Большинство медуз в отличие от пресноводной гидры. У пресноводной гидры, медузы и кораллового полипа. Внешнее строение гидры
Гидра. Обелия. Строение гидры. Гидроидные полипыОбитают в морских, редко — в пресных водоемах. Гидроидные — наиболее просто организованные кишечнополостные: гастральная полость без перегородок, нервная система без ганглиев, половые железы развиваются в эктодерме. Нередко образуют колонии. У многих в жизненном цикле имеется смена поколений: полового (гидроидные медузы) и бесполого (полипы) (см. Кишечнополостные ).
Гидра (Hydra sp.) (рис. 1) — одиночный пресноводный полип. Длина тела гидры около 1 см, нижняя его часть — подошва — служит для прикрепления к субстрату, на противоположной стороне находится ротовое отверстие, вокруг которого располагаются 6-12 щупалец.
Как у всех кишечнополостных, клетки гидры располагаются двумя слоями. Наружный слой называется эктодермой, внутренний — энтодермой. Между этими слоями — базальная пластинка.
рис. 1.
1 — рот, 2 — подошва, 3 — гастральная полость, 4 — эктодерма,
клетки, 8 — эпителиально-мускульная клетка эктодермы,
9 — нервная клетка, 10 — эпителиально-мускульная
клетка энтодермы, 11 — железистая клетка.
В эктодерме присутствуют стрекательные клетки трех типов: пенетранты, вольвенты и глютинанты.
Клетка-пенетрант — грушевидной формы, имеет чувствительный волосок — книдоциль, внутри клетки располагается стрекательная капсула, в которой находится спирально закрученная стрекательная нить. Полость капсулы заполнена токсичной жидкостью. На конце стрекательной нити находятся три шипика. Прикосновение к книдоцилю вызывает выброс стрекательной нити. При этом в тело жертвы вначале вонзаются шипики, затем по каналу нити впрыскивается яд стрекательной капсулы. Яд оказывает болевое и парализующее действие.
Стрекательные клетки двух других типов выполняют дополнительную функцию удерживания добычи. Вольвенты выстреливают ловчие нити, опутывающие тело жертвы. Глютинанты выбрасывают клейкие нити. После выстреливания нитей стрекательные клетки отмирают. Новые клетки образуются из интерстициальных.
Гидра питается мелкими животными: ракообразные, личинки насекомых, мальки рыб и др. Добыча, парализованная и обездвиженная с помощью стрекательных клеток, направляется в гастральную полость.
Гастральная полость выстлана клетками энтодермы: эпителиально-мускульными и железистыми. В основании эпителиально-мускульных клеток энтодермы находятся мускульные волокна, расположенное в поперечном направлении по отношению к оси тела, при их сокращении тело гидры сужается. Участок эпителиально-мускульной клетки, обращенный в гастральную полость, несет от 1 до 3 жгутиков и способен образовывать ложноножки для захвата пищевых частиц. Кроме эпителиально-мускульных имеются железистые клетки, секретирующие в кишечную полость пищеварительные ферменты.
рис. 2.
1 — материнская особь,
2 — дочерняя особь (почка).
Гидра размножается бесполым (почкование) и половым способами. Бесполое размножение происходит в весенне-летний сезон. Почки закладываются обычно на срединных участках тела (рис. 2). Через некоторое время молодые гидры отделяются от материнского организма и начинают вести самостоятельную жизнь.
Половое размножение происходит осенью. В период полового размножения в эктодерме развиваются половые клетки. Сперматозоиды образуются на участках тела поблизости от ротового отверстия, яйцеклетки — ближе к подошве. Гидры могут быть как раздельнополыми, так и гермафродитными.
После оплодотворения зигота покрывается плотными оболочками, образуется яйцо. Гидра погибает, а из яйца следующей весной развивается новая гидра. Развитие прямое без личинок.
Гидра обладает высокой способностью к регенерации. Это животное способно восстанавливаться даже из небольшой отрезанной части тела. За процессы регенерации отвечают интерстициальные клетки. Жизнедеятельность и регенерация гидры были впервые изучены Р. Трамбле.
Обелия (Obelia sp.) — колония морских гидроидных полипов (рис. 3). Колония имеет вид кустика и состоит из особей двух видов: гидрантов и бластостилей. Эктодерма членов колонии выделяет скелетную органическую оболочку — перидерму, которая выполняет функции опоры и защиты.
Большая часть особей колонии — гидранты. Строение гидранта напоминает строение гидры. В отличие от гидры: 1) рот расположен на ротовом стебельке, 2) ротовой стебелек окружен множеством щупалец, 3) гастральная полость продолжается в общем «стебле» колонии. Пища, захваченная одним полипом, распределяется между членами одной колонии по разветвленным каналам общей пищеварительной полости.
рис. 3.
1 — колония полипов, 2 — гидроидная медуза,
5 — молодой полип с почкой.
Бластостиль имеет вид стебелька, не имеет рта и шупалец. От бластостиля отпочковываются медузы. Медузы отрываются от бластостиля, плавают в толще воды и растут. Форму гидроидной медузы можно сравнить с формой зонтика. Между эктодермой и энтодермой находится студенистый слой — мезоглея. На вогнутой стороне тела, в центре, на ротовом стебельке находится рот. По краю зонтика свешиваются многочисленные щупальца, служащие для ловли добычи (мелкие рачки, личинки беспозвоночных и рыб).
Четыре гонады образуются в эктодерме на вогнутой поверхности тела под радиальными каналами. В гонадах формируются половые клетки.
Из оплодотворенной яйцеклетки развивается личинка паренхимула, соответствующая подобной личинке губок. Затем паренхимула преобразуется в двухслойную личинку планулу. Планула, поплавав при помощи ресничек, оседает на дно и превращается в нового полипа. Этот полип путем почкования образует новую колонию.
Для жизненного цикла обелии характерно чередование бесполого и полового поколений. Бесполое поколение представлено полипами, половое — медузами.
Описание других классов типа Кишечнополостные.
Бродя по берегу моря, мы часто видим гряды выброшенных волнами зеленоватых, бурых или коричневых спутанных комков жестких нитей. Очень мало кто знает, что значительная часть этой «морской травы» имеет не растительное, а животное происхождение. Всякий, кто бывал на море, конечно, видел, что все камни, сваи и другие подводные предметы обрастают какими-то нежными кустиками, извивающимися в волнах. Если собрать такие кустики и посмотреть их под микроскопом, то наряду с настоящими водорослями можно увидеть и нечто совсем особенное. Вот перед нами коричневая членистая веточка с розовыми комочками на концах. Вначале розовые комочки неподвижны, но стоит им несколько минут постоять спокойно, и они начинают шевелиться, вытягиваться в длину, приобретая форму маленького кувшинчика с венчиком щупалец на верхнем конце тела. Это полипы гидроида
А вот еще кустик, полипы на нем сидят внутри прозрачных колокольчиков. Внешне они очень похожи на полипов эудендриум, но ведут себя совершенно иначе. Стоит слегка дотронуться до полипа концом иголки, как он стремительно втягивается в глубь своей защитной оболочки- колокольчика. На этом же кустике можно найти и медузок: они так же, как полипы, скрыты внутри прозрачной защитной оболочки.
Медузы плотно сидят на тонком бесщупальцевом полипе. Это колония гидроида обелии (Obelia).
Теперь, когда мы можем отличать гидроидов от водорослей, следует обратить внимание на перовидную колонию аглаофении (Aglaophenia). У этого вида, очень обычного у нас на Черном море, кормящие полипы сидят на веточке в один ряд. Каждый заключен в чашечку — гидротеку и окружен тремя защитными полипами.
Свободноплавающих медуз у аглаофении не образуется, а недоразвитые особи медузоидного поколения спрятаны внутрь очень сложного образования- корзиночки (видоизмененной веточки колонии).
Колонии гидроидов поселяются чаще всего на небольших глубинах — от литорали до 200-250 м и предпочитают каменистый грунт или же прикрепляются к различным деревянным и металлическим предметам. Нередко они очень густо разрастаются на подводных частях судов, покрывая их мохнатой «шубкой». В этих случаях гидроиды приносят значительный вред судоходству, так как такая «шуба» резко снижает скорость судна.
Известно немало случаев, когда гидроиды, поселяясь внутри труб морского водопровода, почти совсем закрывали их просвет и препятствовали подаче воды. Бороться с гидроидами довольно трудно, так как эти животные неприхотливы и вполне хорошо развиваются, казалось бы, в неблагоприятных условиях. Кроме того, они отличаются быстрым ростом — за месяц вырастают кустики 5-7 см высотой. Чтобы очистить от них днище корабля, приходится ставить его в сухой док. Здесь корабль очищают от наросших гидроидов, полихет, мшанок, морских желудей и других животных-обрастателей.
В последнее время стали применять специальные ядовитые краски-покрытые ими подводные части корабля подвержены обрастаниям в значительно меньшей степени.
Гидроиды, поселяющиеся в литоральной зоне, совершенно не боятся прибоя. У многих из них полипчики защищены от ударов скелетной чашечкой — текой; на колониях, растущих в самой прибойной зоне, теки всегда значительно толще, чем у тех же видов, живущих поглубже, где прибойные волны не ощущаются (рис.
159).
У других гидроидов из прибойной зоны колонии имеют длинные, очень гибкие ствол и ветви, или же они поделены на членики. Такие колонии извиваются вместе с волнами и потому не ломаются и не рвутся.
На больших глубинах живут особые гидроиды, не похожие на литоральные виды. Здесь преобладают колонии в форме елочки или пера, многие похожи на деревца, а есть виды, напоминающие ершик. Они достигают высоты 15-20 см и покрывают морское дно густым лесом. В зарослях гидроидов живут черви, моллюски, ракообразные, иглокожие. Многие из них, например рачки морские козочки, находят среди гидроидов убежище, другие, как, например, морские «пауки» (многоколенчатые), не только прячутся в их зарослях, но и питаются гидрополипами.
Если поводить вокруг поселений гидроидов мелкоячеистым сачком или, что еще лучше, использовать для этого специальную, так называемую планктонную, сеть, то среди массы маленьких рачков и личинок различных других беспозвоночных животных попадутся гидроидные медузы.
Большинство видов гидромедуз — не очень крупные животные, редко они достигают более 10 см в диаметре зонтика, обычно же размеры гидромедузы 2-3 см, а часто всего 1 — 2 мм. Гидроидные медузы очень прозрачны. Даже пойманных и помещенных в стеклянную посуду медузок сразу и не заметишь: видны лишь беловатые ниточки каналов и ротовой хоботок. Только внимательно приглядевшись, можно заметить контуры зонтика.
Рассматривая колонию гидроида Корине (Согупе), мы уже видели только что отпочковавшихся маленьких медузок этого вида. У вполне сформированной медузы колокольчатый зонтик 1-8 см высотой, четыре щупальца и длинный, червеобразный ротовой хоботок. Резкими сокращениями зонтика медуза быстро передвигается в горизонтальной плоскости или поднимается вверх. Вниз она медленно опускается под влиянием тяжести, застыв в воде с распущенными щупальцами. Морские планктонные рачки, составляющие главную пищу медузы, постоянно совершают вертикальные перемещения: днем погружаются в глубины, а к ночи поднимаются к поверхности.
Они опускаются в более глубокие, спокойные слои воды также и во время волнения. Медузы постоянно двигаются вслед за ними, преследовать свою добычу им помогают два чувства — осязание и зрение. В спокойной воде зонтик медузы все время ритмично сокращается, поднимая животное к поверхности. Как только медуза начинает ощущать вызванное волнами движение воды, ее зонтик перестает сокращаться и она медленно погружается в глубину. Свет она различает при помощи глазков, находящихся в основании щупалец. Слишком яркий свет действует на нее подобно волнению — зонтик перестает сокращаться и животное погружается в более темную глубину. Эти простые рефлексы помогают медузе преследовать добычу и спасаться от гибельного для нее волнения.
Как уже было сказано выше, медуза Корине питается планктонными организмами, преимущественно веслоногими рачками. Глаза медузы не настолько совершенны, чтобы она могла видеть свою добычу, ловит она ее вслепую. Ее щупальца могут очень значительно растягиваться, превосходя высоту зонтика в десятки раз.
Вся поверхность щупальца усеяна многочисленными стрекательными клетками. Как только к щупальцу прикоснется рачок или какое-нибудь другое маленькое планктонное животное, оно сразу же поражается стрекательными клетками.
Щупальце при этом быстро сокращается и подтягивает добычу ко рту. Длинный хоботок вытягивается в направлении добычи. Если попался более крупный рачок, медуза оплетает его не одним, а двумя, тремя или всеми четырьмя щупальцами.
Совсем иначе ловят свою добычу медузы с плоским зонтиком и многочисленными щупальцами, например тиаропсис (Tiaropsis) — гидромедуза размером с двухкопеечную монету, очень обычная в наших северных морях. По краям ее зонтика находится до 300 тонких щупалец. У покоящейся медузы щупальца широко расставлены и охватывают значительное пространство. При сокращении зонтика медуза как бы сметает ими рачков, подгоняя их к середине нижней стороны зонтика (см. рис. 160). Рот у тиаропсис широкий, снабженный четырьмя большими бахромчатыми лопастями, которыми медуза захватывает подогнанных рачков.
Несмотря на незначительную величину, гидроидные медузы очень прожорливы. Они поедают массу рачков и потому считаются вредными животными — конкурентами планктоноядных рыб. Обильная пища необходима медузам для развития половых продуктов. Плавая, они разбрасывают в море огромное количество яиц, которые впоследствии дают начало полипоидному поколению гидроидов.
Выше мы назвали кишечнополостных типичными обитателями моря. Это действительно так для 9000 видов, относящихся к этому типу, но около полутора-двух десятков видов кишечнополостных живет в пресных водах п в морях уже не встречается. Видимо, их предки очень давно переселились в пресные воды.
Очень характерно, что все эти формы как пресноводных, так и солоноватоводных бассейнов относятся только к классу гидроидных и даже только к одному его подклассу- гидроидей (Hydroidea).
Среди всех других кишечнополостных никакой склонности к воде пониженной солености не наблюдается.
К самым типичным обитателям пресных вод всего земного шара, часто образующим очень плотные популяции, относится несколько видов гидр , составляющих отряд гидровых (Hydrida).
ПРЕСНОВОДНАЯ ГИДРА
В каждой группе животного царства имеются излюбленные зоологами представители, которых они используют в качестве основных объектов при описании развития и строения животных и над которыми ставят многочисленные опыты по физиологии. В типе кишечнополостных таким классическим объектом служит гидра. Это и понятно. Гидр легко найти в природе и сравнительно просто содержать в лабораторных условиях. Они быстро размножаются, и потому в короткий срок можно получить массовый материал. Гидра -типичный представитель кишечнополостных животных, стоящих у основания эволюционного древа многоклеточных. Поэтому ее используют при выяснении всех вопросов, касающихся изучения анатомии, рефлексов и поведения низших многоклеточных. Это в свою очередь помогает понять происхождение более высокоорганизованных животных и эволюцию их физиологических процессов. Кроме того, гидра служит прекрасным объектом при разработке таких общебиологических проблем, как регенерация, бесполое размножение, пищеварение, осевой физиологический градиент и многое другое.
Все это делает ее незаменимым животным как для учебного процесса — от средней школы до старших курсов университета, так и в научной лаборатории, где решаются проблемы современной биологии и медицины в разных их отраслях.
Первым человеком, который увидел гидру, был изобретатель микроскопа и крупнейший натуралист XVII-XVIII вв. Антон Левенгук.
Разглядывая водные растения, Левенгук увидел среди других мелких организмов странное животное с многочисленными «рогами». Он наблюдал также рост почек на его теле, образование у них щупалец и отделение молодого животного от материнского организма. Левенгук изобразил гидру с двумя почками, а также нарисовал кончик ее щупальца со стрекательными капсулами, каким он видел его под своим микроскопом.
Однако находка Левенгука почти не привлекла внимания его современников. Лишь через 40 лет гидрой заинтересовались в связи с необычайным открытием молодого учителя Трамбле (Trambley). Занимаясь в свободное время изучением малоизвестных тогда водных животных, Трамбле обнаружил существо, похожее и на животное и на растение.
Чтобы установить его природу, Трамбле разрезал это существо пополам. Регенеративные способности низших животных тогда были еще почти неизвестны и считалось, что восстанавливать утраченные части могут только растения. К удивлению Трамбле, из каждой половинки выросла целая гидра, обе они шевелились, хватали добычу, значит, это было не растение. Возможность превращения куска тела гидры в целое животное была воспринята как значительное открытие в науке о жизни, и Трамбле занялся глубоким и серьезным изучением гидры. В 1744 г. он опубликовал книгу «Мемуары к истории одного рода пресноводных полипов с руками в виде рогов». В книге было очень подробно изложено строение гидры, ее поведение (движения, ловля добычи), размножение почкованием, некоторые моменты физиологии. Для проверки своих предположений Трамбле проделал с гидрой ряд опытов, положив начало новой науке-экспериментальной зоологии.
Несмотря на несовершенство тогдашней оптики и слабое развитие зоологии, книга Трамбле написана на таком высоком научном уровне, что не потеряла своего значения до настоящего времени, а рисунки из этой книги можно найти во многих учебниках по зоологии.
Сейчас научная литература о гидре исчисляется многими сотнями статей и книг, но тем не менее гидра и по сей день занимает умы исследователей. Маленькое примитивное животное служит для них пробным камнем, на котором решаются многие вопросы современной науки о жизни.
Если собрать в прибрежной части озера или реки водные растения и поместить их в аквариум с чистой водой, то вскоре на них можно увидеть гидр. Вначале они почти незаметны. Потревоженные животные сильно сжимаются, их щупальца сокращаются. Но по истечении некоторого времени тело гидры начинает вытягиваться, ее щупальца удлиняются. Теперь гидру можно как следует разглядеть. Форма ее тела трубковидная, на переднем конце находится ротовое отверстие, окруженное венчиком из 5-12 щупалец. Сразу под щупальцами у гидр большинства видов имеется небольшое сужение- шейка, отделяющая «голову» от туловища. Задний конец гидры сужен в более или менее длинную ножку, или стебелек, с подошвой на конце (у некоторых видов ножка не выражена).
Посередине подошвы находится отверстие, так называемая аборальная пора. Гастральная полость гидры сплошная, перегородок в ней нет, щупальца полые, похожие на пальцы перчатки.
Стенка тела гидры, как и у всех кишечнополостных, состоит из двух слоев клеток, их тонкое строение уже было описано выше, и потому здесь мы остановимся только на одной особенности клеток тела гидры, которая полностью изучена пока лишь на этом объекте и не обнаружена у других кишечнополостных.
Структура эктодермы (и энтодермы) в разных частях тела гидры неравнозначна. Так, на головном конце клетки эктодермы мельче, чем на туловище, здесь меньше стрекательных и промежуточных клеток, но резкой границы между покровами «головы» и туловища провести нельзя, так как изменение эктодермы от туловища к «голове» происходит очень постепенно. Эктодерма подошвы гидры состоит из крупных железистых клеток, в месте перехода подошвы в стебелек железистый характер покровных клеток постепенно утрачивается. То же самое можно сказать и о клетках энтодермы, Пищеварительные процессы происходят в средней части тела гидры, здесь ее энтодерма имеет большое количество пищеварительных железистых клеток, а эпителиально-мускульные клетки энтодермы срединной части туловища образуют многочисленные псевдоподии.
В головном отделе гастральной полости, в стебельке и в щупальцах переваривания пищи не происходит. В этих отделах тела эктодерма имеет вид выстилающего эпителия, почти лишенного пищеварительных железистых клеток. Опять-таки резкой границы между клетками пищеварительного отдела гастральной полости, с одной стороны, и такими клетками «головы», стебелька и щупалец, с другой стороны, провести нельзя.
Несмотря на различие в строении клеточных слоев в разных частях тела гидры, все ее клетки не находятся на строго определенных постоянных местах, а непрерывно передвигаются, причем их движение строго закономерно.
Используя высокую способность гидры к заживлению ран, можно проделать такой интересный опыт. Берут двух гидр одинаковой величины и одну из них окрашивают какой-нибудь прижизненной краской, т. е. таким красящим веществом, которое проникает в ткани гидры, не убивая ее. Обычно для этого применяют слабый водный раствор нильблаусульфата, окрашивающий ткани гидры в синий цвет. После этого гидры подвергаются операции: каждую из них разрезают на три части в поперечном направлении.
Затем к срединной части «синей» гидры приращивают головной и нижний концы неокрашенного экземпляра. Срезы быстро срастаются друг с другом, и мы получаем экспериментальную гидру с синим пояском посередине тела. Вскоре после операции можно наблюдать, как синий поясок распространяется в двух направлениях- к головному концу и стебельку. При этом по телу гидры передвигается не краска, а именно сами клетки. Слои эктодермы и энтодермы как бы «текут» из середины тела к его концам, при этом постепенно меняется характер составляющих их клеток (см. рис. 162).
В срединной части тела гидры клетки размножаются наиболее интенсивно, и отсюда они передвигаются в двух противоположных направлениях. Таким образом, состав клеток постоянно обновляется, хотя внешне животное остается почти неизменным. Эта особенность гидры имеет очень большое значение при решении вопросов о ее регенеративных способностях и для оценки данных о длительности жизни.
Гидра-типичное пресноводное животное, лишь в очень редких случаях гидр находили в слабо осолоненных водоемах, например в Финском заливе Балтийского моря, и в некоторых солоноватоводных озерах, если содержание солей в них не превышало 0, 5%.
Гидры живут в озерах, реках, ручьях, прудах и даже в канавах, если вода в них достаточно чистая и содержит большое количество растворенного кислорода. Держатся гидры обычно вблизи берегов, в неглубоких местах, так как они светолюбивы. При содержании гидр в аквариуме они всегда перебираются на его освещенную сторону.
Гидры — малоподвижные животные, большую часть времени они сидят на одном месте, прикрепившись подошвой к веточке водного растения, камню и т. д. Излюбленная поза гидры в спокойном состоянии — висеть вниз «головой», спустив несколько расставленные щупальца.
Прикрепляется гидра к субстрату благодаря клейким выделениям железистых клеток эктодермы подошвы, а также используя подошву в качестве присоски. Держится гидра очень прочно, зачастую ее легче разорвать, чем отделить от субстрата. Если долго наблюдать за сидящей гидрой, то можно увидеть, что ее тело все время медленно раскачивается, описывая передним концом круг. Гидра может произвольно очень быстро оставлять место, на котором она сидит.
При этом, по-видимому, она раскрывает аборальную пору, находящуюся в середине подошвы, и присасывающее действие прекращается. Иногда можно наблюдать, как гидра «шагает». Вначале она пригибает тело к субстрату и укрепляется на нем при помощи щупалец, затем подтягивает задний конец и укрепляется им на новом месте. После первого «шага» делает второй и т. д., пока не остановится на новом месте.
Таким образом гидра передвигается относительно быстро, но существует и другой, гораздо более медленный, способ передвижения — скольжение на подошве. Усилием мускулатуры подошвы гидра еле заметно передвигается с места на место. Нужно очень много времени, чтобы заметить перемещение животного. Гидры могут некоторое время плавать в толще воды. Открепившись от субстрата и широко расставив щупальца, гидра очень медленно падает на дно, она способна образовать на подошве маленький пузырек газа, который увлекает животное вверх. Тем не менее гидры редко прибегают к этим способам передвижения.
Гидра-прожорливый хищник, она питается инфузориями, планктонными рачками, малощетинковыми червями, нападает также на мальков рыб.
Гидры подстерегают свою добычу, подвесившись на какой-нибудь сучок или стебель водного растения, и, широко расставив щупальца, постоянно делают круговые поисковые движения. Как только одно из щупалец гидры коснется жертвы, к ней устремляются остальные щупальца и парализуют животное стрекательными клетками. Теперь от медлительности гидры не остается и следа, она действует быстро и «решительно». Добыча подтягивается щупальцами ко рту и быстро заглатывается. Мелких животных гидра глотает целиком. Если жертва несколько крупнее самой гидры, она также может ее заглотить. При этом рот хищницы широко раскрывается, а стенки тела сильно растягиваются. Если добыча не помещается в гастральную полость целиком, гидра заглатывает лишь один ее конец, по мере переваривания проталкивая жертву все глубже и глубже. Сытая гидра несколько съеживается, и ее щупальца сокращаются.
В гастральной полости, где пищеварительные процессы только начинаются, реакция среды слабощелочная, а в пищеварительных вакуолях энтодермы, где пищеварение заканчивается, — слабокислая.
Гидра может усваивать жиры, белки и животные углеводы (гликоген). Крахмал и целлюлоза, имеющие растительное происхождение, гидрой не усваиваются. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через рот.
Гидры размножаются двумя способами: вегетативным и половым. Вегетативное размножение у гидр носит характер почкования. Почки возникают в нижней части туловищного отдела тела гидры над стебельком, последующие почки находятся несколько выше предыдущих, иногда они сидят на противоположных сторонах тела гидры, иногда располагаются по спирали (порядок возникновения и расположения почек зависит от вида гидры). Одновременно на теле гидры развивается 1 — 3, редко большее количество почек, однако наблюдали гидр с 8 и более почками.
На первых стадиях почка возникает как едва заметный конический бугорок, затем она вытягивается, принимая более или менее цилиндрическую форму. На наружном конце почки появляются зачатки щупалец, вначале они имеют вид коротких тупых выростов, но постепенно вытягиваются, и на них развиваются стрекательные клетки.
Наконец, нижняя часть тела почки утончается в ножку, а между щупальцами прорывается ротовое отверстие. Молодая гидра некоторое время еще остается соединенной с материнским организмом, иногда на ней даже закладываются почки следующего поколения. Отделение выпочковывающихся гидр происходит в той же последовательности, в какой возникают почки. Молодая гидра размером несколько меньше материнской п имеет неполное число щупалец. Недостающие щупальца появляются позднее.
После обильного почкования материнская гидра истощается и в течение некоторого времени почек на ней не возникает.
Некоторые исследователи наблюдали также деление гидр, но этот способ размножения, по-видимому, должен быть отнесен к разряду ненормальных (патологических) процессов. Деление у гидры возникает после повреждения ее тела и может быть объяснено высокой регенеративной способностью этого животного.
При обильном питании весь теплый период года гидры размножаются почкованием, к половому размножению они приступают с наступлением осени.
Большинство видов гидр раздельнополы, но есть и гермафродиты, т. е. такие, у которых на одной особи развиваются и мужские и женские половые клетки.
Гонады образуются в эктодерме и имеют вид небольших бугорков, конусов или округлых тел. Порядок появления и характер расположения гонад такие же, как и почек. В каждой женской гонаде образуется по одному яйцу.
В развивающихся гонадах скапливается большое количество промежуточных, недифференцированных клеток, из которых образуются как будущие половые клетки, так и «питательные» клетки, за счет которых увеличивается будущее яйцо. На первых стадиях развития яйца промежуточные клетки приобретают характер подвижных амебоидов. Вскоре одна из них начинает поглощать другие и значительно увеличивается в размерах, достигая 1, 5 мм в поперечнике. После этого крупный амебоид подбирает свои псевдоподии и его очертания округляются. Вслед за тем происходят два деления созревания, при которых клетка делится на две неравные части, причем на наружной стороне яйца остаются два маленьких так называемых редукционных тельца — клеточки, отделившиеся от яйца в результате деления.
При первом делении созревания число хромосом яйца сокращается вдвое. Созревшее яйцо выходит наружу из гонады через разрыв в ее стенке, но остается соединенным с телом гидры при помощи тонкой протоплазматической ножки.
К этому времени в семенниках других гидр развиваются спермин, которые покидают гонаду и плавают в воде, один из них проникает в яйцо, после чего сразу же начинается дробление.
В то время когда клетки развивающегося зародыша делятся, снаружи он одевается двумя оболочками, внешняя из которых имеет довольно толстые хитиноидные стенки и часто бывает покрыта шипиками. В таком состоянии зародыш под защитой двойной оболочки-эмбриотеки- перезимовывает. (Взрослые гидры с наступлением холодов погибают.) К весне внутри эмбриотеки уже имеется почти сформированная маленькая гидра, которая покидает свою зимнюю оболочку через разрыв ее стенки.
В настоящее время известно около десятка видов гидр, населяющих пресные воды материков и многих островов. Различные виды гидр отличаются друг от друга очень незначительно.
Один из видов характеризуется яркой зеленой окраской, которая обусловлена наличием в теле этих животных симбиотических водорослей — зоохлорелл. Среди наших гидр наиболее известны стебельчатая, или бурая, гидра (Hydra oligactis) и бесстебельчатая, или — обыкновенная, гидра (Hydra vulgaris).
Как же гидра ведет себя в окружающей ее среде, как она воспринимает раздражения и отвечает на них?
Как и большинство других кишечнополостных, гидра отвечает на всякое неблагоприятное раздражение сокращением тела. Если сосуд, в котором сидят гидры, слегка тряхнуть, то одни из животных сократятся сразу же, на других такой толчок не подействует вовсе, часть гидр только слегка подожмет свои щупальца. Значит, степень реакции на раздражение у гидр очень индивидуальна. Гидра совершенно лишена способности «запоминать»: можно часами ее колоть тонкой булавкой, но после каждого сокращения она снова вытягивается в том же направлении. Если же уколы будут очень частыми, то гидра перестает на них реагировать.
Хотя у гидр нет специальных органов для восприятия света, они совершенно определенно реагируют на свет. К световым лучам наиболее чувствителен передний конец гидры, тогда как ее стебелек световых лучей почти не воспринимает. Если затенить зеленую гидру целиком, то она через 15-30 секунд сократится, если же затенять обезглавленную гидру или притенить только стебелек целой гидры, то она сократится лишь через 6-12 минут. Гидры способны различать направление потока света и двигаются в сторону его источника. Скорость передвижения гидр по направлению к источнику света очень невелика. В одном из опытов 50 зеленых и такое же количество бурых гидр были помещены в сосуд на расстоянии 20 см от стеклянной стенки, через которую падал свет. Первыми двинулись к свету зеленые гидры; через 4 часа 8 из них достигли светлой стенки аквариума, через 5 часов здесь их было уже 21, а через 6 часов-44. К этому сроку туда же пришло 7 первых бурых гидр. Вообще оказалось, что бурые гидры шли на свет хуже, только через 10 часов у светлой стенки собралось 39 бурых гидр.
Остальные подопытные животные к этому времени все еще находились в пути.
Способность гидр двигаться в сторону источника света или просто перемещаться в более светлые участки бассейна очень важна для этих животных. Гидры питаются преимущественно планктонными рачками — циклопами и дафниями, а эти рачки всегда держатся в светлых и хорошо прогретых солнцем местах. Таким образом, идя навстречу свету, гидры приближаются к своей добыче.
Для исследователя, изучающего реакции низших организмов на свет, гидры открывают самое широкое поле деятельности. Можно ставить опыты по выявлению того, насколько животные чувствительны к слабым или, напротив, очень сильным источникам света. Оказалось, что на слишком слабый свет гидры вовсе не реагируют. Очень сильный свет заставляет гидру уходить в затененные места и может даже убить животное. Ставились опыты по выявлению того, насколько чувствительна гидра к изменению силы света, как она ведет себя между двумя источниками света, различает ли отдельные части спектра.
В одном из опытов стенка аквариума была окрашена во все цвета спектра, при этом зеленые гидры собрались в области сине-фиолетовых, а бурые в области сине-зеленых лучей. Значит, гидры различают цвет, и разные их виды обладают разным «вкусом» к нему.
Гидры (кроме зеленой) не нуждаются в свете для нормальной жизнедеятельности. Если их хорошо кормить, они прекрасно живут и в темноте. Зеленая гидра, в теле которой живут симбиотические водоросли зоохлореллы, даже при обилии пищи в темноте чувствует себя плохо и сильно сокращается.
На гидрах можно производить опыты по воздействию на организм различного рода вредных излучений. Так, выяснилось, что бурые гидры погибают уже после минутного освещения их ультрафиолетовыми лучами. Зеленая гидра оказалась к этим лучам более стойкой — она погибает только на 5-6-й минуте облучения.
Очень интересны опыты по воздействию на гидр лучей Рентгена. Небольшие дозировки рентгеновских лучей вызывают у гидр усиление почкования. Облученные гидры по сравнению с необлученными дают примерно в 2, 5 раза больше потомков за один и тот же срок.
Увеличение дозы облучения вызывает подавление размножения; если же гидры получают слишком большую дозу лучей Рентгена, то они вскоре после этого погибают. Важно отметить, что слабые дозы облучения повышают у гидр регенеративные способности.
При воздействии на гидр радиоактивного излучения был получен совершенно необычный результат. Общеизвестно, что животные никак не ощущают радиоактивных лучей и потому, попав в их зону, могут получить смертельную дозу и погибнуть. Зеленая гидра, реагируя на излучения радия, стремится уйти от его источника.
Из приведенных выше примеров видно, что такие опыты с гидрами, как изучение влияния на них различных факторов внешней среды, не пустая забава, не наука ради науки, а серьезное и очень важное дело, результаты которого могут дать весьма существенные практические выводы.
Конечно, проводилось изучение влияния на гидру температуры, концентрации углекислого газа, кислорода, а также целого ряда ядов, лекарственных препаратов и т. д.
Гидра оказалась очень удобным объектом для проведения целого ряда экспериментальных исследований по изучению явления регенерации у животных.
Как уже неоднократно упоминалось, гидра легко восстанавливает утраченные части тела. Животное, разрезанное пополам, вскоре восстанавливает недостающие части. Но становится непонятно: почему на переднем конце отрезка всегда вырастает «голова» со щупальцами, а на заднем стебелек? Какие законы управляют процессами восстановления? Вполне вероятно предположение, что некоторые из этих законов могут быть общими и для гидры, и для более высокоорганизованных животных. Узнав их, можно сделать важные выводы, приложимые даже к медицине.
Делать операции на гидрах очень просто, для этого не нужно ни анестезирующих средств, ни сложных хирургических инструментов. Все оборудование «операционной» состоит из иглы, вделанной ушком в деревянную ручку, острого глазного скальпеля, маленьких ножниц и тонких стеклянных трубочек. Первые опыты по выяснению регенеративных способностей гидры были проведены более 200 лет назад Трамбле. Этот кропотливый исследователь наблюдал, как из продольных и поперечных половинок гидр возникают целые животные.
Затем он стал делать продольные надрезы и увидел, что из лоскутков в нижней части полипа образуются стебельки, а из лоскутков в его верхней части — «головы». Многократно оперируя одного из подопытных полипов, Трамбле получил семиглавого полипа. Отрезав ему все семь «голов», Трамбле стал ждать результатов и вскоре увидел, что на месте каждой отрезанной «головы» появилась новая. Семиглавый полип, у которого вновь вырастают отрубленные «головы», был как две капли воды похож на мифическое существо — лернейскую гидру, сраженную великим героем древней Греции Гераклом. С тех пор за пресноводным полипом и сохранилось название-гидра.
Попутно Трамбле установил, что гидра восстанавливается не только из половинок, но и из совсем маленьких кусочков тела. Теперь установлено, что даже из 1/200 части тела гидры может развиться целый полип. Однако позднее выяснилось, что регенеративная способность таких маленьких кусочков из разных частей тела гидры неодинакова. Участок подошвы или стебелька восстанавливается в целую гидру значительно медленнее, чем участок из средней части тела.
Однако этот факт долго оставался необъясненным.
Внутренние силы, регулирующие и направляющие процессы нормальной регенерации, были вскрыты много позднее знаменитым американским физиологом Чайлдом (СМ. Child). Чайлд установил, что у целого ряда низших животных в теле имеется ярко выраженная физиологическая полярность. Так, под действием ядовитых веществ клетки на теле животного погибают и разрушаются во вполне определенной последовательности, а именно от переднего конца к заднему (у гидры от «головы» к «подошве»). Стало быть, клетки, находящиеся в различных частях тела, физиологически неравнозначны. Различие между ними заключается и во многих других проявлениях их физиологии, в том числе и в воздействии на развивающиеся молодые клетки на месте травмы.
Постепенное изменение физиологической активности клеток от одного полюса к другому (вдоль оси тела) получило название осевого физиологического градиента.
Теперь становится понятно, почему кусочки, вырезанные из подошвы гидры, очень медленно восстанавливают гипостом и щупальца — образующие их клетки физиологически очень далеки от клеток, образующих «голову».
Осевой градиент играет очень большую роль при регенерации, но на этот процесс оказывают заметное влияние также и другие факторы. При регенерации очень большое значение имеет наличие на регенерирующей части развивающейся почки или искусственно подсаженного участка ткани из другого отдела тела животного, особенно из его передней части. Обладая высокой физиологической активностью, развивающаяся почка или клетки «головы» определенным образом воздействуют на рост регенерирующих клеток и подчиняют их развитие своему влиянию. Такие группы клеток или органы, которые вносят свои коррективы в действие осевого градиента, получили название организаторов. Выяснение этих особенностей регенерации помогло понять много неясных вопросов в развитии животного организма.
В крупнейшем центре физиологии — в созданном академиком Павловым институте в Колтушах стоит памятник собаке. Большая часть законов, изложенных в учении Павлова, была открыта при постановке опытов на собаках. Возможно, такой же памятник заслуживает и маленький пресноводный полип.
ПРЕСНОВОДНАЯ МЕДУЗА
В 1880 г. в бассейне с тропическими растениями лондонского ботанического общества вдруг появились медузы. Сразу два зоолога Ланкестер (Lankester) и крупный знаток кишечнополостных Олмен (А1man) сообщили об этой находке на страницах журнала «Нечур» («Природа»). Медузки были очень маленькие, самые крупные из них едва достигали 2 см в диаметре зонтика, однако их появление взволновало тогдашних зоологов: до этого и не предполагали, что могут существовать пресноводные медузы. Медуз считали типичными обитателями моря. Незадолго перед этим в бассейн было посажено великолепное южноамериканское водное растение виктория-регия, поэтому высказывались предположения, что медузы были завезены в Лондон вместе с посадочным материалом из Амазонки. Через некоторое время медузы исчезли из бассейна так же таинственно, как и появились. Их обнаружили снова лишь через пять лет тоже в Лондоне, но уже в другом бассейне с тем же тропическим растением. В 1901 г. эти медузы появились в Лионе (Франция), также в оранжерейном бассейне с викторией-регией.
Затем их стали находить в Мюнхене, Вашингтоне, Петербурге, Москве. Медуз обнаруживали то в бассейнах ботанических садов, то в аквариумах с тропическими рыбками. К удивлению любителей-аквариумистов, у них неожиданно появились новые питомцы. Крохотные медузки (часто всего 1 — 2 мм в диаметре зонтика) вдруг оказывались в большом количестве в аквариуме, в котором накануне не было ни одной. Несколько дней можно было наблюдать, как медузки толчками передвигаются в воде и охотно поедают маленьких рачков. Но в один прекрасный день, заглянув в свой аквариум, хозяин находил в нем только рыб, никаких медуз там не было.
К этому времени пресноводная медуза была подробно описана в специальной зоологической литературе. Оказалось, что она принадлежит к классу гидроидных . Назвали ее краспедакустой (Craspedacusta). Самые маленькие медузки имеют полусферический зонтик, 4 радиальных канала и 8 щупалец. По мере роста медузы форма ее зонтика становится все более плоской, а число щупалец увеличивается.
Половозрелые медузы достигают 2 см в диаметре и несут по краю зонтика широкий парус и около 400 тонких щупалец, усаженных стрекательными клетками. Ротовой хоботок четырехгранный, с крестообразным ротовым отверстием, края рта слабоскладчатые. В месте отхождения от ротового хоботка радиальных каналов развиваются 4 гонады. Медузы очень прозрачны, их мезоглея бесцветна, а щупальца, радиальные каналы, ротовой хоботок и гонады имеют беловатую или кремовую окраску.
Эта медузка загадала зоологам сложную загадку. Если согласиться с мнением о том, что она попадает в оранжереи вместе с растениями из тропиков, то как она выживает при перевозке? Виктория-регия транспортировалась с берегов Амазонки в виде семян или корневищ. Нежные медузы, случайно захваченные вместе с корневищами, несомненно, должны погибнуть во время длительного пути через океан. Но если даже предположить, что медуза, несмотря на подсыхание, может выжить, то как она попадает в маленькие аквариумы любителей экзотических рыбок?
Вскоре медуз стали находить и в природных водоемах.
Первый раз ее поймали в реке Янцзы в Китае, потом в Германии, затем в США. Однако и в естественных и в искусственных водоемах находки были очень редкими и всегда неожиданными: так, однажды медуз обнаружили в хранилищах вашингтонского водопровода.
Наблюдениями над медузой удалось установить, что она отпочковывается ОТ крошечных бесщупальцевых полипчиков, названных микрогидрами (Microhydra). Эти полипы были найдены еще в 1884 г. в тех же бассейнах в Лондоне, где ловили и медуз, но тогда никто не предполагал о связи между этими двумя столь непохожими существами. Полипы микрогидры видны простым глазом как белые точки на фоне зеленых листьев водных растений, на которых они обычно поселяются. Их высота обычно не превышает 0, 5-1 мм, форма тела напоминает кеглю: туловище в виде бутылки, а на короткой шейке сидит шаровидная «головка» с ртом посередине. Головка густо усажена стрекательными клетками, щупалец нет. Полипы иногда образуют примитивные колонии из 2-7 особей. Микрогидра размножается почкованием и образует подобных себе бесщупальцевых полипов.
Время от времени от одной из сторон тела полипа отделяется группа клеток, имеющая форму маленького червячка. Такие группы клеток называются фрустулами. Фрустула способна, извиваясь, ползать по дну и забираться на водные растения, здесь она превращается в молодую микрогидру.
Однажды удалось наблюдать, как на теле микрогидры из почки стала развиваться медуза; когда она отделилась от полипа и начала плавать, то в ней легко было узнать молодую краспедакусту. Удалось также проследить за развитием яиц краспедакусты. Вначале из яйца образуется червеобразная личинка, лишенная ресничек и очень похожая на фрустулу микрогидры. После некоторого периода ползания по субстрату личинка прикрепляется к нему и превращается в бесщупальцевого полипа. Так было установлено, что медуза краспедакуста и полип микрогидра принадлежат к одному виду кишечнополостных, но к разным его поколениям.
Проведенные опыты показали, что на смену поколений у этого вида гидроидных чрезвычайно большое влияние оказывают условия среды.
Выпочковывание медуз на полипах происходит только при температуре воды не ниже 26-33°С, а выпочковывание полипов и отделение фрустул — при температуре 12-20°С. После этого стало ясно, что существование вида может длительное время поддерживаться за счет размножения полипов. На маленьких неподвижных микрогидр ни аквариумисты, ни ботаники в оранжереях не обращают внимания, так как они почти и не видны простым глазом, очень трудно найти их и в природе. Полипы могут долго жить в аквариуме, а при повышении температуры у всех полипов появляются медузоидные почки и они отделяют медуз. Медузы краспедакусты подвижны и могут быть замечены в воде невооруженным глазом. Теперь становится понятным, почему их почти всегда находили в бассейнах с тропическими растениями и рыбками: эти бассейны искусственно подогревались. Неясно только одно: всегда ли медузы жили в Европе или были привезены туда? (Полипы, возможно, способны перенести некоторое высыхание и длительный путь в неблагоприятных условиях.) И где же родина микрогидры-краспедакусты?
Ответить на этот вопрос довольно трудно.
С момента первого обнаружения медуз в Лондоне было описано свыше 100 случаев их нахождения в самых различных частях мира. Вот краткое описание распространения вида. В СССР местом их обитания является Любовское водохранилище вблизи Тулы, река Дон, озеро Караязы около Тбилиси (на высоте почти 2000 м над уровнем моря), река Кура, искусственные водоемы в Старой Бухаре. Кроме того, медузы и полипы неоднократно появлялись в аквариумах у любителей-рыбоводов и в университетах Москвы и Ленинграда. За пределами нашей страны этот вид был обнаружен почти во всех странах Европы, в Индии, Китае и Японии, в Австралии, Северной и Южной Америке. Указать теперь, где его родина и куда он был завезен, невозможно.
Совсем недавно этот вид кишечнополостных снова заставил зоологов задуматься. Теперь, когда распространение, образ жизни, строение полипов и медуз, казалось, были хорошо изучены, вдруг открылось, что из яиц краспедакусты могут развиваться полипы двух родов — описанные выше бесщупальцевые и снабженные щупальцами.
Оба рода полипов образуют фрустулы. Щупальценосные полипы при помощи почкования образуют и подобных себе и бесщупальцевых полипов, медуз они выпочковывать не могут. Бесщупальцевые полипы образуют подобных себе полипов и медуз, но не способны выпочковывать полипов, снабженных щупальцами. Из фрустул образуются обе формы полипов. Щупальценосные полипы пока были обнаружены только два раза: в 1960 г. в Венгрии и в 1964 г. в аквариуме Ленинградского университета. Условия, вызывающие их появление, пока неясны. В реках Индии и великих озерах Африки обитает еще два вида пресноводных медуз, близких родственников краспедакусты. Хорошо известна медуза из африканского озера Танганьика, называемая лимнокнидой (Limnocnida tanganjice).
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПРЕСНОВОДНЫХ КИШЕЧНОПОЛОСТНЫХ
Из числа таких гидроидов в первую очередь нужно сказать о кордилофоре.
Кордилофора образует небольшие нежные колонии в виде кустиков высотой до 10 см. Полипы сидят на концах ветвей и имеют веретеновидную форму.
У каждого полипа 12-15 щупалец, сидящих без строгого порядка в срединной части тела. Свободноплавающих медуз у кордилофоры нет, особи медузоидного поколения прикреплены к колонии.
Этот вид был впервые обнаружен академиком Российской академии П. С. Палласом в 1771 г. в северной части Каспийского моря, потому-то кордилофора и называется каспийской (Cordylophora caspia). Однако ее распространение вовсе не ограничивается этим бассейном, она обитает в Балтийском, Черном и Азовском морях, а также встречается вдоль всего атлантического побережья Европы и в устьях всех крупных рек Азии, Америки и Австралии. Этот вид поселяется только в сильно опресненных участках моря и живет на небольшой глубине, обычно не глубже 20 м.
В названии, данном Палласом кордилофоре, -каспийская-имеется и свой смысл. Дело в том, что родина кордилофоры — Каспийское море. Только в середине прошлого столетия кордилофора по Волге и Мариинской системе проникла в Балтийское море, где в силу его малой солености (0, 8%) нашла свою вторую родину.
Кордилофора- организмобрастатль; она селится на всех твердых подводных предметах, как неподвижных, так и подвижных. Дальнейшую помощь в расселении ей оказали бесчисленные корабли, стекающиеся со всех сторон в Балтийское море. Возвращаясь домой, они увозили из Балтийского моря на своем днище незваного гостя, «нарушителя границ».
А как же попадали в пресные водоемы свободноживущие кишечнополостные? Не могут ли они использовать для этого устья рек, впадающих в море? Конечно, могут, но при этом им придется преодолеть два препятствия. Одно из них — это понижение солености. В реки могут попасть только виды, способные выдерживать очень значительное опреснение.
Среди типичных морских обитателей есть такие, на которых даже самое незначительное понижение процентного содержания соли в морской воде действует губительно. К ним относятся почти все коралловые полипы, сцифоидные медузы и большинство гидроидных. Но часть гидроидных все же может существовать и при некотором опреснении. Из кишечнополостных, упомянутых в этой книге, к эвригалинным относится Корине.
Этот вид может жить как в воде с нормальной океанической соленостью, так и в опресненных морях, например в Белом и Черном.
Из числа эвригалинных видов и вышли те, потомки которых активно пробирались в пресноводные водоемы. Процесс завоевания рек и озер шел постепенно. Вначале выделилась группа солоноватоводных гидроидов, которые уже не могли вернуться в океан, так как не выносили высокой солености его вод. Затем уже солоновато-водные вплотную приблизились к устьям рек. Далеко не все из них смогли преодолеть этот «барьер», большинство так и осталось в речном устье. В настоящее время по этому пути идет кордилофора.
Попав в реку, морские животные встретили на своем пути и другой «барьер» — течение. При активном проникновении морских или солоноватоводных кишечнополостных в пресные воды им неизбежно приходилось преодолевать встречный поток воды, сносивший обратно в море планктонных медуз и неспособных к самостоятельному движению прикрепленных полипов или их колонии. Продвижение таких прикрепительных полипов навстречу течению было затруднено.
В отдаленные геологические эпохи карта Земли была иной, чем мы видим ее сейчас. Во многих местах современную сушу покрывало море. Когда море ушло, остались замкнутые соленые бассейны, а в них сохранились морские животные. Некоторые из этих бассейнов постепенно опреснялись, причем животные либо погибали, либо приспосабливались к новым условиям. Замкнутое теперь Каспийское море, которое по сути дела является огромным солоноватоводным озером, раньше было соединено с океаном, и в нем сохранилось много животных морского происхождения. Среди них интересное кишечнополостное — Палласова меризия (Moerisia pallasi). У этого вида гидроидных две формы полипов: одни живут колонией на дне, другие ведут планктонный образ жизни. Плавающие полипы образуют колонии из двух особей, соединенных друг с другом своими ножками. Время от времени колония разрывается пополам, и на месте разрыва у каждого полипа образуются новый венчик, щупальце и рот. Кроме того, полипы размножаются и почкованием, отделяя от себя маленьких свободноплавающих медуз.
Один близкий вид меризии обитает в Черном и Азовском морях, другой-в соленых озерах Северо-Восточной Африки.
Совершенно ясно, что все три вида меризий произошли от одного общего предка, который когда-то обитал в древнем Сарматском море. Когда Сарматское море ушло, на его месте остался ряд водоемов, в том числе замкнутые Каспийское море и озера Египта. В них развились самостоятельные виды меризий.
Если представить себе, что опреснение водоема идет еще дальше, то можно понять, как могут возникнуть пресноводные медузы. Их способ завоевания пресноводных бассейнов — длительное приспособление к увеличивающемуся опреснению. Двигаться при этом им никуда не нужно, они проделывают путь из моря в пресную воду не в пространстве, а во времени.
В 1910 г. на Атлантическом побережье Северной Америки было поймано несколько маленьких гидромедуз. Оказалось, что они принадлежат к ранее неизвестному виду. Сам по себе этот факт особого значения не имеет. И теперь ежегодно описывают несколько новых видов кишечнополостных — в море еще много неизученного.
Интересно другое. Эта медуза- ее назвали блакфордией (Blackfordia) — через 15 лет была поймана в Черном море. Ни в Средиземном море, фауна которого известна очень хорошо, ни на европейском побережье Атлантического океана этот вид не живет. Как же оказалась американская блакфордия в Черном море? Второй случай произошел совсем недавно. Один из видов гидроидов, обитающих в Кильском канале, — бугенвиллия — неожиданно был обнаружен опять-таки в Черном море. И блакфордия и упомянутый балтийский гидроид (Bougainvillia megas) — солоноватоводные виды; чтобы попасть из одного бассейна с пониженной соленостью в другой, они должны, подобно кордилофоре, преодолеть препятствие — море с его высокой соленостью.
До постройки канала между Волгой и Доном в Каспийском море было всего два вида кишечнополостных — каспийская меризия и кордилофора. Когда канал был готов и по нему началось судоходство, из Азово-Черноморского бассейна в Каспийское море перебрались еще три вида. Уже через год после ввода канала в строй переселилась в Каспийское море блакфордия, еще через год черноморская меризия, а вслед за ней и тот балтийский гидроид (Bougainvillia megas), который незадолго перед тем попал в Черное море из Кильской бухты.
Конечно, так путешествуют не одни только кишечнополостные, но и моллюски, и ракообразные, и черви, и другие солоноватоводные организмы.
«ПАРУСНЫЙ ФЛОТ» КИШЕЧНОПОЛОСТНЫХ
Класс гидроидных делится на два подкласса — гидроидов и сифонофор . К описанию этих удивительных пелагических колониальных кишечнополостных мы и переходим.
Целый мир живых существ обитает на грани двух стихий — воды и воздуха. На плавающих водорослях, обломках древесины, кусках пемзы и других предметах можно обнаружить разнообразных приросших или крепко уцепившихся животных. Не следует думать, что они попали сюда случайно — «терпят бедствие». Напротив, многие из них теснейшим образом связаны и с водной и с воздушной средой и в иных условиях они существовать не могут. Кроме таких «пассивных пассажиров», здесь же можно видеть животных, активно плавающих у самой поверхности, снабженных различно устроенными органами — поплавками, или животных, которые удерживаются, используя пленку поверхностного натяжения воды.
Весь этот комплекс организмов (плейстон) особенно богат в субтропиках и тропиках, где не ощущается губительного действия низких температур.
Выше, когда речь шла о действии стрекательных клеток, уже был упомянут «португальский военный кораблик» — крупная сифонофора физалия (Physalia, см. цветную таблицу 8).
Как и все сифонофоры, физалия представляет собой колонию, в состав которой входят как полипоидные, так и медузоидные особи. Над поверхностью воды возвышается воздушный пузырь, ИЛИ пневматофор, — видоизмененная медузоидная особь колонии. У крупных экземпляров пневматофор достигает 30 см. Он обычно имеет ярко-голубой или красноватый цвет. Воздушный пузырь плавает по поверхности моря как туго надутый резиновый шар. Наполняющий его газ близок по составу к воздуху, но отличается повышенным содержанием азота и углекислого газа и уменьшенным количеством кислорода. Этот газ вырабатывается специальными газовыми железами, находящимися внутри пузыря. Стенки пневматофора выдерживают довольно сильное давление газа, так как образованы двумя слоями эктодермы, двумя слоями энтодермы и двумя слоями мезоглеи.
Кроме того, эктодерма выделяет тонкую хитиноидную оболочку, благодаря которой прочность пневматофора также значительно увеличивается, хотя его стенки остаются очень тонкими. Верхняя часть пневматофора имеет вырост в виде гребня. Гребень расположен на пневматофоре несколько по диагонали и имеет слегка выгнутую S-образную форму. Все остальные особи колонии расположены на нижней стороне пневматофора и погружены в воду.
Питающие полипы, или гастрозоиды, сидят в один ряд. Они имеют более или менее бутылковидную форму и обращены ротовым отверстием вниз. Каждый питающий полип снабжен одним длинным щупальцем — арканчиком. По всей длине арканчик густо покрыт стрекательными клетками. Рядом с каждым питающим полипом на нижней стороне пузыря прикрепляется основание гонодендра — особи полипоидного поколения. На гонодендре и его боковых выростах расположены грозди редуцированных медузоидных особей — гонофоров, в которых развиваются половые продукты. Здесь же сидят и защитные бесщупальцевые полипы — пальпоны.
На каждом гонодендре имеется одна медузоидная особь, называемая нектофором или плавательным колоколом. Половые клетки у нектофора не образуются, а его зонтик достигает значительной величины и способен сокращаться, как у свободноплавающих медуз. Перед наступлением половой зрелости гонофоров гонодендры отрываются от колонии и плавают у поверхности моря, причем нектофор выполняет локомоторные функции.
Благодаря косому расположению гребня на плавательном пузыре физалия асимметрична, причем известны две формы физалий — «правая» и «левая», которые являются как бы зеркальным отображением друг друга. Было замечено, что все физалий, обитающие в одном участке моря, имеют одинаковое строение, т. е. все они либо «правые», либо «левые». В связи с этим высказывалось предположение, что существует два вида или две географические расы физалий.
Однако, когда стали изучать развитие этих сифонофор, обнаружилось, что среди потомства одной физалий всегда имеется равное число и «правых» и «левых».
Значит, никаких особых рас у физалий нет. Но как возникают скопления «левых» и «правых» сифонофор и почему эти две формы не встречаются вместе?
Ответ на этот вопрос был получен после детального изучения строения воздушного пузыря физалий. Оказалось, что форма и расположение гребня на его вершине имеют для физалий очень большое значение. Как было сказано выше, гребень физалий слегка изогнут в виде буквы S. Фпзалия передвигается по поверхности моря благодаря тому, что ветер ударяет в ее воздушный пузырь. Если бы не было гребня, сифонофора постоянно двигалась бы по прямой и ее в конце концов выбросило бы на берег. Но наличие гребня вносит существенные изменения в парусную оснастку «португальского кораблика». Косо поставленный и изогнутый гребень заставляет животное плыть под острым углом к ветру и время от времени делать поворот вокруг своей оси против ветра.
Если наблюдать за физалией, плавающей вблизи берега, в сторону которого дует ветер, то можно увидеть, как она то приближается к берегу, то, неожиданно повернувшись к наблюдателю другим боком, медленно отплывает от него.
Так маневрируют целые армады «португальских корабликов», напоминая действия парусного флота периода средневековых войн. При движении «правые» и «левые» «португальские кораблики» ведут себя по-разному. Под влиянием ветра, дующего в одном направлении, они расходятся в разные стороны — «правые» налево, а «левые» направо. Вот поэтому-то и возникают скопления одинаковых форм физалий.
К плейстонным организмам относятся также весьма своеобразные кишечнополостные — порпита (Porpita) и велелла (Velella), которую также называют парусником.
Долгое время этих животных относили к сифонофорам, причем отдельные придатки их считали специализированными особями колонии. Теперь все больше зоологов склоняется к мнению о том, что порпита и парусник представляют собой не колонию, а крупного одиночного плавающего полипа, и относит их к отряду хондрофор (Chondrophora) из класса гидроидных . Тело у них уплощенное; у порпиты оно имеет форму круга, у парусника — овала. Верхняя сторона диска покрыта хитиноидной оболочкой, под которой помещается сложно устроенный воздушный колокол — пневматофор.
Он состоит из центральной камеры, большого количества окружающих его кольцевых камер и отходящих от них ко всем частям тела тонких трубочек — трахей, служащих для дыхания. На нижней стороне диска расположены органы полипа. В центре находится ротовой конус, а по периферии располагаются многочисленные щупальца. Между ротовым конусом и щупальцами имеются особые выросты тела — гонодендры, на которых выпочковываются особи медузоидного поколения. Верхняя сторона диска прибрежной порпиты гладкая; у велеллы, живущей в открытом океане, на ней находится высокий вырост треугольной формы — парус. Парус велеллы имеет такое же значение, что и гребень на воздушном пузыре физалий. Он расположен на овальном теле парусника асимметрично и слегка S-образно изогнут. Парус позволяет животному двигаться не по прямой, а маневрировать, хотя, конечно, не произвольно, а более или менее случайно.
В субтропических частях океана, где температура не падает ниже 15°С, парусники встречаются в очень больших количествах.
Местами эти крупные кишечнополостные (они достигают 12 см по длинной оси диска) собираются в огромные стаи протяженностью в несколько десятков миль, причем на каждый квадратный метр поверхности океана приходится по паруснику. Вместе с крупными парусниками плавают и молодые, величина которых измеряется миллиметрами.
Ветер, ударяя в парус, гонит стаю велелл по морю, и они могут проходить многие сотни миль.
Обитая в открытом океане, парусники не боятся воды: они не могут утонуть, так как имеют очень совершенный пневматофор, состоящий из большого числа независимых камер. Если волна все же опрокинет велеллу, то при помощи движений краев диска она принимает нормальное положение и снова подставляет парус ветру. Кроме парусников, здесь же можно встретить и много других животных, которые, однако, вначале почти незаметны.
Общеизвестно, что открытое море тропиков имеет интенсивный синий цвет. В связи с этим парусники и большинство животных, которые обитают вместе с ними, также окрашены в голубые или синие тона — это служит им хорошей защитой.
Парусники и обитающие среди них другие животные создают в открытом море особый тесно связанный мирок — плейстонный биоценоз, который по воле течения и ветра все время плывет по поверхности океана.
Велелла, как и все кишечнополостные, — хищник; она питается планктоном, в состав ее пищи входят рачки, личинки различных беспозвоночных, мальки рыб. Все же остальные животные, которые входят в состав плавающего биоценоза, либо питаются парусниками, либо используют их в качестве постоянного или временного субстрата для прикрепления. Таким образом, весь биоценоз существует за счет планктона, но непосредственно используют планктон только одни парусники.
На верхней стороне диска велеллы, как на палубе корабля, путешествуют маленькие голубые крабики планес (Planes). Здесь они находят защиту от врагов, а также получают пищу. Голодный крабик быстро перебирается на нижнюю сторону диска парусника и отнимает у него захваченных планктонных рачков. Наевшись, крабик опять взбирается на верхнюю сторону диска и устраивается под парусом, тесно прижавшись к нему.
Крабики никогда не пожирают свой корабль, чего нельзя сказать о многих других плейстонных животных.
На нижней стороне парусника часто можно найти хищного брюхоногого моллюска янтину (Janthina). Янтины объедают мягкие ткани до тех пор, пока от парусника не останется один хитиноидный скелет. Потеряв опору, янтина не тонет, так как хорошо приспособлена к жизни у поверхности воды. Как только поедаемый парусник начинает тонуть, янтина выпускает обильную слизь, образующую пузырьки, наполненные воздухом. Слизь эта очень быстро затвердевает, и получается хороший поплавок, на котором моллюск может самостоятельно плавать, передвигаясь от одного парусника к другому. Подплыв к новой жертве, янтина покидает ненужный ей теперь поплавок и быстро переползает на велеллу. Брошенный поплавок янтины вскоре заселяется гидроидами, мшанками, морскими уточками и другими прикрепленными животными, а также маленькими крабиками; иногда они поселяются и на раковине самого моллюска.
Вместе с янтиноп на парусниках поселяется и другой хищный моллюск — голожаберник эолис (Aeolis).
Иногда рядом с парусником можно заметить сопровождающих его голожаберных моллюсков глаукусов (Glaucus). Тело этого безраковинного моллюска вытянутое, рыбообразное, по бокам имеется три пары разветвленных щупальцевидных выростов, при помощи которых моллюск прикрепляется к поверхностной пленке воды. Плавает он темно-синей брюшной стороной кверху, его спинная сторона серебристо-белого цвета. Это делает плывущего глаукуса незаметным и с воздуха и из воды. Проголодавшийся глаукус, подгребая щупальцевидными выростами, подплывает к паруснику и, придерживаясь за него, вырывает и поедает большие куски края диска.
Объеденные моллюсками, парусники гибнут, но от них остается хитиноидный скелет, в котором еще сохраняется система воздушных камер. Такие мертвые парусники плавают некоторое время на поверхности, и на них поселяются личинки усоногих рачков — морских уточек (Lepas fasciculatus). По мере роста новых поселенцев скелет парусника погружается все глубже, а на ножке, при помощи которой морская уточка прикрепляется к субстрату, развивается дополнительный шаровидный поплавок, увеличивающий плавучесть рачка.
Все свободноживущие усоногие раки — прикрепленные животные, исключение составляет только указанный выше вид морской уточки. Когда ее шаровидный поплавок достигает значительной величины, он отделяется от парусника, и после этого морская уточка может самостоятельно держаться на поверхности воды и даже плавать, размахивая ножками. У остальных усоногих рачков взмахи ножек подгоняют к рачку пищу — мелкие планктонные организмы, но этот вид морской уточкп, в отличие от всех своих сородичей, ведет хищнический образ жизни. Подплыв к паруснику, морская уточка захватывает край его диска ножками и, передвигаясь вдоль края, быстро выедает значительную часть велеллы.
Кроме описанных здесь животных, в биоценоз велеллы входят также некоторые креветки, ресничные черви, клопы-водомерки и ряд других животных, в том числе один вид летучей рыбы прогнихтис (Prognichthys agae), которая откладывает на парусниках икру. Клопы-водомерки галобатесы живут в тесном контакте с велеллой и порпитой, используя их и как «пирог» и как «плот».
Носящийся в открытом океане мирок велеллы очень ограничен, но все его обитатели тесно связаны друг с другом. Интересно отметить, что большинство видов, составляющих этот биоценоз, относится к таким группам животных, которые обычно ведут донный образ жизни. Исходя из этого, можно с уверенностью сказать, что плейстонные животные происходят от донных (а не от планктонных) организмов, которые потеряли связь с дном и стали прикрепляться к различным плавающим предметам или использовать в качестве опоры поверхностную пленку воды.
Жизнь животных: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией профессоров Н.А.Гладкова, А.В.Михеева . 1970 .
- — (Hydrozoa) класс водных беспозвоночных животных типа кишечнополостных (Coelenterata). Для большинства Г. характерно чередование поколений: Полипы сменяются половым поколением медузами (См. Медузы). У большинства Г. бесполое поколение… … Большая советская энциклопедия
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Кишечнополостные самые низко организованные из числа настоящих многоклеточных животных.
Тело кишечнополостных состоит из двух слоев клеток эктодермы и энтодермы, между которыми имеется более или менее… … Биологическая энциклопедия
В современных системах классификации царство животных (Animalia) делят на два подцарства: паразои (Parazoa) и настоящие многоклеточные (Eumetazoa, или Metazoa). К паразоям относится лишь один тип губки. У них нет настоящих тканей и органов,… … Энциклопедия Кольера
Turritopsis … Википедия
Hydroidolina … Википедия
Obelia sp … Википедия
Bathykorus bouilloni (Aeginidae) … Википедия
Эта статья о морских животных. О метательном оружии см. Сифонофор. Сифонофоры … Википедия
Разнообразие видов морских животных настолько широко, что еще не скоро человечество сможет изучить их во всей полноте. Однако даже давно открытые и известные обитатели вод способны удивить доселе невиданными особенностями. К примеру, оказалось, что самый обычный гидроид (медуза) никогда не умирает по старости. Похоже, что это единственное существо из известных на земле, обладающее бессмертием.
Общая морфология
Медуза гидроид относится к классу гидроидных. Это самые ближайшие родственники полипов, но устроены они сложнее. Наверное, каждый хорошо представляет себе, как выглядят медузы — прозрачные диски, зонтики или колокола. Они могут иметь кольцеобразные перетяжки посреди тела или вовсе быть в форме шара. У медуз нет рта, но есть ротовой хоботок. Некоторые особи имеют даже маленькие розоватые щупальца на краях.
Пищеварительная система этих медуз носит название гастроваскулярной. У них есть желудок, от которого к периферии тела отходят четыре радиальных канала, впадающих в общий кольцевой канал.
Щупальца со стрекательными клетками располагаются тоже на краях зонтичного тела, они служат одновременно и органом осязания, и орудием для охоты. Скелет отсутствует, но есть мускулы, благодаря которым медуза движется. У некоторых подвидов часть щупалец преобразована в статолиты и статоцисты — органы равновесия. Способ движения зависит от типа, к которому принадлежит конкретный гидроид (медуза). Размножение и строение их тоже будут отличаться.
Нервная система гидромедуз представляет собой сеть клеток, которые на краю зонтика образуют два кольца: внешнее отвечает за чувствительность, внутреннее — за движение. У некоторых есть светочувствительные глазки, расположенные на основании щупалец.
Типы гидроидных медуз
Подклассы, имеющие те самые органы равновесия — статоцисты, называются трахилидами. Они движутся благодаря выталкиванию воды из зонтика. Еще у них есть парус — кольцевидный вырост на внутренней стороне, сужающий выход из полости тела. Он добавляет медузе скорости при движении.
Лептолиды лишены статоцист, либо они преобразованы в специальный пузырек, внутри которого может быть один или несколько статолитов. Они передвигаются в воде далеко не так реактивно, ведь их зонтик не может сокращаться часто и интенсивно.
Существуют еще медузоидные гидрокораллы, но они слаборазвиты и мало похожи на обычных медуз.
Хондрофоры живут большими колониями. Часть их полипов выпочковывает медуз, которые дальше живут самостоятельно.
Сифонофора — гидроид которой необычно и интересно. Это целая колония, в ней каждый выполняет свою роль для функционирования всего организма. Внешне это выглядит так: сверху большой плавучий пузырь в форме кораблика. У него есть железы, которые вырабатывают газ, помогающий всплывать наверх. Если сифонофора хочет уйти обратно вглубь — она просто расслабляет свой мускульный орган замыкатель. Под пузырем на стволе расположены другие медузы в форме маленьких плавательных колоколов, за ними следуют гастрозоиды (или охотники), потом гонофоры, чья цель — продолжение рода.
Размножение
Медуза гидроид бывает мужского или женского пола. Оплодотворение чаще происходит внешнее, нежели внутри тела самки. Половые железы медуз располагаются либо в эктодерме ротового хоботка, либо в эктодерме зонтика под радиальными каналами.
Созревшие половые клетки оказываются снаружи из-за образования специальных разрывов. Далее они начинают дробиться, образуя бластулу, часть клеток которой затем втягивается внутрь. В результате получается энтодерма. В процессе дальнейшего развития какое-то количество ее клеток дегенерирует, чтобы образовать полость. Именно на этой стадии оплодотворенная яйцеклетка становится личинкой-планулой, затем оседает на дно, где превращается в гидрополип. Интересно, что он начинает отпочковывать новых полипов и маленьких медузок. Дальше они уже растут и развиваются как самостоятельные организмы. У некоторых видов из планул образуются только медузки.
Вариация оплодотворения яйцеклетки зависит от того, к какому типу, виду или подвиду принадлежит гидроид (медуза). Физиология и размножение, как и строение, различаются.
Где они обитают
Подавляющее большинство видов живет в море, гораздо реже встречаются они в пресноводных водоемах. Встретить их можно в Европе, Америке, Африке, Азии, Австралии. Появиться они могут и в оранжерейных аквариумах, и в искусственных водоемах. Откуда берутся полипы и как гидроиды распространяются в мире, пока науке непонятно.
Сифонофоры, хондрофоры, гидрокораллы, трахилиды обитают исключительно в море. Лишь лептолид можно встретить в пресном водоеме. Но зато и опасных представителей среди них гораздо меньше, чем среди морских.
Каждый занимает свой ареал обитания, например, какое-то конкретное море, озеро или залив. Расширяться он может только благодаря движению вод, специально медузы не захватывают новые территории. Одни больше любят холод, другие — тепло. Они могут жить ближе к поверхности воды либо на глубине. Последним не свойственны миграции, а первые делают это с целью поиска корма, днем уходя глубже в толщу воды, а ночью снова поднимаясь наверх.
Образ жизни
Первое поколение в жизненном цикле гидроидных — это полип. Второе — гидроид медуза с прозрачным телом. Таковым его делает сильная развитость мезоглеи. Она студениста и содержит воду. Именно из-за нее медузу бывает трудно заметить в воде. Гидроиды благодаря вариативности размножения и наличию разных поколений могут активно распространяться в окружающей среде.
Медузы потребляют в пищу зоопланктон. Личинки некоторых видов питаются яйцами и мальками рыб. Но в то же время они и сами являются частью пищевой цепочки.
Гидроид (медуза), образ жизни, по сути, посвящен питанию, обычно очень быстро растет, но, конечно, не достигает таких размеров, как сцифоиды. Как правило, диаметр зонтика гидроида не превышает 30 см. Основные конкуренты их — планктоноядные рыбы.
Конечно, они хищники, причем встречаются довольно опасные и для человека. Все медузы имеют которые используют во время охоты.
Чем отличаются гидроиды от сцифоидов
По морфологическим признакам это наличие паруса. Сцифоиды его не имеют. Они, как правило, значительно больше и обитают исключительно в морях и океанах. в диаметре достигает 2 м, но при этом яд ее стрекательных клеток едва ли способен причинить сильный вред человеку. Вырастать до больших размеров сцифоидам помогает большее, чем у гидроидов, количество радиальных каналов гастроваскулярной системы. А некоторые виды таких медуз употребляются в пищу человеком.
Различие есть и в типе движения — гидроиды сокращают кольцевую складку у основания зонтика, а сцифоиды — весь колокол. У последних больше щупалец и органов чувств. Строение их также различно, так как у сцифоидов есть мышечная и нервная ткань. Они всегда раздельнополые, у них нет вегетативного размножения и колоний. Это одиночки.
Сцифоидные медузы бывают удивительно прекрасны — они могут быть разного цвета, иметь по краям бахрому и причудливую форму колокола. Именно эти обитательницы вод становятся героинями телепередач о морских и океанских животных.
Медуза гидроид бессмертна
Не так давно ученые обнаружили, что у гидроидной медузы туритопсис нутрикула есть удивительная способность к омоложению. Этот вид никогда не умирает своей смертью! Она может сколько угодно раз запускать механизм регенерации. Казалось бы, все очень просто — достигнув старости, медуза снова превращается в полип и проходит все стадии взросления заново. И так по кругу.
Нутрикула обитает в Карибском бассейне и обладает очень малыми размерами — диаметр ее зонтика всего 5 мм.
О том, что медуза гидроид бессмертна, стало известно случайно. Ученый Фернандо Боэро из Италии изучал гидроиды и проводил с ними эксперименты. Несколько особей туритопсис нутрикула были помещены в аквариум, но сам опыт по каким-то причинам был отложен на такой длительный срок, что вода высохла. Боэро, обнаружив это, решил изучить высохшие останки, и понял, что они не умерли, а просто отбросили щупальца и стали личинками. Таким образом, медуза приспособилась к неблагоприятным условиям среды и закуклилалсь в ожидании лучших времен. После помещения личинок в воду они превратились в полипы, жизненный цикл запустился.
Опасные представители гидроидных медуз
Самый красивый вид называется (сифонофора физалия) и является одним из опаснейших морских обитателей. Его колокол переливается разными цветами, словно приманивая к себе, но приближаться к нему не рекомендуется. Физалию можно встретить на побережье Австралии, Индийского и Тихого океанов и даже в Средиземноморье. Пожалуй, это и есть один из самых больших видов гидроидов — длина пузыря может быть 15-20 см. Но самое страшное — это щупальца, которые могут уходить в глубину на 30 м. Физалия атакует свою жертву ядовитыми стрекательными клетками, оставляющими сильные ожоги. Особенно опасно встречаться с португальским корабликом людям, у которых ослаблен иммунитет, есть склонность к аллергическим реакциям.
В целом же гидроидные медузы безобидны, в отличие от своих сестер сцифоидов. Но вообще лучше избегать контактов с любыми представительницами этого вида. Все они обладают стрекательными клетками. Для кого-то их яд не обернется проблемой, а кому-то нанесет вред посерьезнее. Все зависит от индивидуальных особенностей.
Общая характеристика, многообразие видов
Тип кишечнополостных насчитывает около 9 тыс. видов. Они произошли от колониальных простейших — жгутиконосцев и распространены во всех морях и пресноводных водоемах. Тип кишечнополостных разделяют на три класса: гидроидные, сцифоидные и коралловые полипы.
Основные ароморфозы, способствовавшие появлению кишечнополостных:
- возникновение многоклеточности в результате специализации и объединения взаимодействующих между собой клеток;
- возникновение двуслойного строения;
- возникновение полостного пищеварения;
- появление дифференцированных по функциям частей тела;
- появление радиальной симметрии.
Кишечнополостные ведут водный, свободный или сидячий образ жизни. Это двухслойные животные, в онтогенезе формирующие два зародышевых листка — экто- и энтодерму, между которыми находится мезоглея — опорная пластинка. Их внутренняя полость называется гастральной. Здесь переваривается пища, остатки которой удаляются через рот, окруженный щупальцами (у гидр).
Класс Гидроидные
Представитель этого класса — пресноводная гидра.
Гидра — полип размером около 1 см. Живет она в пресноводных водоемах, прикрепляясь к субстрату подошвой. Передний конец тела животного образует рот, окруженный щупальцами. Тело гидры покрыто эктодермой, состоящей из нескольких видов клеток:
- эпителиально-мускульных;
- промежуточных;
- стрекательных;
- половых;
- нервных.
Энтодерма гидры состоит из эпителиально-мускульных, пищеварительных клеток и железистых клеток.
Слева — Схема расположения нервных клеток в теле гидры . (по Гессе). Справа — Стрекательные клетки: А — в покоящемся состоянии, Б — с выброшенной стрекательной нитью (по Кюну): 1 — ядро; 2 — стрекательная капсула; 3 — книдоциль; 4 — стрекательная нить с шипиками; 5 — шипы
Важные особенности кишечнополостных:
- наличие стрекательных клеток во внешнем слое. Они развиваются из промежуточных и состоят из стрекательной капсулы, наполненной жидкостью, и стрекательной нити, помещенной в капсуле. Стрекательные клетки служат орудием нападения и защиты;
- полостное пищеварение с сохранением внутриклеточного пищеварения.
Гидры — хищники, питающиеся мелкими ракообразными и мальками рыб.
Дыхание и выделение осуществляются всей поверхностью их тела.
Раздражимость проявляется в виде двигательных рефлексов. Наиболее отчетливо на раздражение реагируют щупальца, так как в них плотно сосредоточены нервные и эпителиально-мускульные клетки.
Размножаются гидры почкованием и половым путем. Половой процесс происходит осенью. Некоторые промежуточные клетки эктодермы превращаются в половые клетки. Оплодотворение происходит в воде. Весной появляются новые гидры. Среди кишечнополостных встречаются гермафродиты и раздельнополые животные.
Для многих кишечнополостных характерно чередование поколений. Например, из полипов образуются медузы, из оплодотворенных яиц медуз развиваются личинки — планулы, из личинок снова развиваются полипы.
Гидры способны восстанавливать утраченные части тела благодаря размножению и дифференцировке неспецифических клеток. Это явление называют регенерацией.
Класс Сцифоидные
Этот класс объединяет медуз больших размеров (представители — корнерот, аурелия, цианея).
Медузы обитают в морях. В их жизненном цикле закономерно чередуются половое и бесполое поколения. Тело по форме напоминает зонт и состоит в основном из студенистой мезоглеи, покрытой снаружи одним слоем эктодермы, а изнутри — слоем энтодермы. По краям зонта расположены щупальца, окружающие рот, находящийся на нижней стороне. Рот ведет в гастральную полость, от которой отходят радиальные каналы, которые соединяются между собой кольцевым каналом. В результате образуется гастральная система.
Нервная система медуз сложнее нервной системы гидр.
Рис. 34. Развитие сцифомедузы : 1 — яйцо; 2 — планула; 3 — одиночный полип; 4 — почкующийся полип; 5 — делящийся полип; 6 — молодая медуза; 7 — взрослая медуза
Кроме общей сети нервных клеток, по краю зонтика расположены скопления нервных ганглиев, образующих сплошное нервное кольцо и особые органы равновесия — статоцисты. У некоторых медуз появляются светочувствительные глазки, чувствительные и пигментные клетки, соответствующие сетчатке глаза высших животных.
Медузы раздельнополы. Их половые железы расположены под радиальными каналами или на ротовом стебельке. Половые продукты выходят через рот в море. Из зиготы развивается свободноживущая личинка — планула, которая весной превращается в маленького полипа.
Класс Коралловые полипы
Включает одиночные (актинии ) или колониальные формы (красный коралл). Они имеют известковый или кремниевый скелет, образованный кристаллами игловидной формы, живут в тропических морях, размножаются бесполым и половым путями (медузной стадии развития нет). Скопления коралловых полипов образуют коралловые рифы.
Кто такие кишечнополостные?
Строение кишечнополостных
Кишечнополостные являются одними из древнейших многоклеточных животных. К ним относятся низшие многоклеточные организмы, тело которых состоит из двух слоев клеток и гастральной полости и, как правило, имеет радиальную (лучевую) симметрию. Это медузы, полипы, гидры. Для некоторых кишечнополостных характерно наличие стрекательных клеток.
Гидра обыкновенная является представителем пресноводных кишечнополостныхживотных
Тело гидры, как и других кишечнополостных, состоит из двух слоев клеток: наружного — эктодермы и внутреннего — энтодермы. Для большинства видов гидр характерна радиальная симметрия. На переднем конце тела находится рот, который окружает венчик из щупалец. Обычно их от 5 до 12. На заднем конце тела имеется подошва. Благодаря ей гидра может передвигаться или прикрепляться к какой-нибудь поверхности.
Питаются кишечнополостные мелкими водными животными. Интересно, что когда гидра не питается, рта у нее практически нет: клетки эктодермы смыкаются так же плотно, как и на остальном теле. Поэтому когда гидра хочет есть, ей приходится всякий раз заново прорывать себе рот.
Строение гидрыРазмножаются гидры почкованием. На стенках тела образуются выпячивания — почки, на концах которых появляются щупальца, а между ними — рот. Маленькие гидры отделяются и живут самостоятельно.
Гидра способна плавать, а может и переползать с места на место. Поочередно присасываясь к поверхности то подошвой, то передним концом тела со щупальцами, она ползает подобно гусенице. Передвигаться гидра может и по-другому: словно кувыркаясь через голову.
Стрекательные клетки — оружие кишечнополостных
Тело кишечнополостных, а особенно щупальца, усеяно большим количеством стрекательных клеток. В каждой такой клетке имеется стрекательная капсула, внутри которой свернута тонкая трубочка — стрекательная нить. Наружу из клетки выступает чувствительный волосок. Как только рачок, малек рыбы или другое животное касается чувствительного волоска, стрекательная нить распрямляется, ее конец выбрасывается наружу и вонзается в жертву. Как правило, выстреливает сразу много стрекательных нитей. По каналу, проходящему внутри этих нитей, из стрекательной капсулы в тело добычи попадает яд, вызывающий гибель мелких животных. Затем гидра щупальцами подтягивает жертву ко рту и заглатывает.
Механизм работы стрекательной клеткиКоралловые полипы
Коралловые полипы представляют собой самую большую группу кишечнополостных, включающую свыше 6000 видов. Все они — обитатели морей и океанов. В мире насчитывается почти 5000 видов коралловых полипов, из которых около 3500 носят название кораллы. Некоторых представителей коралловых полипов, например актиний, традиционно кораллами не называют, хотя они и состоят в тесном родстве с «настоящими» кораллами.
Этот кустистый коралл — на самом деле целая колония коралловых полиповТо, что обычно зовут кораллами, — это только скелет колонии, оставшийся после гибели множества мелких полипов.
В симбиозе с живыми коралловыми полипами живут водоросли зооксантеллы. Коралл предоставляет им убежище, а они снабжают полипы питанием и помогают им выводить из организма углекислый газ. Но это еще не все: именно зооксантеллы придают кораллам самые разнообразные цвета.
У коралла-мозговика, или пластинчатой платигиры, особи настолько тесно соединены друг с другом, что их ротовые отверстия сшиты в единую щельС древних времен люди ценили красоту и целебные свойства кораллов и использовали их в качестве украшений. Чаще всего для этой цели берется благородный коралл — вид полипов из отряда роговых кораллов. Как правило, он окрашен в красный или розовый цвет, редко — в голубой или черный. Благородный коралл обитает на глубине 10—200 м в Средиземном и Красном морях, а также в районе Гавайских островов, Австралии и Японии.
Коралловый полип внешне напоминает цветок с лепестками-щупальцами, число которых кратно шести или восьми. На этом основании кораллы делятся на 6- и 8-лучевые. «Цветок» коралла находится в известковой оболочке, создаваемой им путем извлечения из морской воды растворенной извести. Живая ткань полипов и их известковые оболочки соприкасаются, образуя одно целое, называемое колонией кораллов. Большинство видов кораллов после смерти полипов выцветает, и их скелеты становятся белыми.
Актинии — это полипы, лишенные минерального скелета. Они очень красивы, за что их называют морскими цветами. В отличие от коралловых полипов, актинии живут отдельно друг от другаСтроение коралла
Коралловые рифы
Известковые скелеты твердых кораллов составляют основу коралловых рифов, на которых обитает большое количество животных и растений. Кстати, множество островов в океане построено именно кораллами.
Коралловый риф выстроен из мертвых кораллов. Постепенно он может оказаться на поверхности моря и образовать коралловый островМедузы
На первый взгляд они кажутся такими разными — подвижная медуза и неподвижный коралл. Однако это одно и то же существо, только медуза — это половое поколение, а полип — бесполое. Полип размножается почкованием. Почки высвобождаются, превращаются в медуз и свободно плавают в морской воде. Мужские особи образуют сперматозоиды, женские — яйцеклетки. После оплодотворения получаются личинки — планулы. Когда планулы оседают на дно, то порождают неподвижные полипы. Так происходит жизненный цикл этого существа.
Жизненный цикл медузы аурелииМедуза — фаза жизненного цикла стрекающих кишечнополостных. Большую часть тела медузы составляет мезоглея — соединительная ткань, а само тело образует колокол, или зонтик. Движение медузы — реактивное. Она набирает в полость тела воду, а затем, сокращая стенки зонтика, резко выбрасывает ее.
Строение тела медузы в поперечном разрезеВ Атлантическом океане обитает медуза морская крапива. Свое название она получила за способность больно жалить с помощью стрекательных нитей. Размер ее колокола достигает 1 м. Морская крапива поедает гребенчатых медуз, которые питаются личинками устриц. Поэтому она полезна для устричного промысла. Личинок устриц, которых морская крапива проглатывает вместе с медузами, эта хищница выплевывает в море целыми и невредимыми.
Медуза в движенииМедузы, как и некоторые другие живые существа, способны к свечению. Так, пелагия ночесветка светится в темноте благодаря распаду вещества люциферина. Причем глубоководные медузы светятся красным светом, а те, которые плавают ближе к поверхности, — голубым.
Какое животное самое длинное?
Самое длинное животное нашей планеты — медуза цианея гигантская, известная также как львиная грива. У рекордсменки, выброшенной на берег Массачусетского залива в 1865 г., длина щупалец достигала 37 м, что больше, чем длина синего кита, а диаметр колокола медузы составлял 229 см.
Яд львиной гривы смертельно опасенВопросы для самопроверки
- Когда у гидры появляется рот?
- При помощи чего гидра двигается?
- Почему кораллы разноцветные?
- Где коралловый полип берет известь для своего скелета?
- Что общего у медузы и полипа?
- Почему медузы светятся?
Ответы
- Рот у гидры появляется, только когда она ест. В остальное время он заращен, и животному приходится каждый раз прорывать его заново.
- Гидра двигается при помощи подошвы.
- Кораллы разноцветные благодаря зооксантеллам — крохотным водорослям, которые живут с ними в симбиозе.
- Коралл извлекает известь, растворенную в морской воде.
- Медуза и полип — одно и то же существо. Только медуза — его подвижное половое поколение, а полип — неподвижное бесполое.
- В организме медуз имеется вещество люциферин, который, распадаясь, дает свечение.
кишечнополостные — огэ биология
Тип Кишечнополостные. Общая характеристика. Многообразие кишечнополостныхВидео YouTube
Видео YouTube
Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: двуслойные животные, гидроидные, железистые клетки, клетки эктодермы, клетки энтодермы, коралловые полипы, медузы, нервные клетки, стрекательные клетки, сцифоидные, цикл развития кишечнополостных.
Кишечнополостные – одна из древнейших групп многоклеточных животных, насчитывающая 9000 тыс. видов. Эти животные ведут водный образ жизни и распространены во всех морях и пресноводных водоемах. Произошли от колониальных простейших – жгутиконосцев. Кишечнополостные ведут свободный или сидячий образ жизни. Тип Кишечнополостные разделяется на три класса: Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые полипы.
Важнейшим общим признаком кишечнополостных считается двуслойное строение тела. Оно состоит из эктодермы и энтодермы, между которыми находится не имеющая клеточного строения – мезоглея. Свое название эти животные получили потому, что у них есть кишечная полость, в которой переваривается пища.Основные ароморфозы, способствовавшие появлению кишечнополостных, следующие:
– возникновение многоклеточности в результате специализации и объединения;
– взаимодействующих между собой клеток;
– возникновение двуслойного строения;
– возникновение полостного пищеварения;
– появление, дифференцированных по функциям, частей тела появление радиальной или лучевой симметрии.
Класс Гидроидные. Представитель – пресноводная гидра.
Гидра – это полип, размером около 1 см. Живет в пресноводных водоемах. К субстрату прикрепляется подошвой. Передний конец тела образует рот, окруженный щупальцами. Наружный слой тела – эктодерма состоит из нескольких видов клеток, дифференцированных по своим функциям:– эпителиально-мускульных, обеспечивающих передвижение животного;
– промежуточных, дающих начало всем клеткам;
– половых, обеспечивающих процесс размножения;
– нервных, объединенных в единую сеть и образующих первую в органическом мире нервную систему.
Энтодерма состоит из: эпителиально-мускульных, пищеварительных клеток и железистых клеток, выделяющих пищеварительный сок.
У гидры, как и у других кишечнополостных животных пищеварение и полостное, и внутриклеточное. Гидры – хищники, питающиеся мелкими ракообразными и мальками рыб. Дыхание и выделение у гидр осуществляется всей поверхностью тела.
Раздражимость проявляется в виде двигательных рефлексов. Наиболее отчетливо на раздражение реагируют щупальца, т.к. в них наиболее плотно сосредоточены нервные и эпителиально-мускульные клетки.
Размножение происходит почкованием и половым путем. Половой процесс происходит осенью. Некоторые промежуточные клетки эктодермы превращаются в половые клетки. Оплодотворение происходит в воде. Весной появляются новые гидры. Среди кишечнополостных встречаются гермафродиты и раздельнополые животные.
Для многих кишечнополостных характерно чередование поколений. Например, из полипов образуются медузы. Из оплодотворенных яиц медуз развиваются личинки – планулы. Из личинок снова развиваются полипы.
Гидры способны восстанавливать утраченные части тела, благодаря размножению и дифференцировке неспецифических клеток. Это явление называется регенерацией.
Класс Сцифоидные. Объединяет медуз больших размеров. Представители – Корнерот, Аурелия, Цианея.
Медузы обитают в морях. Тело напоминает по форме зонт и состоит в основном из студенистой мезоглеи, покрытой снаружи слоем эктодермы, а изнутри слоем энтодермы. По краям зонта расположены щупальца, окружающие рот, находящийся на нижней стороне. Рот ведет в гастральную полость, от которой отходят радиальные каналы. Каналы соединяются между собой кольцевым каналом. В результате образуется гастральная система.
Нервная система медуз сложнее, чем у гидр. Кроме общей сети нервных клеток, по краю зонтика расположены скопления нервных ганглиев, образующих сплошное нервное кольцо и особые органы равновесия – статоцисты. У некоторых медуз появляются светочувствительные глазки, появляются чувствительные и пигментные клетки, соответствующие сетчатке глаза высших животных.
В жизненном цикле медуз закономерно чередуются половое и бесполое поколения. Они раздельнополы. Половые железы расположены в энтодерме под радиальными каналами или на ротовом стебельке. Половые продукты выходят через рот в море. Из зиготы развивается свободножи– вущая личинка – планула. Планула весной превращается в маленького полипа. Полипы образуют группы, похожие на колонии. Постепенно они расходятся и превращаются во взрослых медуз.
Класс Коралловые полипы. Включают одиночные (актинии, мозговики) или колониальные формы (красный коралл). Имеют известковый или кремниевый скелет, образованный кристаллами игловидной формы. Живут в тропических морях. Скопления коралловых полипов образуют коралловые рифы. Размножаются бесполым и половым путями. Медузной стадии развития у коралловых полипов нет.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙЧасть А
А1. Одним из крупных ароморфозов у кишечнополостных было возникновение
1) стрекательных клеток
2) многоклеточности
3) внутриклеточного пищеварения
4) способности к почкованию
А2. Полип – это название
1) вида животного
2) класса животных
3) подцарства животных
4) стадии развития животного
А3. Клетки, из которых образуются все остальные клетки гидры, называются
1) железистые 3) стрекательные
2) промежуточные 4) эпителиально-мускульные
А4. В энтодерме гидры находятся клетки
1) промежуточные 3) железистые
2) половые 4) нервные
А5. Из зиготы у медуз сначала развивается
1) планула 3) взрослая форма
2) полип 4) колония полипов
А6. Наиболее сложно устроена нервная система
1) гидры 3) корнерота
2) мозговика 4) актинии
А7. Половые железы медуз развиваются в
1) эктодерме 3) мезоглее
2) карманах желудка 4) глотке
А8. Внутренний скелет есть у
1) аурелии 3) актинии
2) гидры 4) корнерота
А9. Нервная система кишечнополостных состоит из
1) одиночных клеток
2) отдельных нервных узлов
3) одного нерва
4) взаимосвязанных нервных клеток
Часть ВВ1. Выберите клетки, находящиеся в эктодерме гидры
1) железистые 4) пищеварительные
2) промежуточные 5) стрекательные
3) нервные 6) половые
Часть СС1. Почему рифообразующие кораллы живут на глубинах, не превышающих 50 м?
ответы Тип Кишечнополостные.Часть А. А1 – 2. А2 – 4. А3 – 2. А4 – 3. А5 – 1. А6 – 3. А7 – 2. А8 – 3. А9 – 4.
Часть В. В1 – 2, 3, 5, 6.
Часть С. С1 Кораллы нуждаются в воде, насыщенной кислородом, и в пище – т.е. в мельчайших животных, попадающихся им в щупальца. На кораллах должны жить водоросли, которым в свою очередь необходим свет для успешного фотосинтеза. Животным, живущим на рифах, необходим кислород и пища, которой в глубине значительно меньше.
Генетики разобрались в различиях медуз и кораллов
кубомедуза
OIST
Несмотря на разный внешний вид, кораллы и медузы относительно близкие родственники, просто проводящие большую часть жизни на разных стадиях жизненного цикла. Проанализировав геномы двух медуз и сравнив их с коралловыми, исследователи нашли генетические различия, позволяющие вести медузам неприкрепленный образ жизни. Статья опубликована в Nature Ecology and Evolution.
Для таксона Medusozoa, к которому, в частности, относятся сцифоидные медузы, кубомедузы и гидры, характерно чередование двух стадий жизненного цикла: свободноплавающей медузы и сидячего полипа. У их ближайших родственников — кораллов — медузоидная стадия отсутствует, так что большую часть жизни они проводят в прикрепленном состоянии.
Характерные жизненные циклы медуз и кораллов на примере Aurelia и Nematostella
Khalturin et al., Nature Ecology & Evolution
Присутствие медузоидной стадии в жизненном цикле должно иметь под собой генетическую основу, и исследователи из Научно-технического института Окинавы во главе с Константином Халтуриным (Konstantin Khalturin) решили изучить этот вопрос. Для этого они собрали данные о разных организмах: сюда вошли три отсеквенированных генома Aurelia aurita и Morbakka virulenta, несколько новых транскриптомов и результаты предыдущих исследований Medusozoa и коралловых полипов. A. aurita — повсеместно распространенная сцифоидная медуза, для которой сделали два варианта геномов для штамма из балтийского моря и из тихого океана, а M. virulenta, обитающая у побережья Японии, относится к кубомедузам.
Сравнивая данные между собой, исследователи ожидали увидеть, что геномы этих двух медуз окажутся больше похожи друг на друга, чем на геномы кораллов и анемонов. Но, по словам авторов, они оказались примерно так же похожи между собой в генетическом плане, как человек и морской еж. Различия затронули не только сами последовательности генов и их экспрессию, но и их расположение в геноме. При сравнении порядка генов у обеих медуз и коралла Nematostella выяснилось, что у кубомедузы гены оказались очень сильно перемешаны между собой: если сравнивать по этому признаку, A. aurita оказалась даже ближе к кораллам, чем к кубомедузе.
По тому, на какой стадии активны те или иные гены, исследователи разделили их для исследуемых видов на две группы и сравнили между видами. В этом случае и кораллы, и обе медузы оказались снова очень вариабельны. У каждой из медуз нашлось около тысячи генов, «включенных» только в свободноживущей стадии. При этом совпало из них всего 97, а у кораллов для трети таких генов A. aurita просто не нашлось гомологов. Как и ожидалось, среди генов, отличающих кораллы от форм с медузоидной стадией, оказались гены групп Wnt и Hox, контролирующие развитие и эмбриогенез, а также гены, связанные с развитием специфических мышц у медуз.
На филогенетическом дереве гены Wnt кораллов (Arthrozoa) располагаются обособленно от генов медуз и гидр, для которых присутствие медузной стадии обычно
Khalturin et al., Nature Ecology & Evolution
Авторы не нашли конкретных участков генома, которые бы однозначно ассоциировались со способностью переходить в медузоидную стадию, но зато обнаружили кластеры расположенных подряд генов, вовлеченных в производство стрекательных клеток, которые есть только у книдарий. Кроме того, некоторые такие гены оказались достаточно консервативны: 58 таких генов нашлась во всех организмах по нескольку копий на геном, а еще почти три сотни оказались характерны для отдельных таксономических групп.
Стрекательные клетки кубомедуз — страшное оружие. Японцы прозвали M. virulenta за ее жгучесть огненной медузой, а австралийские кубомедузы претендуют на звание самых ядовитых беспозвоночных планеты. Как устроены эти клетки и как медузы с ними управляются можно узнать в одном из выпусков «Всё как у зверей».
Вера Мухина
полипы, медузы, цикл и стадии развития
Кишечнополостные
Кишечнополостные — это многоклеточные животные, имеющие лучевую (радиальную) симметрию. Их тело состоит из двух слоев клеток и имеет мешковидную, так называемую кишечную полость. Для кишечнополостных характерно наличие особых стрекательных клеток.
Лучевая симметрия — это характерный общий признак сидячих или малоподвижных животных. В этом случае животному в равной степени с любой стороны может грозить опасность, и пища также поступает со всех сторон. Поэтому тела этих животных устроены таким образом, что средства защиты или улавливания добычи направлены в разные стороны, как лучи (или радиусы) из единого центра.
Кишечнополостные — самые древние и примитивные животные из многоклеточных. Они произошли от примитивных первичных многоклеточных организмов.
Все кишечнополостные — водные животные, большинство которых обитает в морях и океанах. Они заселяют моря от поверхности до предельных глубин, от тропических вод до полярных областей. Небольшое число видов обитает в пресных водах. Сейчас известны около 9000 видов кишечнополостных животных. Есть среди них одиночные и колониальные животные.
Группу особей, имеющих сходные приспособления для обитания в одинаковой среде, называют жизненной формой животных. Для современных кишечнополостных характерны две жизненные формы (два поколения) : прикрепленная форма — полип и свободноплавающая форма — медуза.
Представители кишечнополостных
Кишечнополостных насчитывается свыше 9 тыс. видов. Это низшие, преимущественно морские, многоклеточные животные, прикрепленные к субстрату либо плавающие в толще воды.
Несмотря на большое различие во внешнем строении и размерах тела кишечнополостные имеют общие черты организации, главнейшие из которых следующие: тело мешковидное, образованное двумя слоями клеток: наружным и внутренним.
Класс «гидрозои» (hydrozoa)У гидроидных полипов тело цилиндрическое или яйцевидное, в нижней части которого обычно имеется ножка для прикрепления к субстрату или (у колониальных форм) для соединения с колонией.
Гастральная полость у гидрозой без перегородок. Мезоглея с малым количеством клеточных элементов. Половые железы (гонады) формируются в эктодерме. В цикле развития наблюдается чередование полипоидного и медузоидного поколений (метагенез), реже медузоидное поколение отсутствует (гипогенез). Полипы представлены одиночными особями или колониями. Последние нередко полиморфны, и отдельные особи (гидранты) выполняют разные функции.
Ознакомиться со строением гидрозой можно на примерах пресноводной гидры и морских гидроидных полипов.
Гидра — одиночный, маленький (около 1 см — прим. biofile.ru) полип в форме вытянутого мешочка, прикрепленного к субстрату своей подошвой. На свободном конце тела расположен рот, ведущий в гастральную полость. Вокруг рта имеется венчик щупалец. Поверхность тела вплоть до краев рта покрыта эктодермой.
В состав эктодермы входят эпителиально-мускульные клетки, концы которых вытянуты по продольной оси гидры в виде длинных сократимых волоконец.
Между этими клетками разбросаны промежуточные клетки, за счет которых формируются половые и стрекательные клетки. Последние содержат стрекательную капсулу, заполненную жидкостью. Один конец капсулы ввернут внутрь наподобие полого отростка, закрученного в стрекательную нить. Наружная поверхность клетки несет тонкий чувствительный волосок — книдоциль. Прикосновение к нему возбуждает клетку, и стрекательная нить выворачивается наружу. Благодаря шипикам, находящимся на нити, а также ядовитости капсульной жидкости уколы нити ядовиты и могут убивать мелких животных.
В эктодерме располагаются также нервные (звездчатые) клетки, сообщающиеся своими отростками и образующие диффузное субэпителиальное сплетение — наиболее примитивную среди многоклеточных нервную систему.
Единого нервного центра нет и к рефлексу способен каждый участок тела.
Энтодерма выстилает всю гастральную полость и продолжается до краев рта. В энтодерме есть эпителиально-мускульные пищеварительные клетки, железистые клетки, выделяющие пищеварительный сок. Эпителиальная часть энтодермальных клеток несет жгутики и способна образовывать псевдоподии для захвата пищевых частиц. Между экто и энтодермой расположена мезоглея (базальная мембрана). Размножаются гидры бесполым (с помощью почкования) и половым способом.
Половые клетки эктодермы превращаются непосредственно в яйца или многократным делением образуют множество сперматозоидов.
Оплодотворение происходит в теле, затем гидра погибает, а из яиц развиваются новые гидры. Морские гидроидные полипы в большинстве колониальны. Колония имеет форму деревца. На общем стволе колонии наподобие веточек образуются отдельные особи — гидранты, каждая из которых похожа на гидру.
Гастральная полость у всех гидрантов и ствола колонии общая.
Пища, захваченная одним гидрантом, распределяется по всей колонии. Эктодерма ствола колонии выделяет наружу органическую оболочку — теку, доходящую до гидрантов или охватывающую их в виде защитного колпачка. Полипы размножаются почкованием, что приводит к росту колонии. Половое размножение связано с образованием на стебле колонии половых особей — медуз, отрывающихся и переходящих к плавающему состоянию.
Класс «сцифоидные» (scyphozoa)
Сцифоидные медузы – морские свободноплавающие животные, имеющие форму зонтика.
Диаметр их колеблется от нескольких сантиметров и до 1 – 2 м (у арктической медузы). Тело медуз двухслойное, с выраженной студенистой мезоглеей. Характерным представителем является морская анемона.
Анемона имеет вид приплюснутого цилиндра с одним или двумя венчиками щупалец в верхней его части.
У анемоны одно и то же отверстие служит и ротовым отверстием, и выходом для отбросов, а также яиц и спермы. Стенки тела состоят из двух слоев, между которыми находится желеобразное вещество. Энтодерма содержит клетки, выделяющие эффективно действующие пищеварительные соки в кишечную полость.
Мышцы, сокращая стенки тела, выбрасывают не переваренные вещества.
Во внешнем покрове спрятаны тысячи стрекательных клеток, большая часть которых расположена на щупальцах. От каждой стрекательной клетки отходит крохотный сигнальный волосок. Действие стрекательных клеток некоторых медуз, как, например, цианеи, или «львиной гривы» (Cyanea), болезненно и опасно для человека, находящегося в воде. Эти существа, крупнейшие из всех известных медуз, достигают 2 метров в диаметре.
Самые крупные из них обитают в полярных водах; они столь выносливы, что оживают после того, как, вмерзнув в лед, пробудут там в течение нескольких часов. Купальщики в умеренных водах Атлантики обычно встречаются с цианеями поменьше, диаметром от 30 до 60 сантиметров.
Их можно отличить от голубоватой аурелии (Aurelia) – наиболее распространенной в Атлантике и Тихом океане медузы – по их красноватой окраске, тонким щупальцам длиной до 9 метров и огромным «губам», свешивающимся наподобие обтрепанных занавесок.
Цианея кормится с помощью щупалец, которые образуют как бы ядовитую сеть.
Аурелия. Фото: Brian Gratwicke
Иногда из-за штормов или постоянных ветров, дующих в сторону берега, у пляжей Атлантического побережья Соединенных Штатов появляются целые флотилии физалий (Physalia physalia).
Их стрекательные капсулы вызывают раздражение, ощущение ожога, в некоторых случаях судороги, тошноту, расстройство дыхания, а изредка даже и смерть. При оказании первой помощи рекомендуется промыть пораженное место спиртом, жидкостью для зажигалок или иным органическим растворителем. Как можно скорее следует послать за врачом.
Морские анемоны изредка размножаются вегетативно, отпочковывая новые особи с боков, но чаще размножение происходит половым путем.
Анемоны живут во всех морях. В числе обычных оседлых обитателей их вытаскивают драгой с глубины 10 километров. Размером они бывают меньше 2.5 сантиметра и примерно до 90 сантиметров в поперечнике. За исключением королевских анемон, обитающих в Индийском и Тихом океанах, анемоны не настолько ядовиты, чтобы доставить человеку неприятные ощущения.
Прикоснувшийся чувствует лишь легкое щекотание.
Некоторые виды медуз служат предметом промысла в Китае, Японии, где их употребляют в пищу.
Класс «коралловые полипы» (anthozoa)Коралловые полипы распространены во всех морях Мирового океана.
Так называемые рифообразующие, или мадрепоровые, кораллы живут в тропических частях Атлантического, Индийского и Тихого океанов, образуя подводные заросли — рифы, имеющие различную форму и протяжение. Коралловые рифы — место обитания множества организмов и являются одной из самых продуктивных систем океана.
Все представители этого класса – обитатели морей и океанов.
Встречаются как одиночные кораллы, так и колониальные формы. Их мешковидное тело с помощью подошвы прикрепляется к подводным предметам (у одиночных форм) или прямо к колонии. Характерная особенность коралловых полипов – наличие скелета, который может быть и известковым, или состоять из рогоподобного вещества и располагается либо внутри тела, либо снаружи (у актинии скелет отсутствует). Коралловые полипы, как и подобает кишечнополостным – настоящие плотоядные животные.
Все коралловые полипы делятся на две группы: восьмилучевые и шестилучевые.
У первых всегда восемь щупалец; к ним относятся морские перья, красный и белый кораллы. У шестилучевых число щупалец всегда кратно шести (актинии, мадрепоровые кораллы и др.).
Коралловый риф. Фото: U.S. Fish & Wildlife Service — Pacific Region’s
Скелеты погибших колоний коралловых полипов образуют знаменитые коралловые рифы и атоллы.
Самое интересное, что все атоллы – и маленькие и большие – состоят из известняка. Образовался он благодаря титанической созидательной деятельности живых организмов – коралловых полипов, которые на протяжении миллионов лет извлекали из морской воды кальций, чтобы создать из него опору для своего маленького студенистого тельца. Полипы жили и умирали, а их известковые домики оставались.
Постепенно они скапливались в большие отложения чистой породы. В каждом коралловом полипе живут водоросли-симбионты. Масштабы построек коралловых полипов действительно огромны. Например, простирающийся вдоль северо-восточного берега Австралии Большой Барьерный Риф скопил в себе столько известняка, сколько его не было израсходовано на строительство за всю историю человечества.
Толщина его известкового пласта измеряется сотнями метров, а ширина ложа мелководья, отделяющего риф от материка и также сложенного известью, в среднем колеблется между 50 и 100 км.
Мощность известкового слоя у некоторых атоллов совершенно поразительна.
Так, во время бурения на атолле Эниветок базальтовое вулканическое основание острова было достигнуто на глубине 1300, а на атолле Бикини до него добрались только на глубине свыше 2000 метров.
Происхождение атоллов и коралловых рифов долгое время оставалось загадкой. Немногие творения природы вызывали столь ожесточенные споры. Одни считали, например, что атоллы образовались на подводных кратерах вулканов, поэтому-то у них такая правильная форма.
В самом деле, почему бы кораллам не обосноваться на потухшем вулкане? Ведь есть же острова вулканического происхождения! Смущали только внушительные размеры некоторых атоллов в поперечнике, достигающем десятков километров. Другие ученые придерживались мнения, что полипы возводят свои сооружения в форме кольца в силу особого инстинкта, направленного на то, чтобы защитить себя от прибоя.
Но как могут крохотные существа согласовывать свои действия вдоль кольца огромного диаметра? Никто не мог дать на эти вопросы убедительного ответа. Ответ на этот вопрос дал в 1842 году Ч. Дарвин, который предложил так называемую «теорию опускания». Согласно этой теории, всякое поднятие должно быть сбалансировано опусканием в другом месте, скорее всего в океанических впадинах. Дарвин же предложил механизм такого исчезновения: по мере того, как вулканический остров постепенно опускается, с той же скоростью происходит рост кораллов, поддерживающих риф на поверхности.
Разнообразие кораллов очень велико.
Одних только мадрепоровых кораллов насчитывают свыше 2500 видов. Любопытна и история самого слова «коралл». Оно происходит от греческого korallion, в свою очередь производного от korax, что означает «крюк».
Древнегреческие пловцы-ныряльщики добывали кораллы для знати с помощью специальных крюков, отрывая ими «морские растения», росшие на береговых склонах Средиземного моря на глубине более 20м.
При всем разнообразии кораллов полипы, из которых слагаются колонии, устроены однотипно. Это крошечный, размером в 1-1.5 мм живой комочек протоплазмы, но со сложным внутренним устройством. В центре его помещается рот, окруженный одним или несколькими венчиками щупалец.
Рот переходит в глотку, которая открывается в кишечную полость. Один из краев рта и глотка покрыты крупными ресничками, которые гонят воду внутрь полости. Последняя поделена неполными перегородками (септами) на камеры. Число перегородок бывает довольно большим, но равно числу щупалец и у шестилучевых кораллов кратно шести. На септах тоже сидят реснички, и они тоже постоянно движутся, только гонят воду из кишечной полости наружу.
Рот одновременно служит и для удаления не переваренных частиц пищи, так как отдельного анального отверстия у коралловых полипов нет.
Скелет у мадрепоровых кораллов развит особенно сильно и достигает большой сложности.
Его строят клетки эктодермы полипа. Сначала он похож на пластинку или низкую чашечку, в которой сидит сам полип. Затем, по мере разрастания и образования радиальных перегородок, живой организм оказывается как бы насаженным на свой скелет, который снизу глубоко вдается в его тело.
Колонии образуются при бесполом размножении в результате не доведенного до конца почкования.
При своих миниатюрных размерах кораллы растут довольно быстро. Ветвистые формы при благоприятных условиях наращивают за год ветви длиной 20 – 30 см.
Массивные колонии, естественно, растут медленнее. Поритес, например, увеличивается за год на 3 – 4 см, а мозговики – только на 1 – 2 см. В способности к регенерации кораллы не отстают от гидры.
Из их крошечных обломков вырастают большие новые колонии. Верхушки кораллов, достигнув уровня отлива, останавливаются в росте и, в конце концов, отмирают, колония же продолжает расти с боков.
На зрелых рифах именно на краю, под ударами волн, колония и совершает свой самый активный рост. Наращивание скелета идет у них концентрическими слоями, следуя ритму смены лунных фаз.
Чтобы коралловые полипы могли нормально расти и возводить рифы, им необходимы определенные и строго постоянные условия.
Кораллы не переносят падения температуры ниже 20.5 градусов Цельсия. Границы их распространения в тропических водах почти полностью совпадают с годовыми изотермами плюс 20 градусов. Местами зона обитания кораллов сильно расширяется, выходя за пределы экваториального пояса, а местами сильно сужается. В мелких хорошо прогреваемых лагунах они выносят предельный нагрев воды до 35 градусов.
Очень чувствительны кораллы и к изменениям солености воды.
Нижний предел солености составляет для них около 35 промилле. Если некоторое повышение содержания солей они переносят совершенно безболезненно (в Красном море они отлично развиваются при солености 38 – 40 промилле), то даже кратковременное опреснение оказывает на них самое пагубное воздействие. Массовая гибель кораллов из-за сильных ливней в момент отлива неоднократно отмечалась на рифах к востоку от Австралии.
Нижний предел распространения кораллов целиком зависит от их симбионтов – зооксантелл, которые на глубине свыше 50 метров уже не способны к эффективному фотосинтезу: для его нормального протекания там слишком мало света. Непременное требование кораллов – чистота и прозрачность вод.
Для кораллов проблема номер один – удаление трупов, как «своих», так и «чужих».
При высокой продуктивности рифового сообщества (она измеряется количеством производимой биомассы) увеличивается и число мертвых растительных и животных организмов, которые падают вниз непрерывным дождем. Кораллы во многих делах самостоятельны, но очищать себя от мертвой органики они не способны.
Среди организмов, питающихся падалью, очень важную группу составляют крабы и креветки, живущие в тесном симбиозе с полипами.
Санитарную службу на рифах несут и многие рыбы, например рыбы-бабочки из рода хетодон. Если крабы и креветки трудятся ночью, то хетодоны работают днем.
Но у кораллов есть и враги.
Самые серьезные враги из рыб – это рыбы-попугаи, названные так за свои массивные челюсти, напоминающие клюв попугая. Другая отличительная черта их внешности – большая шишка на «лбу», которой они наносят удары по колониям. Среди них преобладают рыбы средней величины. У всех толстое, неуклюжее тело, чаще всего окрашенное в зеленый и синий цвета.
Рыбы-попугаи – профессиональные разрушители рифов.
Дело в том, что ничем другим кроме кораллов они не питаются. Так как органического вещества в ячейках полипов очень мало, рыбам приходится трудиться очень усердно. За год каждая из этих рыб-камнедробителей перемелет не одну тонну кораллов.
ГребневикиГребневики — это представители кишечнополостных организмов.
Гребневика легко спутать с медузой. Его прозрачное тело, пронизанное системой каналов, тоже состоит из двух слоев клеток, разделённых желевидной массой.
Гребневик. Фото: Derek Keats
Гребневики могут быть вооружены щупальцами, но только двумя и без стрекательных клеток. Добычу захватывают ротовыми лопастями либо ловят с помощью клейких клеток, густо покрывающих щупальца.
Передвигаются животные не посредством «водомёта», а «на вёслах»: вдоль тела проходят восемь рядов гребных пластинок (склеенные реснички). По гребным пластинкам пробегают волны, заставляя гребневика двигаться ротовым концом вперёд.
За координацию движений отвечает особый орган в виде известкового шарика и чувствительных дужек.
Колебания шарика задают ритм гребли.
Некоторые гребневики сильно сплюснуты с боков и больше всего похожи на длинную ленту. Так выглядит очень красивый и самый крупный (до 2,5 м длиной) из них — венерин пояс (Cestum veneris), обитающий в тропиках. У хищного гребневика Вегое щупалец нет, он ловит добычу (нередко сородичей) ротовыми лопастями. Часть гребневиков перешла к донному образу жизни и внешне уподобилась плоским червям.
Задание 1. Выпишите нужные номера признаков представителей трех групп кишечнополостных.
Задание 2. Приведите доказательства происхождения кишечнополостных от древних колониальных одноклеточных организмов.
Одноклеточная стадия на ранних этапах жизни гидры указывает на происхождение кишечнополостных от древних одноклеточных животных.
Задание 3. Выпишите номера характерных функций каждого вида клеток.
Задание 4. Заполните таблицу «Сравнение представителей кишечнополостных».
Задание 5. Укажите правильный ответ.
1. Пресноводная гидра передвигается:
в) при помощи щупалец и подошвы
2. Тело кишечнополостных состоит:
б) из двух слоев клеток
3. Пищеварение у кишечнополостных:
в) внутриклеточное и внутриполостное
4. Дыхание у кишечнополостных осуществляется:
а) через поверхность тела
5.Регенерация у кишечнополостных осуществляется благодаря:
б) делению промежуточных клеток
6. К колониальным кишечнополостным относятся:
в) кораллы
7. Функцию защиты выполняют клетки:
б) стрекательные
8. У кишечнополостных симметрия тела:
б) лучевая
9. Половые клетки образуются:
а) в эктодерме
10.В эктодерму тела гидры не входят:
в) железистые клетки
11. Чередование поколений наблюдается:
а) у медуз
12. К гидроидным полипам относится:
а) красный коралл
13. Одним из важных доказательств происхождения кишечнополостных от древних одноклеточных животных является:
а) их развитие из одной клетки
14. Мальчик решил выяснить, что произойдет с гидрой, если ее разрезать поперек на две части и поместить каждую из частей в благоприятные условия.
Он высказал при этом несколько гипотез. Выберите наиболее правильную из них.
3. Оба конца тела восстановят утраченные части, и через некоторое время разовьются две гидры.
15. Одним из наиболее прогрессивных признаков строения кишечнополостных по сравнению с одноклеточными животными является:
в) многоклеточное, двухслойное строение тела
1. Перечислите основные черты строения представителей типа кишечнополостных.
Лучевая симметрия; двухслойное тело; кишечная полость.
2. Какое значение имеют различные типы клеток у гидры?
Эпителиально-мускульные клетки позволяют гидре сокращаться и удлиняться.
Нервные клетки образуют примитивную нервную систему. Стрекательные клетки служат для защиты и нападения. Промежуточные клетки являются основой для формирования других типов клеток. Пищеварительно-мускульные и железистые клетки участвуют в процессе пищеварения.
3.Охарактеризуйте лучевую симметрию на примере одного из представителей типа кишечнополостных.
Гидра ведет малоподвижный образ жизни, вследствие этого опасность может грозить с любой стороны и также пища поступает со всех сторон. Поэтому тело гидры устроено таким образом, что ее щупальца направлены в разные стороны из одного центра, как лучи.
4.Какой образ жизни ведут кишечнополостные?
Сидячий или малоподвижный образ жизни.
5. Как передвигается гидра?
При передвижении гидра как бы кувыркается – прикрепляясь к подводным предметам то верхним, то нижними концами тела.
6. Опишите особенности жизнедеятельности кишечнополостных: питания, пищеварения, размножения (на примере гидры).
Питаются гидры мелкими беспозвоночными животными, которых ловят щупальцами.
Пища попадает в кишечную полость, железистые клетки выделяют пищеварительный сок, который разжижает и переваривает пищу. Питательные вещества распределяются по всему телу гидры, а непереваренные остатки выводятся наружу через рот.
Гидра размножается половым и бесполым способом.
При бесполом размножении на теле гидры образуется почка. Эта почка растет, на ее вершине появляются рот и маленькие щупальца, а у основания – подошва. Затем молодая гидра отделяется от материнского организма и переходит к самостоятельному образу жизни.
При половом размножении в эктодерме гидры образуются половые клетки и на теле возникают бугорки двух типов – в одних формируются яйцеклетки, в других – сперматозоиды. Попав в воду, сперматозоид движется с помощью жгутика и достигает яйцеклетку, происходит оплодотворение. Вокруг оплодотворенной яйцеклетки образуется плотная оболочка, и яйцеклетка многократно делится – образуется зародыш. Осенью гидра погибает, а зародыши в оболочке опускаются на дно. Весной водоем прогревается, оболочка, покрывающая зародыш, разрушается, и маленькая гидра выходит наружу.
7. Объясните, пользуясь рисунком, процесс регенерации у гидры.
Благодаря интенсивному делению промежуточных клеток, гидра легко восстанавливает любую утраченную часть тела. Если гидру расчленить на несколько частей, то из каждой части образуется новая полноценная гидра.
8. Какое значение имеют кишечнополостные?
Многие рыбы, черепахи питаются представителями кишечнополостных – медузами и коралловыми полипами.
Человек использует отмершие части коралловых рифов для добычи извести. Черный и красный кораллы используют для ювелирных украшений.
Класс гидроидные
Класс гидроидные по классификации относятся к многоклеточным животным типа кишечнополостных. Это водные стрекающие беспозовоночные. Класс включает 7 отрядов: гидры, сифонофоры, лептолиды, трахимедузы, дискомедузы, наркомедузы, лимномедузы. В настоящее время изучено более 2500 видов вышеупомянутого класса.
Представители класса, в основном, обитают в морях. Пресноводная гидра и некоторые медузы являются исключением, так как встречаются в пресноводных водоемах — реках и озерах. Ископаемые останки многих гидроидных сохранились с мелового периода, но имеются сведения о нахождении гидроидных медуз даже в нижнекембрийских пластах.
Доказано, что стадия полипа у представителей этого класса развивается из двух зародышевых листков, тогда как стадия медузы – из трех. Это доказательство того, что в процессе эволюции переход от животных с двумя зародышевыми листками к таковым с тремя листками произошел именно в ходе развития гидроидных, то есть на стадии отпочковывания медузы от полипа.
У большинства гидроидных происходит чередование поколений, при котором полипы заменяются половым поколением – медузами.Но у отдельных видов жизненный цикл может не иметь стадии медузы или полипа, однако во всех случаях присутствует личинка-планула. Таким образом, для гидроидных характерно как бесполое, так и половое размножение. Представители этого класса ведут одиночный образ жизни либо формируют колонии. Причем встречаются колонии, в которых объединены гидроидные полипы и медузы, как у сифонофоров. Образование колоний осуществляется в ходе почкования особей, при этом молодые особи остаются прикрепленными к общему стволу.
Из отдельных почек формируются медузы, которые отходят от колонии и ведут свободный образ жизни. Пресноводные гидры – это одиночные организмы, ведущие прикрепленный образ жизни, тогда как морские их «собратья» выглядят как мелкие кустики, состоящие из множества особей, количество которых может достигать нескольких тысяч. Колония крепится основанием к камням, грунту или любому другому плотному субстрату. Ветвящийся ствол расположен вертикально, а на его выростах находятся члены колонии, называемые гидрантами.
Вокруг ротового отверстия каждого полипа расположены длинные щупальца для захвата пищи. Эти животные — хищники, так как питаются мельчайшими ракообразными планктона — дафниями и циклопами.
Основное большинство гидроидных обитают в литоральной зоне, среди них мало глубоководных форм.
В строении всех гидроидных различают два слоя клеток – наружный (эктодерму) и внутренний (энтодерму). Внутри тела располагается одна кишечная полость, предназначенная для переваривания пищи.
В наружном слое различают такие основные группы клеток, как покровно-мускульные, стрекательные, промежуточные. Благодаря сокращению покровно-мускульных клеток, происходит сокращение и расслабление всего организма или отдельных щупалец, а стрекательные клетки выделяют яд, парализующий или убивающий жертву. Далее пища попадает внутрь тела полипа. Во внутреннем слое различают железистые и пищеварительно-мускульные клетки.
Внутриполостное переваривание пищи происходит, благодаря выделению пищеварительного сока железистыми клетками, а внутриклеточное, благодаря работе клеток второго типа, которые ложноножками захватывают частицы пищи и переваривают их в пищеварительных вакуолях.
Через рот гидроидные выбрасывают наружу остатки непереваренной пищи. Выделительной и дыхательной систем кишечнополостные не имеют, эти процессы осуществляются у них через всю поверхность тела. Для гидроидных кишечнополостных характерно проявление защитных рефлексов. Это обусловлено деятельностью нервной сети, состоящей из отдельных нервных клеток, рассредоточенных по телу особи.
В ответ на действие раздражителя при посредстве нервной сети происходит сокращение кожно-мускульных клеток. Многие кишечнополостные способны быстро регенерировать, при этом восстанавливаются не только поврежденные, но и утраченные участки организма.
Значение гидроидных велико. Они являются важными звеньями в пищевых цепях в водном мире. В оболочках некоторых представителей гидроидных накапливаются известковые соли, в связи с чем, скопления таких погибших гидроидных в течение тысячелетий образовали известковые рифы.
Тип Кишечнополостные
Общие черты кишечнополостных
Кишечнополостные — это многоклеточные животные, имеющие лучевую (радиальную) симметрию.
Их тело состоит из двух слоев клеток и имеет мешковидную, так называемую кишечную полость. Для кишечнополостных характерно наличие особых стрекательных клеток.
Лучевая симметрия — это характерный общий признак сидячих или малоподвижных животных. В этом случае животному в равной степени с любой стороны может грозить опасность, и пища также поступает со всех сторон.
Поэтому тела этих животных устроены таким образом, что средства защиты или улавливания добычи направлены в разные стороны, как лучи (или радиусы) из единого центра.
Кишечнополостные — самые древние и примитивные животные из многоклеточных. Они произошли от примитивных первичных многоклеточных организмов.
Все кишечнополостные — водные животные, большинство которых обитает в морях и океанах. Они заселяют моря от поверхности до предельных глубин, от тропических вод до полярных областей. Небольшое число видов обитает в пресных водах.
Сейчас известны около 9000 видов кишечнополостных животных. Есть среди них одиночные и колониальные животные.
Группу особей, имеющих сходные приспособления для обитания в одинаковой среде, называют жизненной формой животных. Для современных кишечнополостных характерны две жизненные формы (два поколения): прикрепленная форма — полип и свободноплавающая форма — медуза.
Полипы (от греч. полип — «многоног») — жизненная форма, названная так за многочисленные щупальца. В редких случаях (рис. 36, А) полипы бывают одиночными (например, гидра и актиния), чаще же они составляют колонии до нескольких тысяч особей. В форме медузы (рис. 36, Б) кишечнополостные, как правило, живут одиночно.
Рис. 36. Схемы строения кишечнополостных животных: А — полипа; Б — медузы
У многих кишечнополостных обе жизненные формы (оба поколения) сменяют друг друга (чередуются) в течение жизненного цикла — от рождения организма до смерти.
Некоторые (гидры, коралловые полипы) не имеют свободноплавающей формы — медузы.
Тип Кишечнополостные. Общая характеристика, многообразие видов. Класс Гидроидные. Класс Сцифоидные. Класс Коралловые полипы
admin 24.06.2010
3.3. Тип Кишечнополостные.
Общая характеристика, многообразие видов
Тип кишечнополостных насчитывает около 9 тыс. видов. Они произошли от колониальных простейших — жгутиконосцев и распространены во всех морях и пресноводных водоемах. Тип кишечнополостных разделяют на три класса: гидроидные, сцифоидные и коралловые полипы.
Основные ароморфозы, способствовавшие появлению кишечнополостных :
- возникновение многоклеточности в результате специализации и объединения взаимодействующих между собой клеток;
- возникновение двуслойного строения;
- возникновение полостного пищеварения;
- появление дифференцированных по функциям частей тела;
- появление радиальной симметрии.
Кишечнополостные ведут водный, свободный или сидячий образ жизни. Это двухслойные животные, в онтогенезе формирующие два зародышевых листка — экто- и энтодерму, между которыми находится мезоглея — опорная пластинка. Их внутренняя полость называется гастральной. Здесь переваривается пища, остатки которой удаляются через рот, окруженный щупальцами (у гидр).
Класс Гидроидные
Представитель этого класса — пресноводная гидра.
Гидра — полип размером около 1 см. Живет она в пресноводных водоемах, прикрепляясь к субстрату подошвой. Передний конец тела животного образует рот, окруженный щупальцами. Тело гидры покрыто эктодермой, состоящей из нескольких видов клеток:
- эпителиально-мускульных;
- промежуточных;
- стрекательных;
- половых;
- нервных.
Энтодерма гидры состоит из эпителиально-мускульных, пищеварительных клеток и железистых клеток.
Слева — Схема расположения нервных клеток в теле гидры. ( по Гессе ). Справа — Стрекательные клетки: А — в покоящемся состоянии, Б — с выброшенной стрекательной нитью (по Кюну): 1 — ядро; 2 — стрекательная капсула; 3 — книдоциль; 4 — стрекательная нить с шипиками; 5 — шипы
Важные особенности кишечнополостных:
- наличие стрекательных клеток во внешнем слое. Они развиваются из промежуточных и состоят из стрекательной капсулы, наполненной жидкостью, и стрекательной нити, помещенной в капсуле. Стрекательные клетки служат орудием нападения и защиты;
- полостное пищеварение с сохранением внутриклеточного пищеварения.
Гидры — хищники, питающиеся мелкими ракообразными и мальками рыб.
Дыхание и выделение осуществляются всей поверхностью их тела.
Раздражимость проявляется в виде двигательных рефлексов. Наиболее отчетливо на раздражение реагируют щупальца, так как в них плотно сосредоточены нервные и эпителиально-мускульные клетки.
Размножаются гидры почкованием и половым путем. Половой процесс происходит осенью. Некоторые промежуточные клетки эктодермы превращаются в половые клетки. Оплодотворение происходит в воде. Весной появляются новые гидры. Среди кишечнополостных встречаются гермафродиты и раздельнополые животные.
Для многих кишечнополостных характерно чередование поколений. Например, из полипов образуются медузы, из оплодотворенных яиц медуз развиваются личинки — планулы, из личинок снова развиваются полипы.
Гидры способны восстанавливать утраченные части тела благодаря размножению и дифференцировке неспецифических клеток. Это явление называют регенерацией.
Класс Сцифоидные
Этот класс объединяет медуз больших размеров (представители — корнерот, аурелия, цианея).
Медузы обитают в морях. В их жизненном цикле закономерно чередуются половое и бесполое поколения. Тело по форме напоминает зонт и состоит в основном из студенистой мезоглеи, покрытой снаружи одним слоем эктодермы, а изнутри — слоем энтодермы. По краям зонта расположены щупальца, окружающие рот, находящийся на нижней стороне. Рот ведет в гастральную полость, от которой отходят радиальные каналы, которые соединяются между собой кольцевым каналом. В результате образуется гастральная система.
Нервная система медуз сложнее нервной системы гидр.
Рис. 34. Развитие сцифомедузы: 1 — яйцо; 2 — планула; 3 — одиночный полип; 4 — почкующийся полип; 5 — делящийся полип; 6 — молодая медуза; 7 — взрослая медуза
Кроме общей сети нервных клеток, по краю зонтика расположены скопления нервных ганглиев, образующих сплошное нервное кольцо и особые органы равновесия — статоцисты. У некоторых медуз появляются светочувствительные глазки, чувствительные и пигментные клетки, соответствующие сетчатке глаза высших животных.
Медузы раздельнополы. Их половые железы расположены под радиальными каналами или на ротовом стебельке. Половые продукты выходят через рот в море. Из зиготы развивается свободноживущая личинка — планула, которая весной превращается в маленького полипа.
Класс Коралловые полипы
Включает одиночные (актинии) или колониальные формы (красный коралл). Они имеют известковый или кремниевый скелет, образованный кристаллами игловидной формы, живут в тропических морях, размножаются бесполым и половым путями (медузной стадии развития нет). Скопления коралловых полипов образуют коралловые рифы.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Просмотров: 32 354
Беспозвоночные животные. Кишечнополостные
Беспозвоночные животные, в отличие от позвоночных, не имеют позвоночник и костный скелет.
К беспозвоночным относят кишечнополостных — это группа многоклеточных низкоорганизованных животных.
Своё название они получили за то, что их тело образует кишечную полость, где происходит переваривание пищи.
Представители кишечнополостных — это медузы корнерот, аурелия, коралловые полипы актинии, а также физалия, пресноводная гидра и морские перья.
Кишечнополостным свойственна радиальная симметрия. Радиальной симметрия тела называется потому, что вокруг продольной оси животного можно провести множество плоскостей и каждая из них будет делить тело на две симметричные половины.
У кишечнополостных различают две основные формы строения тела —плавающую форму (медузу) и сидячую прикреплённую форму (полип). Плавающие формы всегда одиночные.
Медуза — имеет форму колокола или зонтика, под сводом которого расположен рот. По краю купола располагаются щупальца. Полип имеет вид вытянутого мешка, имеющего отверстие — рот, который окружён щупальцами и ведёт в кишечную полость.
Задний конец тела — подошва — фиксируется к субстрату. Прикреплённые формы могут быть как одиночные (например, гидра), так и колониальные (например, коралловые полипы).
Причём для многих видов характерно чередование поколений — полипов и медуз.
Тип Кишечнополостные делится на три класса: Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые полипы.
Особенности строения и жизнедеятельности гидроидных рассмотрим на примере гидры пресноводной.
Гидра представляет собой небольшой (1,5 см в длину) полип мешковидной вытянутой формы. С одним отверстием — ртом, окружённым венчиком из 6 — 12 щупалец.
За ртом следует желудочный отдел (это пищеварительная полость), которая переходит в более узкий стебелёк, заканчивающийся подошвой, с помощью которой животное прикрепляется к субстрату.
В теле выделяют эктодерму и энтодерму, между которыми располагается тонкий слой бесструктурной мезоглеи, которую ещё называют базальной мембраной. Эктодерма состоит из эпителиально-мускульных, стрекательных, нервных, промежуточных, половых и железистых клеток.
Наиболее многочисленными являются эпителиально-мускульные клетки. Они формируют покровы тела и участвуют в движении, так как содержат мышечные волокна.
Стрекательные клетки являются характерной особенностью всех кишечнополостных. Их функция ― защита и нападение. У гидры они разбросаны по всему телу, но наиболее многочисленны на щупальцах. Стрекательные клетки содержат капсулу с ядовитой жидкостью и стрекательной нитью. А на поверхности находится чувствительный волосок, при прикосновении к которому происходит возбуждение клетки и выброс стрекательной нити из капсулы.
У кишечнополостных впервые появляется нервная система диффузного типа, которая представлена нервными клетками, располагающимися под эпителиально-мускульными клетками. Нервные клетки наиболее часто встречаются вокруг рта и на подошве.
Если дотронуться до гидры в любом месте тела, возбуждение сразу же распространяется по всей сети, вызывая сокращение эпителиально-мускульных клеток — тело гидры сократится и превратится в комочек.
Промежуточные клетки имеют небольшие размеры. Они дают начало всем другим типам клеток.
Половые клетки — яйцеклетки и сперматозоиды ― обеспечивают половое размножение. Они появляются в определённые периоды жизненного цикла из промежуточных клеток.
Энтодерма гидры состоит из железистых и пищеварительно-мускульных клеток, которые выполняют функцию полостного пищеварения. Полостное пищеварение впервые появляется у кишечнополостных.
Пищеварительные клетки имеют от 2 до 5 жгутиков и способны образовывать ложноножки. Они выстилают пищеварительную полость.
Жгутики находятся в постоянном движении и подгребают к клеткам частицы пищи, которые они захватывают ложноножками. Внутри их происходит окончательное переваривание пищи.
Железистые клетки вырабатывают и выделяют в кишечную полость пищеварительные ферменты, которые обеспечивают частичное переваривание пищи в пищеварительной полости.
Таким образом, для гидры характерно комбинированное пищеварение: полостное и внутриклеточное.
Передвигается гидра благодаря сокращению эпителиально-мускульных клеток. Её передвижение напоминает кувырки, при этом она поочерёдно прикрепляется к субстрату то подошвой, то ротовым отверстием.
Дыхание гидры осуществляется всей поверхностью тела кислородом, растворенным в воде.
Размножается гидра бесполым и половым способом. Бесполое размножение — почкование — происходит летом при тёплой погоде и обильной пище. К половому размножению животные приступают осенью с наступлением холодов.
Летом на теле гидры появляется маленький бугорок — это выпячивание стенки её тела. Бугорок растёт и вытягивается. На его конце появляются щупальца, а между ними прорывается рот. Когда маленькая гидра подрастёт, она отделяется от материнского организма и начинает жить самостоятельно.
Пресноводные гидры являются раздельнополыми. К осени, с наступлением неблагоприятных условий, в их теле развиваются половые клетки. Различают два вида половых клеток: яйцевые, или женские, и сперматозоиды, или мужские половые клетки. Сперматозоиды покидают тело гидры и подплывают к другой гидре с яйцевой клеткой. В результате слияния обеих половых клеток происходит оплодотворение. После этого — образуется яйцо. В конце осени гидра погибает, а яйцо остаётся живым, оно опускается на дно. Весной из него развивается маленькая гидра, которая с наступлением тёплой погоды выходит наружу.
Как мы уже сказали, пресноводные гидры являются раздельнополыми, но среди них имеются и гермафродиты. В верхней и нижней частях тела гидры формируются бугорки, в которых образуются многочисленные сперматозоиды или яйцеклетка. После оплодотворения яйцеклетка покрывается плотной оболочкой, превращается в яйцо и зимует. Материнский организм погибает. Весной яйцо развивается и из него образуется новая гидра.
Представители класса Сцифоидные — это медузы, которые заселяют моря и океаны и в большинстве своём свободно плавают в толще воды, хотя некоторые виды ведут прикреплённый образ жизни (например, сидячая медуза).
Медуза получает реактивный толчок и передвигается выпуклой стороной вперёд. Такой способ движения называется реактивным.
Форма тела медуз в виде зонтика или купола. Иногда он может достигать двух метров, например, как у цианей. По краям зонтика медузы располагаются многочисленные щупальца различной длины. У цианей они могут достигать 15 метров.
На вогнутой поверхности зонтика расположен рот, окружённый ротовыми лопастями. Ротовое отверстие открывается в пищеварительную полость. Пищеварительная полость устроена более сложно, чем у гидроидных. Медузы имеют желудок с четырьмя кармановидными выпячиваниями и сеть радиальных и кольцевого каналов, по которым питательные вещества из желудка разносятся по всему телу, а непереваренные остатки возвращаются в желудок и удаляются через рот.
Тело образовано экто- и энтодермой, между которыми находится студенистый слой мезоглеи. Мезоглея составляет основную массу тела и содержит до 98 % воды, поэтому тело у медуз студенистое.
Так как медузы ведут активный образ жизни, то их нервная система устроена сложнее, чем у полипов. Нервные клетки образуют по краю зонтика скопления.
Их органы чувств образуют особые органы ― ропалии (это видоизменённые укороченные щупальца). Внутри таких щупальцев находятся статоцисты (органы равновесия), которые имеют вид погруженных под покров тела пузырьков. Также на ропалиях расположены обонятельные ямки (органы обоняния).
Все медузы — хищники. Они питаются планктоном и мелкими рыбами, которых парализуют стрекательными клетками, расположенными на щупальцах. Каждая стрекательная клетка содержит хитиновую капсулу. В ней находится тонкая стрекательная нить. Полость капсулы заполнена ядовитой жидкостью. При выстреле капсулы изливается её содержимое, а нить вонзается в тело жертвы, вызывая местное или общее отравление.
Некоторые виды медуз могут парализовать и человека. Это цианеи, корономедузы, корнероты.
Медузы имеют такое же строение, как и полипы, но в отличие от них это одиночные, подвижные животные, размножающиеся только половым способом. Все медузы раздельнополы. Половые железы образуются из энтодермы и развиваются в карманах желудка.
Половые клетки выходят через рот и попадают в воду. После оплодотворения и развития, из яйца появляется личинка медузы — планула, которая передним концом оседает на дно и превращается в одиночный полип. Полип приступает к бесполому размножению (почкованию). При этом образуются многочисленные поперечные перетяжки, которые делят его на множество дисков. В дальнейшем диски постепенно отрываются, начиная с верхнего, и становятся молодыми плавающими медузами — эфирами. У них ещё не развиты щупальца, а по свободному краю зонтика имеется восемь глубоких вырезов, делающих эфиру больше похожей на пропеллер.
Таким образом, для медуз характерно чередование полового и бесполого поколений — свободноплавающей медузы и сидячего полипа.
Класс Коралловые полипы
Кораллы представляют собой наиболее крупный в видовом отношении класс кишечнополостных. Они обитают преимущественно в морях с тёплой и чистой водой. Особенно там, где температура не опускается ниже 20 °С. Способны жить лишь на небольшой глубине (до 50 метров). Кораллы имеют только полиплоидную организацию и не проходят стадию медузы.
Известны и одиночные виды, например актинии.
Кишечные полости особей, образующих колонии, сообщаются между собой. Поэтому пища, пойманная одним полипом, усваивается всей колонией.
Колониальные полипы образуют густые поселения — коралловые рифы, а также атоллы. Коралловые рифы — это сообщества морских обитателей (кораллов, рыб, моллюсков).
Большинство ведут прикреплённый образ жизни, но некоторые способны передвигаться по субстрату. Например, колониальные коралловые полипы морские перья обитают на больших глубинах. В отличие от других полипов морские перья способны передвигается и укрепляется в новом месте.
Книдарии (медузы, анемоны, кораллы, гидры)
В этом типе обитают животные разных форм и размеров, в том числе медуз, гидры, морские анемоны, и кораллов . Хотя они сильно различаются, все они имеют несколько общих анатомических особенностей.
• Все они «радиально симметричны», что означает, что их можно разрезать пополам сверху вниз вокруг центральной оси, и обе стороны будут примерно одинаковыми (как у пирога).
• Все они имеют внутренний мешок — желудочно-сосудистую полость . для пищеварения с одним отверстием — ртом, через который поступает пища и выбрасываются отходы.
• В каждом из них щупальца расходятся наружу вокруг рта.
Ареал и среда обитания: Все они водные и в основном встречаются в мелководных прибрежных водах, хотя некоторые из них встречаются в пресноводных местах.
Физические черты (анатомия): У них 2 разных формы тела. Некоторые виды имеют обе формы, но всегда преобладает одна форма.
Форма « в форме колокола » имеет рот, обращенный вниз, и животное сжимает колокол, чтобы плыть.Щупальца свешиваются вниз и окружают рот, втягивая добычу внутрь в желудочно-сосудистую полость для пищеварения. Эта форма тела преобладает у взрослых настоящих медуз, хотя в молодости они проходят фазу полипа.
Форма « полип » обычно закрепляется (сидячая) ртом вверх. Конструктивно он состоит из базального диска, который крепится к морскому дну, и цилиндрической ножки корпуса. Внутри тела находится желудочно-сосудистая полость. Рот открывается вверх и окружен щупальцами.Это доминирующая форма тела гидр, морских анемонов и кораллов. Португальский военный корабль на самом деле представляет собой наполненный газом полип, который плавает по поверхности океана, оставляя за собой жалящие полипы.
Книдарии имеют два клеточных слоя — внешний защитный эпидермис и внутренний gastrodermis . Между ними находится желеобразная матрица под названием mesoglea . Эти слои окружают внутреннюю полость, называемую гастроваскулярной полостью .
Слой эпидермиса состоит из множества различных типов клеток. Есть клетки, которые содержат мышечные волокна (эпителиомышечные клетки). Эти контракты позволяют животному двигаться. Нервные клетки образуют в теле «нервную сеть », которая работает с мышечными волокнами для создания движения. Есть также недифференцированные клетки, называемые интерстициальными клетками, которые дают начало другим типам клеток. Интерстициальные клетки образуют яйца и сперму.
Интерстициальные клетки также образуют книдоцитов у некоторых видов (например, медузы), которые представляют собой особые заполненные жидкостью клетки, называемые « стрекательные клетки .Внутри каждой жалящей клетки находится спиральное волокно, называемое нематоцистой , которое свернуто и готово к пружинению. Если прикоснуться к стрекательной клетке, она запускает нематоцисту, которая мгновенно раскручивается, чтобы поймать добычу. Некоторые также вводят токсин, парализующий добычу. Затем щупальца вокруг рта перемещают добычу внутрь, где она переваривается. У некоторых видов клетки книдоцитов содержат спироцисты, которые представляют собой липкие нити, которые используются для ловли добычи или прилипания к поверхностям. Они обычны для кораллов и морских анемонов.У некоторых видов также имеется клеток птихоцисты , которые помогают животным закрепиться на морском дне.
Внутренний слой гастродермы выделяет пищеварительные жидкости в желудочно-сосудистую полость, где пища расщепляется и переваривается.
Привычки (поведение): Когда им угрожают, они используют свои жалящие клетки, чтобы отпугнуть хищников.
Рацион: Книдарианцы — плотоядные животные, захватывающие добычу, пока та проходит через их щупальца.Любой контакт вызывает выброс жалящих нематоцист, которые парализуют добычу. Тогда щупальца потянут добычу в пасть и желудочно-сосудистую полость. Попадая в желудочно-сосудистую полость, клетки гастродермы выделяют пищеварительный фермент, который расщепляет пищу. Затем отходы выбрасываются через рот при резком сокращении тела.
Размножение: Репродуктивный процесс у разных книдариев различен. В классе Scyphozoa (медузы) оплодотворенные гаметы производят свободно плавающих личинок, которые отплывают от родителя и внедряются на морское дно.Здесь они превращаются в полипы. Каждый полип может образовывать целую колонию, которая затем выпускает крошечную форму медузы, которая превращается во взрослую медузу.
В Anthozoa класса , актинии остаются полипами, прикрепленными к морскому дну. Яйца и сперма попадают в воду, в результате чего личинки свободно плавают, которые встраиваются в морское дно и превращаются в полипы. Морские анемоны также могут распускаться бесполым путем.
Другой Anthozoa, кораллы, имеют множество форм.Большинство из них — это каменные кораллы, которые образуют скелеты из карбоната кальция в форме защитной чаши. Коралловый полип втянется в чашу, чтобы укрыться. В совокупности кораллы являются слоем коралловых рифов. Помимо более распространенных каменных кораллов, есть некоторые «мягкие кораллы», которые принимают форму холма без твердых скелетов из карбоната кальция.
Кораллы находятся в симбиотических отношениях с водорослями под названием zooxanthella e. Зооксантелла живет в самой ткани кораллов, питая кораллы пищей и кислородом и поглощая углекислый газ.Зооксантелла — это то, что придает кораллам множество красивых цветов. Водоросли Zooxanthellae очень чувствительны к загрязнениям или перепадам температуры воды. Он умрет, и коралл потеряет свой красивый цвет. Это называется обесцвечиванием кораллов. Это признак нездорового кораллового рифа.
Коралл тоже убивают коллекционеры. Они собирают разноцветные кораллы и рыбу для продажи в аквариумы и на рынках торговли ракушками. Посещение туристов, которые занимаются снорклингом на рифах, гуляют по хрупким растениям и животным. Лодочники загрязняют тщательно сбалансированную среду обитания.Наши коралловые рифы — одни из самых биоразнообразных мест обитания на Земле, которые нуждаются в особой защите.
______________________________________________________________________________________
Использование моделей для улучшения понимания
Чтобы помочь студентам изучить анатомию книдарии, распечатайте черно-белую версию цветной диаграммы ниже: Анатомия книдарии.
______________________________________________________________________________________
Тестирование и оценка
Оцените понимание содержания о Cnidaria (медузы, гидры, морские анемоны и кораллы) с помощью теста Multiple Choice Test .
Оцените анатомический словарь понимание Cnidaria Анатомическая маркировка Страница .
______________________________________________________________________________________
Phylum Cnidaria | Безграничная биология
Тип Cnidaria
Книдарии диплобластны, имеют организованную ткань, подвергаются внеклеточному перевариванию и используют книдоциты для защиты и захвата добычи.
Цели обучения
Описать фундаментальную анатомию книдария
Основные выводы
Ключевые моменты
- Книдарии имеют два различных морфологических плана тела, известных как полип, которые сидячие у взрослых особей, и медузы, которые подвижны; некоторые виды демонстрируют в своем жизненном цикле оба строения тела.
- У всех книдарий есть два мембранных слоя в теле: эпидермис и гастродерма; Между обоими слоями имеется мезоглея, которая представляет собой соединительный слой.
- Книдарианцы осуществляют внеклеточное пищеварение, при котором ферменты расщепляют частицы пищи, а клетки, выстилающие желудочно-сосудистую полость, поглощают питательные вещества.
- Книдарианцы имеют неполноценную пищеварительную систему с одним отверстием; желудочно-сосудистая полость служит одновременно ртом и анусом.
- Нервная система книдарийцев, ответственная за движение щупалец, притягивание захваченной добычи ко рту, переваривание пищи и удаление отходов, состоит из нервных клеток, разбросанных по всему телу.
- Anthozoa, Scyphozoa, Cubozoa и Hydrozoa составляют четыре различных класса книдарийцев.
Ключевые термины
- диплобластный : имеющий два зародышевых листка (эктодерма и энтодерма)
- книдоцит : капсула, у некоторых книдарийцев, содержащая зазубренную нитевидную трубку, которая вызывает парализующий укус
Введение в Phylum Cnidaria
Тип Cnidaria включает животных, которые демонстрируют радиальную или бирадиальную симметрию и являются диплобластами: они развиваются из двух эмбриональных слоев.Почти все (около 99 процентов) книдарийцы — морские виды.
Книдарии содержат специализированные клетки, известные как книдоциты («жалящие клетки»), которые содержат органеллы, называемые нематоцистами (жалами). Эти клетки присутствуют вокруг рта и щупалец и служат для иммобилизации добычи токсинами, содержащимися внутри клеток. Нематоцисты содержат спиральные нити, на которых могут быть зазубрины. На внешней стенке клетки есть волосовидные выступы, называемые книдоцилами, которые чувствительны к прикосновению. Известно, что при прикосновении клетки запускают спиральные нити, которые могут либо проникнуть в плоть жертвы или хищников книдарий, либо заманить ее в ловушку.Эти спиральные нити выделяют в цель токсины, которые часто могут обездвижить добычу или отпугнуть хищников ().
Книдоциты : Животные из филума книдарии имеют стрекательные клетки, называемые книдоцитами. Книдоциты содержат большие органеллы, называемые (а) нематоцистами, которые хранят спиральную нить и зазубрины. При прикосновении к волосовидным выступам на поверхности клетки (б) из органеллы вырываются нить, зазубрина и токсин.
Животные этого типа демонстрируют два различных морфологических плана тела: полип или «стебель» и медуза или «колокольчик».Примером формы полипа является Hydra spp .; пожалуй, самые известные медузы — это желе (медузы). Формы полипов сидячие во взрослом возрасте, с единственным отверстием для пищеварительной системы (ртом), обращенным вверх, с окружающими его щупальцами. Формы медузы подвижны, их пасть и щупальца свисают с колокольчика в форме зонтика.
Морфология книдарий : Книдарии имеют два различных плана тела: медузу (а) и полип (b). У всех книдарий есть два мембранных слоя, между которыми находится желеобразная мезоглея.
Некоторые книдарии полиморфны, имея два строения тела в течение своего жизненного цикла. Примером может служить колониальный гидроид под названием Obelia . На самом деле, форма полипа на сидячем месте имеет два типа полипов. Первый — гастрозооид, приспособленный для поимки добычи и кормления; другой тип полипа — гонозооид, приспособленный к бесполому почкованию медузы. Когда репродуктивные почки созревают, они отламываются и становятся свободно плавающими медузами, которые бывают либо мужскими, либо женскими (раздельнополые).Самец медузы производит сперму, а самка — яйца. После оплодотворения зигота превращается в бластулу, а затем в личинку планулы. Личинка какое-то время свободно плавает, но со временем прикрепляется и образуется новый колониальный репродуктивный полип.
Типы полипов в Obelia : Сидячая форма Obelia geniculate имеет два типа полипов: гастрозооиды, которые приспособлены для поимки добычи, и гонозооиды, которые бутонируют, чтобы производить медузы бесполым путем.
Все книдарии показывают наличие двух мембранных слоев в теле, которые происходят из энтодермы и эктодермы эмбриона. Внешний слой (от эктодермы) называется эпидермисом и выстилает внешнюю часть животного, тогда как внутренний слой (от энтодермы) называется гастродермой и выстилает пищеварительную полость. Между этими двумя слоями мембраны находится неживой желеобразный соединительный слой мезоглеи. Что касается клеточной сложности, книдарии показывают присутствие дифференцированных типов клеток в каждом слое ткани: нервные клетки, сократительные эпителиальные клетки, клетки, секретирующие ферменты, и клетки, поглощающие питательные вещества, а также наличие межклеточных связей.Однако развитие органов или систем органов в этом типе не развито.
Нервная система примитивна, нервные клетки разбросаны по всему телу. Эта нервная сеть может указывать на присутствие групп клеток в форме нервных сплетений (единственное число: сплетение) или нервных тяжей. Нервные клетки демонстрируют смешанные характеристики моторных и сенсорных нейронов. Преобладающими сигнальными молекулами в этих примитивных нервных системах являются химические пептиды, которые выполняют как возбуждающую, так и тормозную функции.Несмотря на простоту нервной системы, он координирует движение щупалец, притягивание захваченной добычи ко рту, переваривание пищи и выброс отходов.
Книдарии осуществляют внеклеточное пищеварение, при котором пища попадает в желудочно-сосудистую полость, ферменты выделяются в полость, а клетки, выстилающие полость, поглощают питательные вещества. В желудочно-сосудистой полости есть только одно отверстие, которое служит одновременно ртом и анусом; это называется неполноценной пищеварительной системой.Книдариевые клетки обменивают кислород и углекислый газ путем диффузии между клетками эпидермиса с водой в окружающей среде и между клетками гастродермы с водой в желудочно-сосудистой полости. Отсутствие системы кровообращения для перемещения растворенных газов ограничивает толщину стенки тела, что требует наличия неживой мезоглеи между слоями. Нет выделительной системы или органов; азотистые отходы просто диффундируют из клеток в воду вне животного или в желудочно-сосудистую полость.Также отсутствует система кровообращения, поэтому питательные вещества должны перемещаться от клеток, которые поглощают их, в слизистой оболочке желудочно-сосудистой полости через мезоглею, в другие клетки.
Тип Cnidaria содержит около 10 000 описанных видов, разделенных на четыре класса: Anthozoa, Scyphozoa, Cubozoa и Hydrozoa. Антозои, морские анемоны и кораллы — сидячие виды, тогда как сцифоз (медузы) и кубозойные (коробчатые желе) — плавающие формы. Гидрозоны содержат сидячие формы и плавающие колониальные формы, такие как португальская война военного человека.
Класс Anthozoa
Члены класса Anthozoa демонстрируют только морфологию полипов и покрытые книдоцитами щупальца вокруг рта.
Цели обучения
Определить адаптивные особенности Anthozoa
Основные выводы
Ключевые моменты
- Anthozoans включает актиний, морских загонов и кораллов.
- Глотка антозоев (как при приеме пищи, так и при приеме пищи) ведет к желудочно-сосудистой полости, которая разделена брыжейками.
- У Anthozoans гаметы продуцируются полипом; если они сливаются, они дадут начало свободно плавающей личинке планулы, которая станет сидячей, как только найдет оптимальный субстрат.
- Морские анемоны и кораллы — примеры антозоев, которые образуют уникальные взаимоотношения с другими видами животных; и морские анемоны, и кораллы выигрывают от наличия корма, предоставляемого их партнерами.
Ключевые термины
- брыжейка : у беспозвоночных описывает любую ткань, которая разделяет полость тела на перегородки
- книдоцит : капсула, у некоторых книдарийцев, содержащая зазубренную нитевидную трубку, которая вызывает парализующий укус
- hermatypic : коралловый вид, который образует коралловые рифы
Класс Anthozoa
Класс Anthozoa включает всех книдарий, у которых есть только полипообразное строение тела; Другими словами, в их жизненном цикле нет стадии медузы.Примеры включают морские анемоны, морские загоны и кораллы, количество которых составляет около 6100 описанных видов. Морские анемоны обычно ярко окрашены и могут достигать размера от 1,8 до 10 см в диаметре. Эти животные обычно имеют цилиндрическую форму и прикреплены к субстрату.
Anthozoans : Морская ветреница (а), как и все антозои, имеет только полипообразную форму тела (b).
Рот морского анемона окружен щупальцами, несущими книдоциты. У них есть щелевидные отверстия для рта и глотка, которая является мышечной частью пищеварительной системы, которая служит как для приема пищи, так и для геста.Он может достигать двух третей длины тела, прежде чем открыться в желудочно-сосудистую полость. Эта полость разделена на несколько камер продольными перегородками, называемыми брыжейками. Каждая брыжейка состоит из одного слоя эктодермальных и одного слоя энтодермальных клеток, между которыми находится мезоглея. Брыжейки полностью не разделяют желудочно-сосудистую полость; меньшие полости сливаются у глоточного отверстия. Адаптивное преимущество брыжейки заключается в увеличении площади поверхности для поглощения питательных веществ и газообмена.
Морские анемоны питаются мелкой рыбой и креветками, обычно обездвиживая свою добычу с помощью книдоцитов. Некоторые морские анемоны устанавливают мутуалистические отношения с раками-отшельниками, прикрепляясь к раковине краба. В этих отношениях анемон получает частицы пищи от добычи, пойманной крабом, а краб защищен от хищников жалящими клетками анемона. Рыба-анемон или рыба-клоун могут жить в анемоне, поскольку они невосприимчивы к токсинам, содержащимся в нематоцистах.Другой тип антозоя, который формирует важные взаимоотношения, — это кораллы, строящие рифы. Эти герматипные кораллы основаны на симбиотических отношениях с зооксантеллами. Коралл приобретает фотосинтетические способности, а зооксантеллы получают выгоду от использования азотистых отходов и углекислого газа, производимого книдарием-хозяином.
Антозои остаются полиповидными на протяжении всей жизни. Они могут воспроизводиться бесполым путем за счет образования почки или фрагментации или половым путем за счет образования гамет. Обе гаметы производятся полипом, который может сливаться, давая начало свободно плавающей личинке планулы.Личинка поселяется на подходящем субстрате и развивается в полип на сидячей основе.
Класс Scyphozoa
Сцифозы — это свободно плавающие, полиморфные, раздельнополые и плотоядные книдарии с выраженной морфологией медуз.
Цели обучения
Объясните ключевые особенности scyphozoa
Основные выводы
Ключевые моменты
- У скифозов есть кольцо мускулов, выстилающее купол их тела; Эти структуры обеспечивают им сократительную силу, необходимую для плавания в воде.
- Сцифозы имеют отдельные полы и образуют личинок планулы путем внешнего оплодотворения.
- Желе проявляет форму полипа, известную как сцифистома, после того, как их личинки оседают на субстрате; эти формы позже отрастут и превратятся в более заметные формы медуз.
Ключевые термины
- раздельнополые : мужские и женские репродуктивные органы находятся на отдельных частях (одного вида)
- rhopalia : небольшие сенсорные структуры, обнаруженные в Scyphozoa, которые характеризуются кластерами нейронов, которые могут использоваться для восприятия света
- сцифистома : полиповидная форма сцифозов
- нематоциста : капсула, у некоторых книдарийцев, содержащая зазубренную нитевидную трубку, которая вызывает парализующий укус
Класс Scyphozoa
Класс Scyphozoa, исключительно морской класс животных, насчитывающий около 200 известных видов, включает все желе.Определяющей характеристикой этого класса является то, что медуза является важной стадией жизненного цикла, хотя стадия полипа присутствует. Члены этого вида имеют длину от 2 до 40 см, но самый крупный сцифозный вид, Cyanea capillata , может достигать размера 2 м в поперечнике. Сцифозы имеют характерную колоколообразную морфологию.
Scyphozoans : Для медузы (a) и всех других сцифозов медуза (b) является наиболее заметной из двух стадий жизни.
У медузы ротовое отверстие, окруженное щупальцами, несущими нематоцисты, находится на нижней стороне тела животного. Сцифозы большую часть своего жизненного цикла живут как свободно плавающие, одинокие хищники. Рот ведет к желудочно-сосудистой полости, которую можно разделить на четыре взаимосвязанных мешочка, называемых дивертикулами. У некоторых видов пищеварительная система может далее разветвляться на радиальные каналы. Подобно перегородкам у антозоязычных, разветвленные гастроваскулярные клетки служат для увеличения площади поверхности для всасывания и диффузии питательных веществ; таким образом, большее количество клеток находится в прямом контакте с питательными веществами в желудочно-сосудистой полости.
У сцифозов нервные клетки разбросаны по всему телу. Нейроны могут даже присутствовать в кластерах, называемых ропалиями. Эти животные обладают мускульным кольцом, выстилающим купол тела, которое обеспечивает сократительную силу, необходимую для плавания в воде. Сцифозы — раздельнополые животные, имеющие раздельный пол. Гонады образуются из гастродермы, а гаметы выводятся через рот. Личинки Planula образуются путем внешнего оплодотворения; они оседают на субстрате в полиповидной форме, известной как сцифистома.Эти формы могут производить дополнительные полипы за счет почкования или могут трансформироваться в медузоидную форму. Жизненный цикл этих животных можно охарактеризовать как полиморфный, поскольку в какой-то момент они демонстрируют как медузальный, так и полиповидный план тела.
Жизненный цикл медузы : Жизненный цикл медузы состоит из двух стадий: стадии медузы и стадии полипа. Полип размножается бесполым путем, а медуза — половым путем.
Класс Cubozoa и класс Hydrozoa
Кубозойские живут в виде коробчатых медуз, в то время как гидрозоями являются настоящими полиморфами и могут быть обнаружены как колониальные или одиночные организмы.
Цели обучения
Различия между Cubozoa и Hydrozoa cnidarians
Основные выводы
Ключевые моменты
- Кубозойские отличаются от скифозоев расположением щупалец; они также известны своей коробчатой медузой.
- Из всех книдарий кубозойные являются самыми ядовитыми.
- Hydrozoans — это полиморфы, существующие в виде одиночных полипов, одиночных медуз или колоний.
- Hydrozoans отличается от всех других книдарий тем, что их гонады происходят из эпидермальной ткани.
Ключевые термины
- Hydroid : любой из многих колониальных кишечнополостных, которые существуют в основном в виде полипов; гидрозойный
Класс Cubozoa
Класс Cubozoa включает студни с коробчатой медузой: колокольчик квадратного сечения; следовательно, они в просторечии известны как «коробчатые медузы». Эти виды могут достигать размеров 15–25 см. Кубозойские животные обладают общими морфологическими и анатомическими характеристиками, сходными с таковыми у сцифозов.Заметное различие между двумя классами — расположение щупалец. Это самая ядовитая группа из всех книдарийцев.
Cubozoans : (a) крошечный кубозойский желе Malo kingi имеет форму наперстка и, как все кубозойские желе, (b) имеет четыре мускулистые ножки, к которым прикрепляются щупальца. M. kingi — один из двух видов студней, которые, как известно, вызывают синдром Ируканджи, состояние, характеризующееся мучительной мышечной болью, рвотой, учащенным пульсом и психологическими симптомами.Считается, что два человека в Австралии, где чаще всего встречаются желе Ируканджи, умерли от укусов Ируканджи. (c) Знак на пляже в северной Австралии предупреждает пловцов об опасности.
Cubozoans содержат мускульные подушечки, называемые педалиями, по углам квадратного купола колокольчика, с одним или несколькими щупальцами, прикрепленными к каждой педали. Эти животные далее классифицируются по отрядам в зависимости от наличия одного или нескольких щупалец на педали. В некоторых случаях пищеварительная система может распространяться на педалию.Нематоцисты могут располагаться по спирали вдоль щупалец; такое расположение помогает эффективно подчинять и ловить добычу. Cubozoans существуют в полиповидной форме, которая развивается из личинки планулы. Эти полипы демонстрируют ограниченную подвижность по субстрату. Как и сцифозные, они могут образовывать бутоны, чтобы образовать больше полипов, чтобы колонизировать среду обитания. Затем формы полипов превращаются в медузоидные.
Класс Hydrozoa
Hydrozoa включает около 3200 видов; большинство из них морские, хотя известны некоторые пресноводные виды.Животные этого класса являются полиморфами: большинство из них демонстрируют в своем жизненном цикле как полиповидные, так и медузоидные формы, хотя это варьируется.
Hydrozoans : (a) Obelia , (b) Physalia Physalis , известная как португальская Man O ‘War, (c) Velella bae и (d) Hydra имеют разные формы тела, но все принадлежат к семейству Hydrozoa.
Форма полипа у этих животных часто имеет цилиндрическую морфологию с центральной желудочно-сосудистой полостью, выстланной гастродермисом.Гастродерма и эпидермис имеют простой слой мезоглеи, зажатый между ними. На ротовом конце животного имеется ротовое отверстие, окруженное щупальцами. Многие гидрозоиды образуют колонии, которые состоят из разветвленной колонии специализированных полипов, которые имеют общую гастроваскулярную полость, например, у колониального гидроида Obelia . Колонии также могут быть свободно плавающими и содержать медузоидных и полиповидных особей в колонии, как в случае Physalia (португальская война военного человека) или Velella (парусный матрос).Другие виды — одиночные полипы ( Hydra ) или одиночные медузы ( Gonionemus ). Истинной характеристикой, присущей всем этим разнообразным видам, является то, что их гонады для полового размножения происходят из эпидермальной ткани, тогда как у всех других книдарий они происходят из гастродермальной ткани.
Hydra | ЖИЗНЬ В ПРЕСНОЙ ВОДЕ
Кормление:
Хищная гидра питается личинками насекомых и, особенно, мелкими ракообразными, такими как водяные блохи, креветки-семечки и веслоногие рачки.Однако любое маленькое животное размером с гидру может быть поглощено.
Среда обитания:
Гидра встречается в большом количестве пресноводных местообитаний. В основном они встречаются в прудах, озерах и участках ручьев и рек с медленным течением. Гидры сидячие и живут прикрепленными к водной растительности, подводной древесине или камням.
Движение:
Гидры остаются неподвижными в течение долгого времени, хотя они могут двигаться, сгибая тело, прикрепляясь щупальцами, освобождая базальный диск и присоединяясь заново.
Размер:
Большинство видов гидры имеют длину менее 15 мм (без щупалец).
Жизненный цикл:
Книдарии чередуются между полипами и медузами. У гидры стадия медузы отсутствует, полипы размножаются как половым, так и бесполым путем.
Другие характеристики:
Гидры исключительно интересны благодаря своей способности к регенерации и тому, что они не стареют и не умирают от старости. Тем не менее, они все еще могут умереть от других причин, помимо старения (старения), таких как травмы, болезни, голод или неподходящие условия в среде обитания.
Введение:
Гидры — неприметные пресноводные родственники кораллов, морских анемонов и медуз. Все они принадлежат к типу Cnidaria, характеризующемуся радиально симметричными телами, наличием жалящих щупалец и простой кишкой с одним отверстием (желудочно-сосудистая полость).
Тело представляет собой полую трубку, состоящую из двух слоев клеток, разделенных неструктурированным студенистым слоем (мезоглеей). Внутренний слой (энтодерма), выстилающий желудочно-сосудистую полость, вырабатывает ферменты для переваривания пищи.Внешний слой клеток (эктодерма) генерирует крошечные жалящие органеллы, называемые нематоцистами. Щупальца являются продолжением слоев тела и окружают отверстие для рта.
Благодаря простой конструкции, колонна тела и щупальца очень растяжимы. Во время охоты гидра раздвигает щупальца, медленно перемещает их и ждет контакта с какой-нибудь подходящей добычей. Маленькие животные, наткнувшиеся на щупальца, парализованы нейротоксинами, выделяемыми жалящими нематоцистами. Щупальца обвивают сопротивляющуюся добычу и тянут ее к расширенному ротовому отверстию.Когда жертва заключена в полость тела, может начаться пищеварение. Кутикулы и другие непереваренные остатки позже выталкиваются через рот при сжатии.
Гидры в основном размножаются бесполым путем, образуя бутоны на стенке тела. Шишки — это генетически идентичные клоны, которые растут и просто вырываются, когда становятся зрелыми. Гидра может иметь несколько почек одновременно на разных стадиях развития.
Также происходит половое размножение. У некоторых видов есть отдельные полы, хотя большинство из них гермафродиты и производят как яичники, так и семенники.Они выпускают сперму в воду, чтобы оплодотворить яйца другой гидры. Оплодотворенные яйца дают начало крошечным личинкам планулы, которые прикрепляются и развиваются в полипы.
Гидра не проявляет никаких признаков старения и кажется бессмертной, что может заложить основу для будущих медицинских исследований.
Галерея:
СИМБИОЗ
СИМБИОЗКристин Рим
РЕФЕРАТ
Симбиотическая ассоциация между типом беспозвоночных Cnidaria (Coelenterate) и одноклеточными динофлагеллятными водорослями, называемыми зооксантеллами, очень распространена.Наиболее известна взаимосвязь между зооксантеллами и герматипными, или рифообразующими кораллами. В этой статье мы более подробно рассмотрим ассоциации между этими одноклеточными водорослями и различными представителями филума Cnidaria. В ходе исследования этого предмета было обнаружено, что твердые кораллы были не единственными книдариями, у которых обнаружены симбиотические отношения с динофлагеллятами. Было обнаружено, что морские анемоны и медузы имеют симбиотические ассоциации с динофлагеллятами.У гидры есть симбиотическая ассоциация с другим типом водорослей, который будет кратко обсужден. Это охватывает все три существующих класса, принадлежащих к типу Cnidaria: Anthozoa (кораллы и морские анемоны), Scyphozoa (медузы) и Hydrozoa (гидра).ВВЕДЕНИЕ
Отношения между книдариями и динофлагеллатными водорослями называют «симбиотическими», потому что от этой ассоциации выигрывают и животные-хозяева, и водоросли. Это мутуалистическое взаимодействие.Для некоторых видов книдарий было изучено, могут ли они выжить даже без динофлагеллятных водорослей. Прежде чем обсуждать различные преимущества симбиоза книдарий и динофлагеллят, необходимо сначала представить краткий обзор характеристик динофлагеллят. Динофлагеллатные водоросли составляют подразделение Pyrrophyta. Только около половины видов динофлагеллят имеют фотосинтетические пигменты, а виды, у которых нет фотосинтетических пигментов, являются гетеротрофами, что означает, что они могут использовать органические соединения в темноте в качестве источников энергии (Sze, 1993).Симбиотические водоросли динофлагеллят, известные как зооксантеллы, содержат фотосинтетические пигменты и используют солнечный свет для производства питательных веществ как для себя, так и для своего хозяина. Большинство динофлагеллят представляют собой одноклеточные жгутиковые, но известно несколько колоний жгутиковых клеток, не жгутиковых клеток, скоплений пальмеллоидов и филаментов (123). Зооксантеллы — одноклеточные жгутиковые. Хлоропласты динофлагеллат могут быть красными, зелеными или сине-зелеными, но чаще всего коричневого цвета. Зооксантеллы обычно коричневатого цвета (Смит 32).Динофлагелляты могут воспроизводиться либо путем деления на две дочерние клетки, либо путем образования зооспор (Sze 1993). У большинства динофлагеллят есть два жгутика, один из которых тянется в воде; другой оборачивается вокруг «талии» ячейки, как ремень, ограниченный канавкой в пластинах. Жгутики делают динофлагелляты подвижными, и они могут перемещаться на расстояние до трех метров за один день (Milne 139). Большинство динофлагеллят — морские, но существует несколько сотен пресноводных видов.Известно, что динофлагелляты вызывают болезни из-за токсинов, производимых некоторыми видами, а также вызывают такие эпизоды, как красные приливы. Сигуатера — это болезнь, которая широко распространена в тропиках и передается при употреблении в пищу сырой или вареной рыбы. Динофлагеллята, вызывающая это, представляет собой редкий вид под названием Gambierdiscusxicus . Красные приливы возникают при некоторых условиях, которые позволяют видам вырасти от ста или меньше организмов на миллилитр до нескольких миллионов или более, и это придает воде красный оттенок, известный как красный прилив.Токсины, участвующие в красных приливах, вызывают массовую гибель рыб и других организмов. Известно, что виды, вызывающие красные приливы, — это Gymnodinium и Gonyaulax , обитающие в Атлантическом и Тихом океане США соответственно (140). Зооксантеллы, которые являются симбионтами, участвующими во взаимодействии с книдариями (и другими типами, такими как Mollusca), во многих отношениях важны для своих хозяев. Каждый класс книдарий будет обсуждаться отдельно, и будут подробно описаны преимущества каждого уникального симбиотического взаимодействия с зооксантеллами (за исключением гидры).Динофлагеллятные водоросли, встречающиеся у книдарий, относятся к роду Symbiodinium . Этот род также известен как «зооксантеллы» (Day 1994).
Класс Anthozoa (Морские анемоны и кораллы) Морские анемоны
И актинии, и кораллы исключительно морские. Известно, что у морских анемонов есть симбиотические водоросли, живущие в их гастродермальных клетках. Некоторые морские анемоны содержат как зооксантеллы, так и зоохлореллы (одноклеточные зеленые водоросли).Примером морского анемона, содержащего оба вида, является Anthopleura xanthogrammica . Доля каждого симбионта зависит от температуры воды. При высоких температурах (26 градусов Цельсия) зооксантеллы более многочисленны, а при низких (12 градусов Цельсия) зоохлореллы более многочисленны (Ахмаджиан 132). При промежуточных температурах численность каждого вида почти одинакова. Зоохлореллы выделяют лишь небольшое количество фиксированного углерода, поэтому, когда преобладают зоохлореллы, водоросли должны поставлять что-то еще, чтобы восполнить это.Таким образом, вместо большего количества углерода они выделяют азот и фосфор, чтобы стимулировать рост морского анемона (132). Морские анемоны позиционируются таким образом, чтобы усилить воздействие света на своих симбионтов. Когда их щупальца расслаблены, водоросли лежат в один слой. Когда анемон сокращает свои щупальца, клетки желудка сокращаются, и водоросли ложатся друг на друга. Зооксантеллы получают выгоду, получая углекислый газ от дыхания хозяина, питательные вещества, такие как азот и фосфор, от метаболизма хозяина, которые затем рециркулируют туда и обратно между хозяином и симбионтом, и убежище, в котором они живут.Морской анемон приносит пользу, получая кислород и пищу в форме глицерина, глюкозы и аланина в результате фотосинтеза.
Кораллы для строительства рифов
Наиболее многочисленными книдариями, содержащими динофлагелляты (зооксантеллы), являются каменные кораллы, образующие коралловые рифы в мелководных тропических водах (Smith 33). Все рифообразующие кораллы содержат симбиотические водоросли (Ахмаджиан 133). Каменистые кораллы похожи на морских анемонов, но коралловые полипы меньше (прибл.10 мм в диаметре), и выделяют вокруг своего тела оболочку из карбоната кальция. Когда полипы умирают, их оболочки не разлагаются, и над ними вырастают новые полипы. После многих лет этого процесса формируются коралловые рифы (132). Симбиотические водоросли (зооксантеллы) живут в пищеварительной полости кораллового полипа, а кораллы, у которых есть симбиотические водоросли, растут намного быстрее, чем животные без водорослей. Известно, что водоросли стимулируют кальцификацию за счет фотосинтетической фиксации CO2.Скорость реакции процесса кальцификации увеличивается за счет удаления CO2 (133). Водоросли снабжают животных-хозяев кислородом, а также соединениями углерода и азота. Животное-хозяин также получает витамины, микроэлементы и другие важные соединения в результате переваривания планктона. Продукты жизнедеятельности животных превращаются водорослями в аминокислоты, которые передаются животному-хозяину. Пигменты, производимые симбиотическими кораллами, защищают как хозяина, так и водоросли от ультрафиолетового излучения.Водоросли также получают неорганические материалы от своего хозяина (Sze 1993). В стрессовых условиях, например при высоких температурах, коралловые полипы изгоняют свои зооксантеллы. Зооксантеллы придают кораллам, строящим рифы, их яркий цвет. Когда зооксантеллы изгоняются, кораллы становятся белыми массами карбоната кальция. Полипы могут прожить несколько месяцев без зооксантелл. Если благоприятные условия возвращаются, они собирают новые зооксантеллы, возвращаются к своей нормальной окраске и продолжают расти (Milne 159).Если температура остается слишком высокой, коралловые полипы не могут восстановиться и погибнуть (Castro 379). Что касается вопроса о том, действительно ли кораллам, строящим рифы, требуются зооксантеллы, чтобы выжить, ответ должен быть положительным, потому что кораллам будет сложно производить достаточно карбоната кальция для образования коралловых рифов. Они также будут нести ответственность за получение достаточного количества питательных веществ и кислорода, чтобы выжить. Зооксантеллы приносят огромную пользу коралловым рифам.
Класс Scyphozoa Медуза
Медузы также являются исключительно морскими животными. Вид медуз, известный как Cassiopeia xamachana , использовался в исследованиях, посвященных тому, как беспозвоночные выбирают свои симбиотические водоросли. В течение жизненного цикла Кассиопеи водоросли находятся на стадии полового медузоида, но не встречаются на стадии бесполого полипа. Полипы созревают после получения симбионта (Symbiodinium microadriaticum) .Исследование позволило ученым подвергнуть медуз воздействию различных типов водорослей, чтобы увидеть, какие из них способны колонизировать медузы. Ученые обнаружили, что животное-хозяин смогло распознать своего симбионта после того, как он был фагоцитирован (Ахмаджиан 132). Кассиопея ксамачана не плавает свободно, а вместо этого лежит вверх ногами на морском дне. Это позволяет зооксантеллам, живущим в щупальцах медуз, получать максимум дневного света для фотосинтеза.
Класс Hydrozoa Гидра
Гидры — пресноводные животные, обитающие в прудах, озерах и медленно движущихся реках.Они питаются мелкими животными, такими как водяные блохи и коловратки, в толще воды (Дуглас 3). Они бывают размером от 0,25 до 2,5 см в длину. они являются одними из самых простых по строению среди всех многоклеточных животных. Гидры находятся в симбиотических отношениях с зелеными водорослями из рода Chlorella . Это придает некоторым гидрам зеленый цвет. Другие гидры имеют тенденцию быть коричневого цвета и оказываются в невыгодном положении при недостатке пищи. Было обнаружено, что зеленая гидра, содержащая зеленые водоросли хлореллы, может выжить даже через два-три месяца без еды, пока она находится на свету.Был сделан вывод, что сахара, полученные в результате фотосинтеза водорослей, позволяют зеленой гидре переносить голод (4). Без света, когда водоросли не могут фотосинтезировать, зеленая гидра не имеет преимущества перед коричневой. Гидры способны передавать своим потомкам Chlorella , когда они делятся, так что каждая особь в популяции животных содержит клетки водорослей (Ахмаджиан 136). Это возможно, потому что клетки водорослей становятся частью животного во время его кормления.Водоросли потребляются с другой пищей, и так же, как пища переваривается, некоторые водоросли перевариваются. Водоросли, которые не перевариваются, задерживаются в вакуолях животного-хозяина (136). В нескольких статьях кратко упоминается, что другие представители класса Hydrozoa действительно имеют симбиотические отношения с динофлагеллятами, но недостаточно информации, чтобы обсудить эту связь.
ОБСУЖДЕНИЕ
Симбиотическая ассоциация между зооксантеллами и животными, входящими в филум Cnidaria, наиболее определенно важна в вопросе симбиоза.Взаимосвязь между морскими анемонами и зооксантеллами изучалась очень подробно и оказалась очень важной как для животного-хозяина, так и для водорослей. Еще важнее то, что зооксантеллы необходимы для существования коралловых рифов. Легко предположить, что без зооксантелл не было бы ни коралловых рифов, которые можно было бы исследовать, ни красочных беспозвоночных, растущих на рифах, ни красивых морских анемонов, которые можно было бы наблюдать в приливных зонах. Зооксантеллы нашли идеальные жилые помещения и дали своим хозяевам возможность расти быстрыми темпами, производя питательные вещества, необходимые во время фотосинтеза.Цитированная литература
Ахмаджян, Вернон и Суриндар Парасер. Симбиоз: введение в биологические ассоциации. Лондон: Университетское издательство Новой Англии, 1986.
«Анемона». Microsoft (R) Encarta. 1994 Корпорация Microsoft. Корпорация Funk & Wagnalls, 1994.
Кастро, Питер и Майкл Э. Хубер. Морская биология. Миссури: Mosby-Year Book, Inc., 1992.
«Коралл». Microsoft (R) Encarta. 1994 Корпорация Microsoft.Корпорация Funk & Wagnalls, 1994.
Дэй, Ребекка Дж. «Симбиоз водорослей у Bunodeopsis: морские анемоны с« вспомогательными »структурами». Биологический бюллетень 185 (апрель 1994): 182-193.
Дуглас, Анджела Э. Симбиотические взаимодействия. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, 1994.
«Гидра (биология)». Microsoft (R) Encarta. 1994 Корпорация Microsoft. Корпорация Funk & Wagnalls, 1994.
«Медуза.»Microsoft (R) Encarta. 1994 Microsoft Corporation. Funk & Wagnalls Corporation, 1994.
Милн, Дэвид Х. Морская жизнь и море. Калифорния: издательская компания Wadsworth, 1995.
Смит, округ Колумбия и А.Э. Дуглас. Биология симбиоза. Лондон: Эдвард Арнольд Паблишерс Лтд., 1987.
Sze, Philip. Биология водорослей. 2-е изд. Айова: Умм. C. Brown Publishers, 1993.
Книдария | Энциклопедия.com
Книдария — один из наиболее примитивных типов животных. Он включает водные организмы, такие как медузы, морские анемоны, кораллы и гидры. Большинство книдарий — морские обитатели, хотя некоторые, такие как хорошо известная гидра, относятся к пресноводным видам.
Характеристики книдарий
Все книдарии характеризуются радиально-симметричными планами тела, а не билатерально-симметричными планами тела, которые встречаются у большинства других типов животных. Хотя книдарии более развиты, чем губки (тип Porifera) в том, что они обладают отдельными слоями ткани, им не хватает многих черт более продвинутых типов животных, таких как внутренние органы и центральная нервная система.У большинства книдарий есть щупальца, а у многих есть нематоцисты (специализированные стрекательные клетки). Оба участвуют в кормлении.
Книдарии характеризуются наличием трех слоев ткани, внешнего защитного эпидермиса, среднего слоя, называемого мезоглеей, и внутреннего слоя, называемого гастродермисом, функция которого в первую очередь связана с пищеварением. Мезоглея книдарий не так развита, как мезодерма других групп животных, в основном студенистая с небольшим количеством фиброзных или амебоподобных клеток.
Книдарианцы обладают только одним пищеварительным отверстием, которое служит одновременно ртом и анусом. Это отверстие окружено щупальцами и ведет к внутренней пищеварительной полости, называемой гастроваскулярной полостью .
Книдари питаются щупальцами, в которые встроены жалящие нематоцисты. Нематоцисты — это прыгающие зазубрины с маленькими волосковидными триггерами, которые активируются при контакте с добычей. Большинству нематоцист требуется стимуляция более чем в одном сенсорном режиме, прежде чем они сработают.Например, нематоциста может реагировать только на механическую стимуляцию от физического контакта с добычей, а также на химическую стимуляцию, сигнализирующую о присутствии подходящей добычи. Когда нематоцисты стреляют, зазубрины разворачиваются и внедряются в ткани жертвы. В то же время нематоцисты вводят добыче иммобилизующий токсин через длинную полую нить внутри зазубрины. После того, как добыча захвачена и подчинена, книдарии используют щупальца, чтобы перенести добычу в желудочно-сосудистую полость.Внутри желудочно-сосудистой полости пищевой продукт разбивается на мелкие частицы пищеварительными ферментами, секретируемыми гастродермальными клетками, выстилающими полость. Затем мельчайшие частицы поглощаются клетками желудочно-кишечного тракта, и пищеварение завершается в пищеварительных вакуолях (небольших полостях) внутри этих клеток. Трудноперевариваемые остатки добычи выбрасываются из устья в желудочно-сосудистую полость.
Одна гипотеза о происхождении нематоцист предполагает, что это были прокариотических эндосимбионтов , которые жили в эукариотических клетках как мутуалистов (мутуализмы — это симбиотических отношений между особями двух разных видов, в которых члены обоих видов получают выгоду от взаимосвязи), таким же образом, как полагают, возникают органеллы (специализированные части клеток), такие как митохондрии , и хлоропласты.
В отличие от животных более продвинутого типа, книдарии лишены центральной нервной системы. Вместо этого их нервы организованы в нервные сети, покрывающие все тело. Импульсы медленно распространяются от точки раздражения по нервной сети. У некоторых книдарийцев, таких как медузы, есть более сложное расположение нервов, которое позволяет более сложные реакции на раздражители, а также более эффективные модели движения.
Книдариям также не хватает некоторых типов тканей, обнаруженных у животных других типов, таких как истинные мышечные клетки.Однако у них есть волокна, которые могут сжиматься, и поэтому их можно использовать для поимки добычи и для передвижения.
Основные группы книдарийцев
Книдарии делятся на три основных класса. Это Hydrozoa (гидры и другие колониеобразующие виды), Scyphozoa (медузы) и Anthozoa (морские анемоны и кораллы).
Hydrozoa.
Самый известный представитель Hydrozoa — это гидра, пресноводный вид. Однако гидра не является типичным гидрозоом.Например, например, гидра имеет только стадию полипа, тогда как большинство гидрозоа имеют двухфазный (двухэтапный) жизненный цикл, который чередуется между стадией малоподвижного полипа и стадией подвижной колоколообразной медузы. Гидра не ведет строго оседлый образ жизни; он движется очень необычно, кувыркаясь. Кроме того, большинство гидрозоа являются колониальными, причем каждая колония возникает в результате бесполого почкования одной особи. Члены колонии гидрозоидов имеют соединенные между собой желудочно-сосудистые полости, и жидкость в этой полости циркулирует клетками с длинными, бьющимися жгутиками .Обычно в колонии существует определенное разделение труда. Обычно это пищевые полипы, которые обладают щупальцами и нематоцистами (жалящими клетками), и репродуктивные полипы, которые непрерывно отпочковываются крошечными подвижными медузами. Медузы плавают, сжимая и расслабляя клетки внутри колокола, а также рассеиваются преобладающими водными течениями. Медузы выпускают сперму и яйца прямо в воду, где происходит оплодотворение. Зигота (оплодотворенное яйцо) развивается в так называемую личинку планулы — личинки книдарий.Личинка в конечном итоге оседает на субстрате (каменистое дно океана), находит что-то, к чему можно привязаться, развивает рот и щупальца и становится полипом, который впоследствии образует почки, образуя новую колонию.
Scyphozoa.
Среди Scyphozoa — хорошо известные медузы. В этой группе стадия полипа гораздо менее значима, чем у Hydrozoa, поскольку стадия медузы является доминирующей. Сцифозные медузы вырастают до размеров значительно больше, чем у Hydrozoa. Их размер варьируется от нескольких сантиметров до более 2 метров в диаметре.Нервная система медуз также более развита, чем у других книдарий. Вместо простой нервной сети у них есть нервное кольцо по краю колоколообразной части медузы. Нейроны по всему остальному телу соединяются с этим кольцом. Такая организация позволяет быстрее передавать импульсы от одной стороны тела к другой, что, в свою очередь, позволяет медузе плавать с согласованными сокращениями всего колокола.
Anthozoa.
Anthozoa включает морских анемонов и кораллов.Эти виды полностью лишены стадии медузы и существуют исключительно в форме полипа. Anthozoans, как правило, имеют более высокоразвитые сократительные клетки (клетки, способные сокращаться), чем другие книдарии, а также более высокоразвитую и более толстую мезоглею, которая часто образует волокнистую соединительную ткань. Кораллы выделяют твердый известковый скелет и могут образовывать огромные рифы, такие как Большой Барьерный риф у побережья Австралии. Коралловые рифы — впечатляющая экосистема, одна из самых разнообразных и продуктивных на Земле.
см. Также Филогенетические отношения основных групп.
Дженнифер Yeh
Библиография
Андерсон, Дональд Томас. Атлас анатомии беспозвоночных. Сидней, Австралия: UNSW Press, 1996.
Баррингтон, Эрнест Джеймс Уильям. Строение и функции беспозвоночных. Нью-Йорк: Вили, 1979.
Чешер, Ричард Х. Живые кораллы. Нью-Йорк: К. Н. Поттер, 1979.
Кларксон, Юан Нейлсон Керр. Палеонтология и эволюция беспозвоночных. Бостон: Г. Аллен и Анвин, 1979.
Майер, Альфред Голдсборо. Медузы Мира. Вашингтон, округ Колумбия: Вашингтонский институт Карнеги, 1910 г.
Основные характеристики Книдарии | Sciencing
Более полумиллиарда лет назад медуза тонула в теплой морской воде, оседая на дне мелкой грязи. Последующие слои грязи погребли медузу вместе со многими другими беспозвоночными с мягким телом.Со временем хрупкое тело разложилось, оставив после себя только отпечаток. В 1909 году Чарльз Д. Уолкотт открыл секрет, скрытый в уже литифицированной грязи: снимок этого мира, включая древнего члена филума, ныне называемого Книдария.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Книдарианцы разделяют несколько основных характеристик. Все книдарии — водные, в основном морские, организмы. У всех есть щупальца с жалящими клетками, называемыми нематоцистами, которые они используют для захвата пищи. Книдарии имеют только два слоя тела, эктодерму и энтодерму, разделенные желеобразным слоем, называемым мезоглеей.Большинство книдарийцев обладают радиальной симметрией. У большинства книдарийцев сложные репродуктивные циклы, которые включают асексуальную стадию и половую стадию. Некоторые книдарии полностью подвижны, в то время как другие полностью сидячие, но у большинства в их жизненном цикле есть как подвижная медуза, так и стадия сидячего полипа.
Классы книдарий
Четыре признанных класса книдарий: Hydrozoa, Cubozoa, Scyphozoa и Anthozoa. Класс Hydrozoa содержит крошечных хищных животных, обитающих в пресной воде (гидры) или морской среде.Большинство Hydrozoa образуют кальцитовые раковины. Некоторые Hydrozoa живут поодиночке, другие — колониями. Класс Scyphozoa содержит медуз, все Scyphozoa обитают в океане. Сцифозы имеют короткую фазу полипа, но большую часть своей жизни живут в форме медуз. Класс Anthozoa включает морские загоны, морские анемоны и кораллы. У Anthozoa нет стадии медуз, и все они живут в морской среде. Многие ископаемые книдарии принадлежат к Anthozoa. Класс Cubozoa содержит коробчатых медуз, которые отличаются от настоящих медуз примитивной нервной системой и глазами.Укусы коробчатой медузы среди самых ядовитых животных на Земле могут быть смертельными для человека, особенно для детей. Хотя все книдарийцы имеют много общих характеристик, каждый класс также обладает некоторыми уникальными характеристиками.
Симметрия тела
Большинство книдарийцев разделяют черту радиальной симметрии. Радиальная симметрия означает симметрию вокруг центральной точки, так что любая линия, проведенная через центр организма, разделяет тело на зеркальные изображения. Например, медуза, если смотреть сверху, обладает радиальной симметрией.Многие книдарийцы также демонстрируют вторую ось двусторонней симметрии, а некоторые книдарийцы демонстрируют только двустороннюю симметрию. Двусторонняя симметрия означает, что одна плоскость, проведенная через середину организма, будет показывать зеркальные изображения поперек плоскости. Все более сложные организмы «высшего» порядка обладают двусторонней симметрией. Класс Cnidarian содержит элементы с радиальной симметрией и элементы с двусторонней симметрией, а также элементы, демонстрирующие обе симметрии. Таким образом, книдарийцы могут дать подсказки и понимание развития более сложных структур тела.
Строение тела
У всех книдарийцев есть одна общая черта: щупальца с жалящими нематоцистами. Нематоцисты действуют как крошечные гарпуны, реагируя на раздражители, выбрасывая маленькие жалящие клетки, которые и отравляют, и зацепляют потенциальную добычу. Нить, прикрепляющая жалящую клетку к книдарианцу, затем втягивается, притягивая жертву обратно к основному телу книдарианца, чтобы ее съели или ужалили до смерти. Как и у других беспозвоночных, у книдарийцев отсутствуют кости и центральная нервная система. Вместо этого у них есть нервная сеть.Книдарии имеют только два слоя тела: энтодерму и эктодерму. Между двумя слоями тела лежит желеобразная мезоглея. Мезоглея действует как немного больше, чем клей у некоторых книдарийцев, составляя большую часть животного, как в случае с медузами у других книдарийцев. У всех книдарийцев есть основная полость тела с одним отверстием, ртом, окруженным щупальцами. У сидячих или неподвижных форм рот направлен вверх. У подвижной формы медузы рот направлен вниз. Мышцы стенки тела помогают медузе плавать, а щупальца анемонов и кораллов перемещаются за счет гидростатического воздействия.
Репродуктивный цикл
Книдарии имеют сложные репродуктивные циклы. У многих книдарий есть бесполая стадия, обычно в форме асессильного полипа, который бесполым путем вызывает другие полипы и медузы. Медузы, плавающие в свободном плавании, размножаются половым путем. Медуза выпускает яйца и сперму в воду, где они объединяются, образуя зиготы. Зигота превращается в личинку, которая оседает на субстрате и становится полипом. Полип производит больше полипов и медуз, и цикл начинается снова.Но есть некоторые типы книдарийцев, такие как морские анемоны и кораллы, у которых отсутствует стадия медузы. Они просто выпускают яйцеклетки и сперму в воду. Репродуктивный цикл настоящих медуз также зависит от условий окружающей среды. Книдарианцы также могут регенерировать, когда их разлучают при нападении хищников или случайно.
Захват еды
Плотоядные книдарии используют свои жалящие щупальца для захвата добычи. Поскольку сидячие книдарии, такие как кораллы и морские анемоны, не двигаются, а в целом медузы имеют ограниченную способность самостоятельно перемещаться по воде, их жертвы, такие как мелкие рыбки или ракообразные, попадают к этим книдариям в результате несчастного случая.Коробчатые медузы плавают относительно быстро, поэтому они кажутся более способными охотиться на свою добычу. Некоторые сидячие книдарии, кажется, способны поглощать растворенный органический материал непосредственно из воды, но исследования этой возможности продолжаются.
11.5: Книдариане — Биология LibreTexts
Морской анемон. Растение или животное?
Может выглядеть как растение, но это не так. Морские анемоны — это группа хищных животных, обитающих в воде, в типе Cnidaria. Морской анемон — это полип, прикрепленный снизу к поверхности под ним.У них может быть от нескольких десятков щупалец до нескольких сотен щупалец. А еще они едят рыбку и креветки.
Книдари
Книдари — это беспозвоночные, такие как медузы и кораллы. Они принадлежат к типу Cnidaria. Все книдарии водные. Большинство из них живут в океане. Книдарийцы немного сложнее губок. Они обладают радиальной симметрией и тканями. Существует более 10 000 видов книдарий. Они очень разнообразны, как показано на рисунке ниже.
Книдарское разнообразие. Книдарие очень разнообразны.
Структура и функции книдарийцев
У всех книдарийцев есть что-то общее. Это нематоциста, подобная той, что показана на рисунке ниже. Нематоциста представляет собой длинное тонкое спиралевидное жало. У него есть зазубрина, которая вводит яд. Эти крошечные ядовитые «дротики» выбрасываются из специальных ячеек. Они используются для нападения на добычу или защиты от хищников.
Книдариевые нематоцисты.Книдариевая нематоциста похожа на ядовитый дротик. Его выбрасывают из специализированной ячейки.
У книдарийцев есть два основных строения тела. Их называют полипом и медузой. Оба показаны на рисунке ниже. Полип имеет трубчатое тело и обычно находится на сидячем положении. Медуза (множественное число, medusae ) имеет колоколообразное тело и обычно подвижна. Некоторые виды книдарий чередуют формы полипов и медуз. Другие виды существуют только в той или иной форме.
Планы тела книдарий. Книдарии могут существовать в форме полипа (слева) или медузы (справа).
Тело книдария состоит из двух слоев клеток: эктодермы и энтодермы. Клетки, окружающие пищеварительную полость, называются coelenteron (см. , рисунок ниже). У книдарийцев простая пищеварительная система. Единственное отверстие окружено щупальцами, которые используются для захвата добычи. Щупальца покрыты клетками нематоцисты. Пищеварение происходит в кишечнике.Питательные вещества поглощаются, и газы обмениваются через клетки, выстилающие эту полость. Жидкость в кишечнике создает гидростатический каркас.
Книдарианцы имеют простую нервную систему, состоящую из нервной сети , которая может обнаруживать прикосновения. У них также могут быть другие сенсорные структуры. Например, у медуз есть светочувствительные структуры и структуры, чувствительные к гравитации. Эти чувства дают им ощущение подъема или падения. Это также помогает им балансировать.
Репродукция книдарий
На рисунке ниже показан общий жизненный цикл книдарий.Полипы обычно размножаются бесполым путем. Один тип бесполого размножения полипов приводит к образованию новых медуз. Медузы обычно размножаются половым путем. Половое размножение образует зиготу. Зигота превращается в личинку, которая называется планула . Планула, в свою очередь, перерастает в полип. Есть много вариантов общего жизненного цикла. Очевидно, что виды, которые существуют только в виде полипов или медуз, имеют жизненный цикл без другой формы.
Общий жизненный цикл книдарий.Книдарианцы могут размножаться как бесполым, так и половым путем.
Экология книдарий
Книдарий можно встретить практически во всех местообитаниях океана. Они могут жить в мелкой или глубокой, теплой или холодной воде. Несколько видов обитают в пресной воде. Некоторые книдарии живут поодиночке, а другие живут колониями.
Кораллы образуют большие колонии на мелководье в тропических водах. Они привязаны к мелководью, потому что у них мутуалистические отношения с водорослями, которые живут внутри них. Водорослям необходим солнечный свет для фотосинтеза, поэтому они должны находиться относительно близко к поверхности воды.Кораллы существуют только в виде полипов. Они ловят планктон щупальцами. Многие выделяют экзоскелет из карбоната кальция. Со временем он превращается в коралловый риф (см. , рис. ниже). Коралловые рифы служат пищей и убежищем для многих океанических организмов. Они также помогают защитить береговую линию от эрозии, поглощая часть энергии волн. Коралловые рифы сегодня находятся под угрозой разрушения.
Большой Барьерный риф. Большой Барьерный риф — это коралловый риф у побережья Австралии.
Leave A Comment