Sviluppo
Dopo che un uovo è fecondato, lo sviluppo dell’embrione risultante in un echinoderma giovanile può procedere in una varietà di modi. Piccole uova senza molto tuorlo si sviluppano in larve che nuotano libere e diventano parte del plancton, nutrendosi attivamente di piccoli organismi fino a quando si trasformano, o metamorfosano, in echinodermi giovani e iniziano la vita sul fondo del mare. Uova più grandi con una maggiore quantità di tuorlo possono svilupparsi in una forma larvale che è planctonica ma che sussiste sul proprio materiale di tuorlo, piuttosto che nutrirsi di piccoli organismi, prima di trasformarsi infine in un echinoderma giovanile. Lo sviluppo che coinvolge un uovo, stadi larvali planctonici e una forma giovanile è definito sviluppo indiretto. Lo sviluppo degli echinodermi in cui grandi uova con abbondante tuorlo si trasformano in echinodermi giovanili senza passare attraverso uno stadio larvale è definito sviluppo diretto.
Nello sviluppo diretto i giovani sono solitamente allevati dal genitore femmina. Le cure parentali o la protezione della covata vanno dall’effettivo mantenimento dei giovani all’interno del corpo della femmina fino alla loro nascita come giovani, al mantenimento dei giovani sulla superficie esterna del corpo. La protezione della covata è meglio sviluppata tra gli echinodermi antartici, artici e di acque profonde, in cui i piccoli possono essere tenuti intorno alla bocca o sul lato inferiore del corpo del genitore, come in alcune stelle marine e cetrioli di mare, o in sacchetti speciali sulla superficie superiore del corpo, come in alcuni ricci di mare, cetrioli di mare e asteroidi.
Durante lo sviluppo indiretto, l’uovo fecondato si divide molte volte per produrre una palla cava di cellule ciliate (blastula); la scissione è totale, indeterminata e radicale. La blastula si invagina ad un’estremità per formare un intestino primitivo, e le cellule continuano a dividersi per formare un embrione a doppio strato chiamato gastrula. Gli echinodermi assomigliano ai vertebrati e ad alcuni gruppi di invertebrati (chaetognati ed emicordati) nell’essere deuterostomi; il foro attraverso il quale l’intestino si apre all’esterno (blastoporo) segna la posizione del futuro ano; la bocca sorge nuovamente all’estremità opposta del corpo dal blastoporo. Un paio di sacche cave suddivise nascono dall’intestino e si sviluppano nella cavità corporea (celom) e nel sistema idro-vascolare.
La gastrula si sviluppa in un tipo larvale di base chiamato larva dipleurula, caratterizzata da una simmetria bilaterale; da qui il nome, che significa “piccoli due lati”. Una singola banda di proiezioni pelose, o cilia, si trova su ogni lato del corpo e davanti alla bocca e all’ano. Le larve caratteristiche che si trovano tra le classi viventi di echinodermi sono modifiche del modello dipleurula di base.
Perché la banda ciliata della larva dipleurula degli oloturie diventa sinuosa e lobata, ricordando così un orecchio umano, la larva è conosciuta come larva auricularia. La larva dipleurula degli asteroidi si sviluppa in una larva bipinnaria con due bande ciliate, che possono anche diventare sinuose e formare lobi o braccia; una banda si trova davanti alla bocca, l’altra dietro di essa e intorno al bordo del corpo. Nella maggior parte degli asteroidi la forma larvale nello stadio successivo di sviluppo è chiamata brachiolaria, che ha tre braccia aggiuntive usate per attaccare la larva al fondo del mare. Gli echinoidi e gli ofiuroidi hanno larve avanzate complesse molto simili nel tipo. La larva, chiamata pluteus, assomiglia al cavalletto di un artista capovolto. Ha fragili braccia formate da lobi di bande ciliate ed è sostenuta da fragili aste di calcite, il materiale scheletrico. La larva echinoide (echinopluteus) e la larva ofiuroide (ophiopluteus) hanno di solito quattro paia di braccia, ma possono averne di meno o di più. Un braccio extra non accoppiato sui plutei dei dollari della sabbia e dei ricci si estende verso il basso, presumibilmente per aiutare a mantenere la larva in posizione verticale. I crinoidi, che apparentemente non hanno uno stadio larvale dipleurulare, hanno una larva a forma di barile chiamata larva doliolaria. La larva doliolaria si verifica anche in altri gruppi; negli oloturie, per esempio, è lo stadio di sviluppo dopo la larva auricularia, che può non verificarsi in alcune specie. Una larva doliolaria di solito contiene grandi quantità di materiale tuorico e si muove con l’aiuto di diverse bande ciliate disposte a cerchio intorno al corpo.
Anche se la maggior parte degli stadi larvali sono piccoli, spesso meno di 1 mm (0,04 pollici) di lunghezza, alcuni oloturie sono noti per essere 15 mm (0.59 pollici) di lunghezza nello stadio larvale, e la lunghezza delle larve di bipinnaria di alcune stelle marine può superare i 25 mm (0,98 pollici).
Dopo alcuni giorni o diverse settimane in una forma di nuoto libero (plancton), le larve di echinodermi subiscono una complessa trasformazione, o metamorfosi, che porta all’echinoderma giovanile. Durante la metamorfosi, la simmetria bilaterale fondamentale è messa in ombra da una simmetria radiale dominata dalla formazione di cinque canali idro-vascolari (vedi sotto Forma e funzione delle caratteristiche esterne). Tra gli oloturie, gli echinoidi e gli ofiuroidi, le larve possono metamorfosare mentre galleggiano, e i giovani affondano poi sul fondo del mare; tra i crinoidi e gli asteroidi, invece, le larve si attaccano saldamente al fondo del mare prima della metamorfosi. La vita media degli echinodermi è di circa quattro anni, e alcune specie possono vivere fino a otto o 10 anni.