiden kanssa säteittäiseläinten ryhmäksi (Radiata), mutta ne ovat melko eristyneessä asemassa selkärangattomien joukossa kehittyneine elimistöineen säteittäissymmetrisessä ruumiissa. Piikkinahkaisten ikiomat erikoisuudet kuten vesiputkilosto, siihen liiittyvät putkijalat ja kalkkinen sisäinen tukiranka viittaavat varhaiseen eriytymiseen eläinten evoluutiopuussa. Jo kambrikaudella piikkinahkaiset olivat eriytyneet nykyäänkin eläviksi ja eräiksi hävinneiksi alaryhmikseen. Fossiilisto on runsas. Varhaisia pääjakson edustajia olivat vapaina merenpohjalla eläneet Helicoplacus ja Eocystites varhaiselta kambrikaudelta. Nykyinen Platasterias edustaa ryhmää, joka muutoin hävisi jo 400 miljoonaa vuotta sitten.
Se että piikkinahkaisten toukkavaihe on kaksikylkinen ja aktiivisesti liikkuva ja aikuisesta niin radikaalisti poikkeava, vihjaa siihen, että piikkinahkaiset polveutuvat jostain vapaasti liikkuneesta ja varsin kehittyneestä kantamuodosta. Piikkinahkaisilla onkin joitakin ominaisuuksia, jotka muistuttavat selkäjänteisiä (Chordata), joihin kuulumme me selkärankaisetkin.
Ensinnäkin alkion suuaukko muodostuu päälimmäisen solukerroksen eli ektodermin sisäänpainautumana, joka yhdistyy keskikerroksesta eli mesodermista muodostuneeseen nieluun ja suoleen, ja aiemmin kehittyneestä suuaukosta eli blastoporista tulee peräaukko. Toiseksi ruumiinontelo muodostuu alkion varhaisvaiheen ontelosta eikä mesodermin halkeamisesta kahtia (näin mm. nilviäisillä ja nivelmadoilla). Kolmanneksi munasolu jakautuu radiaalisesti, säteittäisesti, eikä spiraalimaisesti, kierteisesti. Neljänneksi piikkinahkaisilla ja selkäjänteisillä on alkion keskimmäisestä solukerroksesta kehittynyt sisäinen tukiranka eikä muiden selkärangattomien tapaan ektodermista kehittynyt ulkoinen tukiranka. Ja viidenneksi, toukka muistuttaa joidenkin esiselkäjänteisten (Hemichordata) toukkaa.
Niinpä näiden kolmen mainitun eläinpääjakson – piikkinahkaisten, esiselkäjänteisten ja selkäjänteisten – on ajateltu olevan toisilleen sukua, ja ne on yhdistetty uusi- eli jälkisuisten pääjaksoryhmäksi, Deuterostomia. Myös geeniselvitykset tukevat tätä ajatusta.
Luokittelu
Nykyiset piikkinahkaiset jakautuvat videksi luokaksi, jotka edustavat kolmea alajaksoa: Crinozoa (merililjat), Asterozoa (meri- ja käärmetähdet) ja Echinozoa (merisiilit ja merimakkarat). Pitkän evoluutiohistoriansa aikana monet muut piikkinahkaisluokat ja -alajaksot ovat hävinneet.
† = sukupuuttoon hävinnyt
Pääjakso Echinodermata, piikkinahkaiset
- alajakso Homalozoa †
- luokka Homostelea †
- luokka Homoiostelea †
- luokka Stylophora †
- luokka Ctenocystoidea †
- alajakso Crinozoa
- luokka Crinoidea, merililjat
- luokka Edrioasteroidea †
- luokka Cystoidea †
- luokka Rhombifera †
- alajakso Asterozoa
- luokka Ophiuroidea, käärmetähdet
- luokka Asteroidea, meritähdet
- alajakso Echinozoa
- luokka Echinoidea, merisiilit
- luokka Holothuroidea, merimakkarat
- luokka Ophiocistioidea †
- luokka Helicoplacoidea †
- alajakso Blastozoa †
- luokka Blastoidea †
- luokka Cystoidea †
- luokka Eocrinoidea †
- luokka Paracrinoidea †