Модульная единица 3
АННОТАЦИЯ. В данной лекции будут рассмотрены теории происхождения многоклеточных животных. Основные гипотезы – Э. Геккеля и И. Мечникова. Изучение многоклеточных животных начинается с большой группы – губок и кишечнополостных. В данной лекции будут рассмотрены основные вопросы организации двухслойных животных.
Ключевые слова: онтогенез,фагоцителла, теория гастреи, губка, медуза, полип.
Рассматриваемые вопросы:
1. Теории происхождения многоклеточных животных.
2. Общая характеристика многоклеточных животных.
3. Тип губки (Spongia)
4. Тип кишечнополостные (Coelenterata, или Cnidaria).
Цели и задачи: Изучить теории происхождения многоклеточных животных – гастрейную теорию Э Геккеля и теорию фагоцителлы И. Мечникова. Знать основные закономерности биологии и систематики двуслойных животных разных таксонов и их значение в биосфере.
1. Теории происхождения многоклеточных животных (С.1).
Одноклеточные организмы имеют микроскопически малые размеры, а это накладывает ограничения на возможность усложнения и появления различных органов для более эффективного освоения среды обитания. Самый простой путь - увеличить размеры клетки, но этот путь оказывается тупиковым - размеры клеток ограничены соотношением поверхности и объема.
Допустим, что шарообразная клетка имеет радиус 1 см. Увеличим радиус вдвое и сравним соотношения площадей поверхностей и объемов большой и маленькой клеток.
Очевидно, что если радиус шара увеличится вдвое, то площадь его поверхности увеличится в 4 раза, а объем - в 8 раз. А это значит, что на каждую единицу поверхности теперь будут приходиться уже две единицы объема. Отсюда следует, что с увеличением размеров: 1) клетка начнет голодать, поверхность не обеспечит питательными веществами весь объем, особенно путем диффузии; 2) затрудняется газообмен; 3) затрудняется выведение продуктов жизнедеятельности, что грозит самоотравлением; 4) затрудняется теплоотдача, клетка перегреется. Значит, размеры клетки ограничены, и увеличение размеров связано с образованием многоклеточных организмов. Как же возникли многоклеточные организмы? Большинство зоологов считает, что первые многоклеточные животные произошли от колониальных жгутиконосцев. Э. Геккель предположил, что вольвоксовидный древний организм, схожий с бластулой, претерпел нехитрое изменение (С.2). Его однослойная стенка стала впячиваться внутрь, образовалось ротовое отверстие и первичная кишечная полость, наружный слой клеток - эктодерма, внутренний - энтодерма. Такой процесс называется инвагинацией, а образующийся при этом организм - гаструлой (от лат. "гастер" - желудок), обладающий первичной пищеварительной системой. Эта теория получила название теория гастреи. Подтверждение тому - низшие многоклеточные животные двуслойны; в эмбриогенезе многие животные проходят стадию бластулы, и гаструлы. С Э. Геккелем не согласился один из крупнейших наших зоологов И. И. Мечников. Он считал, что инвагинация - процесс вторичный (С.3). И. И. Мечников, изучая онтогенез низших многоклеточных, обнаружил, что у многих из них второй слой клеток - энтодерма - образуется не путем впячивания, а в результате миграции амебоидных клеток внутрь колонии и, размножаясь там, они образовывают паренхиму. Эти клетки способны к амебоидному движению и фагоцитозу. Но для захвата крупных пищевых частиц необходимо отверстие, к которому пищевые частицы подгоняются с помощью жгутиков. Пища попадает внутрь колонии и окружается амебоидными клетками, которые формируют второй зародышевый листок - энтодерму. Остальные амебоидные клетки стали паренхимой, они обеспечивают передачу питательных веществ всем клеткам организма. Так снабженные жгутиками клетки взяли на себя функцию движения, а ушедшие внутрь первичной полости - функцию размножения и питания. Теория происхождения многоклеточных животных по И. И. Мечникову называется теория фагоцителлы (С.4). Обе точки зрения имеют своих сторонников, возможно, что оба ученых правы и многоклеточные организмы образовывались различными способами (С.5).
5. Общая характеристика многоклеточных животных.
Многоклеточные характеризуются тем, что тело их слагается из множества клеток и их производных. Однако этот признак сам по себе не определяет еще принадлежности к Метазоа. Из большого числа клеток могут слагаться колонии простейших. В теле Метазоа клетки всегда дифференцированы как по строению, так и по функции в различных направлениях и, будучи лишь частями сложного организма, утратили свою самостоятельность. Напротив, клетки, составляющие колонию простейших (кроме половых клеток), все более или менее одинаковые.
Характерная особенность Метазоа – наличие в их жизненном цикле сложного индивидуального развития – онтогенеза, в процессе которого из оплодотворенного яйца (а иногда из неоплодотворенного) образуется взрослый организм. Онтогенез многоклеточных включает дробление яйца на множество клеток – бластомеров и последующую дифференцировку их на зародышевые листки и зачатки органов. Факт происхождения Метазоа от одноклеточных в настоящее время считается общепризнанным. У ряда простейших, принадлежащих к разным группам, наблюдается известная тенденция к выработке многоклеточного строения. Такую тенденцию можно видеть в приобретении простейшими многочисленных ядер. Иногда умножение ядер принимает упорядоченный характер и сопровождается умножением других органелл. Как тенденцию к многоклеточности можно рассматривать и возникновение ядерного дуализма у инфузорий.
6. Тип губки (Spongia) (С.6)
Тип губки – объединяются древние многоклеточные животные, которые в своей эволюции не достигли уровня тканевой организации, то есть составляющие их тело клетки не интегрированы в настоящие ткани. Строение губок настолько своеобразно, что сравнивать особенности их строения с организацией остальных многоклеточных животных практически невозможно. Долгое время в составе метазоа губок выделяли в самостоятельную группу паразоа (подобные животным), противопоставляя их, таким образом, всем остальным многоклеточным, которых обозначали как эуметазоа – истинные. Сами губки при этом рассматривались как один тип.
В настоящее время эта точка зрения считается устаревшей. Губки – это сборная группа, представленная несколькими самостоятельными и, главное, хорошо обособленными группами, как ископаемых, так и современных нам организмов. Всех губок объединяет то, что для них характерны некоторые сходные принципы организации и функционирования, что, однако, ни в коей мере не свидетельствует об общности их происхождения.
Губки – исключительно водные организмы, ведущие прикрепленный образ жизни. Основная их масса обитает в море, и лишь небольшое количество форм вторично освоило пресные водоемы.
В целом губкам присущи следующие признаки (С.7):
1. Губки – многоклеточные, модульные организмы, которые еще не достигли уровня тканевой организации. Настоящие зародышевые листки отсутствуют.
2.Тело губок образовано тремя основными группами клеток, не сопоставимых с зародышевыми листками других многоклеточных. Покровный слой клеток – пинакодерма (эктодерма) образован специализированными клетками пинакоцитами. Пинакодерма встречается и в некоторых участках водоносной системы. Хоанодерма (эндодерма), выстилающая жгутиковые камеры, образована особыми воротничковыми клетками – хоаноцитами. Между этими двумя эпителизированными клеточными пластами располагается мезохил (мезоглея), представляющий собой межклеточное вещество, в котором присутствуют скелетные элементы (С.8) и множество отдельных клеток, выполняющих различные функции.
3. Для губок характерно наличие особой водоносной системы. Она не имеет аналогов у других многоклеточных животных. С ее помощью реализуются такие функции, как питание, дыхание, выделение и размножение. Водоносная система включает в себя три основных элемента: выстланные пинакодермой каналы, по которым осуществляется ток воды через тело губки; хоаноцитные камеры, в которых благодаря работе жгутиков воротничковых клеток генерируются токи воды, и осуществляется захват пищевых частиц; спонгиоцель (парагастральная полость) – полость внутри губки, открывающаяся наружу широким отверстием – оскулюмом (устье), через которое выводится поступающая в тело губки вода.
Различают три типа организации водоносной системы: асконоидная, сиконоидная и лейконоидная (С.9). В первых двух случаях бокаловидный спонгиоцель хорошо развит. В последнем – он чаще всего представлен системой широких каналов, связанных с оскулюмом.
4. Губки – биофильтраторы. Пищевые частицы поглощаются клетками в хоаноцитных камерах. Переваривание пищи осуществляется внутриклеточно. Дыхание диффузное, посредством водоносной системы.
5. Мышечная и нервная системы отсутствуют.
6.Размножение половое и бесполое. Оформленные гонады отсутствуют, половые клетки исходно располагаются в мезохиле (С.10).
7. Большинство губок развивается с метаморфозом. Типичные личинки – амфибластула и паренхимула (С.11).
Многообразие губок представлено на слайдах 12-24.
7. Тип кишечнополостные (Coelenterata, или Cnidaria) (С.25).
Кишечнополостные - стрекающие (Coelenterata, или Cnidaria), богатый видами и важный экологически тип главным образом морских беспозвоночных, к характерным чертам которых относится радиальная (многолучевая) симметрия строения, часто придающая им внешнее сходство с цветком. Около 9000 видов. Тип разделяется на три класса: гидроиды (Hydrozoa, около 3000 видов), сцифоидные медузы (Scyphozoa, 200 видов) и коралловые полипы (Anthozoa, 6000 видов). Почти все кишечнополостные – морские животные, обитающие главным образом на мелководье, где полипы прикреплены к камням, сваям и другим объектам, а медузы плавают, ритмично выталкивая воду из-под своего зонтика, и часто в больших количествах заносятся океаническими течениями в бухты и заливы. Некоторые сцифомедузы живут в открытом океане, причем некоторые представители этого класса встречаются на больших глубинах. Определенные группы коралловых полипов, например мадрепоровые, роговые кораллы и морские перья, обитают главным образом в тропиках и субтропиках, где они образуют целые подводные сады, поражающие красотой форм и расцветок. Лишь очень немного кишечнополостных – пресноводные; наиболее известные среди них – гидры, утратившие стадию медузы и представленные только полипами. Хищники, питающиеся мелкими рачками, мальками рыб, водными насекомыми. Значительную роль в биологии южных морей играют коралловые полипы, образующие рифы и атоллы, которые служат убежищами и нерестилищами для рыб; в то же время они создают опасность для кораблей. Крупные медузы употребляются в пищу людьми, но они же наносят серьезные ожоги купающимся. Известняк рифов используют для украшений и как строительный материал. Однако, разрушая рифы, человек уменьшает рыбные богатства. Наиболее известные рифы в южных морях — вдоль берегов Австралии, у Зондских островов, в Полинезии. Появление в морях кишечнополостных относят к протерозойской эре, когда появились первые представители этой группы животных. Возникновение кишечнополостных сопровождалось крупными ароморфозами, существенно расширившими возможности их обладателей в использовании среды обитания: 1) многоклеточность; 2) образование первых тканей — экто-и энтодермы; 3) лучевая симметрия; 4) дифференцировка клеток на ряд специализированных клеточных типов; 5) возникновение нервной системы, диффузного типа, состоящей из отдельных клеток, соединенных между собой отростками; 6) появление частично внутриполостного пищеварения; 7) появление специализированных для размножения половых клеток. Вторая особенность – полиморфизм. Один и тот же вид может быть представлен на разных стадиях жизненного цикла совершенно непохожими друг на друга структурными типами. Основные такие типы – полип и медуза, иногда имеющие в пределах вида несколько вариантов (С.26). Полип – это постоянно или временно прикрепленная (сидячая) форма, состоящая из цилиндрического стебля, свободный конец которого расширен или превращен в диск и несет щупальца, расположенные одним или несколькими концентрическими кругами. В классе гидроидных полипы, как правило, бокаловидно расширены, называются гидрантами и обычно образуют ветвистые колонии, напоминающие растения. Коралловые полипы отличаются от них присутствием ротового диска: это одиночные или колониальные организмы, к которым относятся актинии и кораллы. Медуза – это плавающая форма, состоящая из студенистого колокола (зонтика) с отходящими от его края щупальцами.
Устроены кишечнополостные относительно просто. Их тело представляет собой мешок, стенка которого состоит главным образом из наружного покровно-защитного эпителия (эктодермы) и внутреннего секреторно-пищеварительного эпителия (энтодермы), между которыми находится неклеточный или бедный клетками материал, варьирующий от простой опорной мембраны до толстого студенистого слоя, т.е. мезоглеи. Полость мешка, открывающегося только одним – ротовым – отверстием, является пищеварительной. Иногда она заходит и в щупальца. У полипов рот находится на вершине гидранта или в центре ротового диска, а у медуз – в центре нижней (вогнутой) стороны зонтика на конце выступающего хоботка – рукоятки. У коралловых полипов пищеварительная полость разделена продольными перегородками на несколько отсеков, а у медуз она представляет собой т.н. гастроваскулярную систему: рот ведет в гастральную полость, от которой расходятся радиальные каналы, впадающие в кольцевой канал, проходящий по краю зонтика. Нервная система кишечнополостных – простая нейронная сеть, расположенная под поверхностью главным образом эктодермы. Скорость распространения возбуждения в разных отделах нервной системы кишечнополостных составляет 0,04-1,2 м /сек.
Также в глубине стенки находятся мышечные волокна, которые могут быть базальными выростами эпителиальных клеток или независимыми структурами. Других систем нет. Полипы часто окружены защитными оболочками, выделяемыми эктодермой.
Один из характернейших признаков кишечнополостных – щупальца, отсутствующие лишь у очень немногих представителей этой группы. Это длинные, тонкие, способные сильно вытягиваться и сокращаться придатки, которые служат для ловли добычи и защиты. В щупальцах находятся микроскопические стрекательные капсулы – нематоцисты, также представляющие собой одну из характернейших особенностей группы. Они содержат свернутую в спираль полую нить, которая может с большой силой, раскручиваясь, выбрасываться наружу и пробивать поверхность тела мелких животных. По этой нити из капсулы в жертву впрыскивается яд, оказывающий парализующее действие. Естественно, обездвиживающий эффект достигается лишь при одновременном «выстреливании» множества нематоцист. Затем добыча подтягивается к ротовому отверстию щупальцами и заглатывается. Механизм, приводящий в действие нематоцисты, и природа их яда неизвестны. Ясно только, что работа их стимулируется какими-то механическими и химическими особенностями жертвы.
Гидроидные (Hydrozoa) (С.27). В основе классификации кишечнополостных лежит соотношение в их жизненном цикле стадий полипа и медузы. В классе гидроидных доминируют полипы, обычно образующие путем бесполого почкования прикрепленную к субстрату ветвистую колонию. Двухслойные водные животные. Симметрия лучевая. Тело мешковидное, вытянутое в длину до 1,5 см. На переднем конце тела расположен рот, окруженный щупальцами, несущими большое количество стрекательных клеток. Тело гидры прикрепляется к субстрату узким стебельком, на конце которого находится подошва. На противоположном конце открывается ротовое отверстие, окруженное 4-6 щупальцами, с помощью которых гидры отлавливают добычу - дафний и других животных, вплоть до мелких головастиков и мальков. Стоит только рачку коснуться щупалец, на которых батареями расположены стрекательные капсулы, как из последних "выстреливаются" длинные нити, содержащие сильный яд. Убитые животные подтягиваются к ротовому отверстию и заглатываются. Наружный слой тела гидры — эктодерма, состоящая из стрекательных, кожно-мышечных и нервных клеток (С.28). Под эктодермой находится неклеточная базальная мембрана или мезоглея (С.29). Пищеварительная система замкнута. Представлена гастральной полостью, начинающейся ротовым отверстием. Полость выстлана энтодермой, клетки которой способны к фагоцитозу. Пищеварение как полостное, так и внутриклеточное (пищеварительные вакуоли). Непереваренные остатки выбрасываются через рот. Кислород, растворенный в воде, поглощается всей поверхностью тела (С.30-35).
Конечные продукты диссимиляции выводятся через эктодерму. Нервная система состоит из звездчатых нервных клеток, соединенных своими отростками. Органы чувств не развиты. Осязание всей поверхностью, особенно чувствительны щупальца (чувствительные волоски), выбрасывающие стрекательные нити, убивающие или парализующие добычу.
Исключительную живучесть обыкновенной гидры блестяще продемонстрировал в XYIII в. швейцарский ученый Трамбле: с помощью свиной щетинки он вывернул гидру наизнанку. Она продолжала жить, только эктодерма и энтодерма стали выполнять функции друг друга.
Сцифоидные, или сцифомедузы(Scyphozoa, или Scyphomedusae) (С.36). Второй класс типа кишечнополостных – сцифоидные медузы ( Scyphozoa ). У сцифоидных медуз тело имеет вид зонтика с подвешенными к нему снизу длинными щупальцами. Слово «медуза» у большинства людей ассоциируется именно с этой группой. Сцифомедузы гораздо крупнее гидромедуз: диаметр зонтика арктической медузы Cyanea capillata достигает 2 м. Тело медуз всегда прозрачное и очень нежное, студенистое. При сокращении зонтика медузы довольно быстро плавают. Держатся медузы обычно на поверхности, хотя экспедиция на судне "Челленджер" выловила медузу с глубины 2000 метров. Развитие этих медуз в большинстве случаев происходит с чередованием поколений (С.37). В результате полового размножения получается личинка, которая некоторое время обитает в планктоне, а затем оседает на дно и превращается в одиночного полипа – сцифистому. Полип может почковаться, давая начало новым сцифистомам. Если же сцифистома начинает делиться в горизонтальной плоскости, то образуется стробила - столбик особей, напоминающий стопку поставленных друг на друга тарелок. Верхние, самые старые особи стробилы, превращаются в молоденьких медуз – эфир (С.38). Эфиры отделяются, уплывают и затем превращаются во взрослых медуз. Но и среди сцифомедуз есть такие, которых можно принять за растения. У нас на мелководьях можно встретить довольно странные беловато-зеленоватые образования, напоминающие цветную капусту. Это сцифомедуза, которая по-латыни называется « Cassiopeia », по имени эфиопской царицы из греческих мифов, но на иврите и английском ее так и называют - «цветная капуста». В нормальном состоянии кассиопея лежит в песке, ну, если не «вниз головой», то во всяком случае «вверх ногами», и ловит короткими толстыми щупальцами планктон. Эта медуза научилась выращивать в своем теле симбиотические водоросли.
В этом классе доминирует стадия медузы (С.39). Обычно она крупнее и сложнее устроена, чем у гидроидных, и живет несколько месяцев, размножаясь половым путем. Оплодотворенная яйцеклетка и здесь сначала развивается в полип (иногда дающий колонию). Он очень мелкий и малозаметный. Путем особого поперечного деления (стробиляции) полип отделяет от себя личинки медуз.
Коралловые полипы(Anthozoa) (С.40). В этом классе стадия медузы полностью подавлена и все виды представлены полипами с ротовым диском. Они бывают одиночными или образуют путем бесполого почкования обширные колонии, иногда превращающиеся в коралловые рифы. На этой же стадии происходит половое размножение. Это самая многочисленная группы кишечнополостных. Среди ее представителей наибольшее количество форм, похожих на растения (С.41). Те кораллы, которые обитают в водах Эйлатского залива – твердые колониальные рифообразующие (мадрепоровые) самые известные, но не единственные представители коралловых полипов. К ним же относятся актинии, мягкие кораллы, морские перья, морские веера, морские пальцы, ювелирные кораллы (черный и красный) и многие другие интересные животные (С.42-43). Коралловые полипы – как одиночные, так и колониальные животные. Лишь у некоторых из них образуется известковый или роговой скелет. У этих животных нет смены поколений, и медуз они не образуют. Кроме микроскопических личинок, короткое время обитающих в планктоне, вся жизнь коралловых полипов проходит на дне, к которому большинство из них прикреплено намертво, хотя некоторые, например, актинии, могут ползать. Цилиндрическое тело актиний усечено сверху и имеет щелевидный рот, окруженный рядами щупалец. Снизу тело заканчивается "подошвой", с помощью которой животное присасывается к подводным предметам.
Если мадрепоровые кораллы распространены только в теплых водах, то актинии распространены в морях от Арктики до Антарктики. Несколько видов актиний строят домики из слизи и песка. Их называют «трубчатые анемоны». Как и остальные актинии, они питаются мелкими животными, коснувшимися их липких и жалящих щупалец. По-видимому, домик-трубка является адаптацией к жизни в подвижных илисто-песчаных грунтах. Это и опора для тела, позволяющая шире раскинуть щупальца, и убежище, не столько механически защищающее, сколько маскирующее. При опасности тело актинии мгновенно сжимается и скрывается в трубке, а пустая трубка незаметна в окружающем песке. У мягких кораллов отдельные полипы не имеют известкового скелета, и их колонии всевозможных форм и расцветок колышатся на рифах, сваях, камнях, как кусты на ветру. В толще воды эти колонии не имеют веса, поэтому и без опорного скелета они достигают больших размеров. Морское перо, как и сифонофор, можно рассматривать не просто как колонию полипов, но, благодаря специализации отдельных полипов, как сверхорганизм (С.44). Один полип, похожий на луковицу, наполовину зарытую в ил, служит для прикрепления всей колонии ко дну. Следующий, достигающий длины 50 см, является центральным стержнем. От полипа-стержня отходят полипы-ветки, которые вместо листьев усажены многочисленными полипами, занятыми охотой на планктонных организмов. Другие, менее заметные полипы, находятся на осевом стержне, и в их функцию входит нагнетание воды в колонию по системе каналов. Потревоженное перо сжимается, прячась в луковицеобразное расширение ноги. Лишь через продолжительное время осевые полипы накачивают достаточно воды, чтобы перо расправилось. Ювелирные кораллы, хотя и имеют очень плотный скелет, не участвуют в образовании рифов. Ювелирные черные кораллы встречаются небольшими группами в тропических морях на глубине 30-80 м. Их колонии похожи на кусты или на куски проволоки. Есть они и в Красном море. В мире их всего 200 видов. Растут и размножаются они очень медленно, поэтому и представляют большую ценность для добытчиков. Красных благородных кораллов в Красном море нет, но в эйлатских ювелирных магазинах продаются лишь красные, а не черные кораллы. На наших рифах можно видеть их близких родственников – мягких горгонарий. Для всех горгонариевых характерен осевой скелет, пронизывающий ствол и ветви колонии. У красного благородного коралла скелет содержит окись железа, которая придает ему разные оттенки красного цвета. Колонии благородных кораллов обитают на береговых склонах Средиземного моря и у Канарских островов на глубине больше 20 м (обычно - от 50 до 150 м). По одной из версий название «коралл» происходит от греческого слова, обозначающего крюк, с помощью которого ныряльщики добывали кораллы с большой глубины. С биологической точки зрения красные и черные кораллы очень далекие друг от друга группы. Но и те, и другие используются в ювелирном деле, в гомеопатии и традиционной медицине разных народов. Многие приписывают ювелирным кораллам магические свойства.
Кишечнополостные появились еще в Докембрии. В Вендских отложениях встречаются отпечатки странных медузоподобных организмов.
Кораллы и коралловые рифы были широко распространены уже в палеозое. Однако на рубеже перми и триаса произошло почти полное вымирание всех кораллов. Они появились снова лишь много миллионов лет спустя, и это были уже совсем другие кораллы: шестилучевые (процветающие и по сей день), тогда как палеозойские группы - четырехлучевые кораллы (ругозы), табуляты и др. исчезли бесследно.
По преобладанию остатков медуз конец протерозоя называют "веком медуз". Тогда, около 700 миллионов лет назад, в море появились первые животные. Это были примитивные беспозвоночные существа, черви и медузы. С тех пор медуза – это один из самых многочисленных хищников на Земле. Сначала медуза поглощает все, что обнаруживает на своем пути в непосредственной близости. Затем делает остановку. Поднимается из глубины на метр-другой и держит обратный курс. Перед ней оказываются рачки, поднимающиеся наверх после ее первого прохода. Благодаря оригинальной желеобразной форме в медузе задействован потенциал плавучести. Особо жесткое тело в океане не является необходимостью: здесь в водной среде, морским обитателям не на что наталкиваться.
Медузы могут сокращаться для выброса водной струи и в то же время не обеспечены мускулами для возврата в исходное положение. По этой причине тела некоторых медуз формируются вокруг прозрачного диска. Его субстанция, хотя и желеобразная, но с коллагеновыми нитями, которые придают диску достаточную упругость. Такой диск обладает памятью формы.
Обследуя косяки сельди, нерестящейся у побережья Британской Колумбии, биологи установили, что за один день хрустальные медузы съели весь селедочный приплод. Кроме того медузы вредят рыбам и тем, что пожирают их пищу. По ряду причин в Черном море расплодилось огромное количество медузы мнемопсис. Вскоре после этого улов сельди упал с 600 до 200 тонн в год.
Ученые начинают эксперимент в Каспийском море по вселению медузы бероэ, которая питается гребневиком мнемиопсисом. Именно он стал причиной катастрофического сокращения популяции кильки в Каспии. Мнемиопсис был завезен с балластными водами из Азовского моря. Питаясь планктоном, мнепиопсис в течение двух лет подорвал кормовую базу для кильки. В результате ее стало настолько мало, что уловы этого вида рыбы сократились почти в десять раз. Например, в этом году квота на ее вылов составит всего 23,9 тыс. тонн. Хотя еще десять лет назад эта цифра приближалась к 225 тыс. тонн, и именно на переработку кильки было ориентировано большинство рыбозаводов Астраханской области.
Причины роста поголовья медуз - в перелове промысловых видов рыб – главных истребителей медуз. Среди главных врагов медуз – тунец, морские черепахи, океанская луна-рыба и некоторые океанские птицы. Медузами не брезгует и семга.
Крупнейшей медузой в мире считается арктическая гигантская медуза (Cyanea), обитающая в Северо-Западной Атлантике. Одна из таких медуз, выброшенная на берег в Массачусетском заливе, имела диаметр колокола 2,28 м, а ее щупальца простирались на 36,5 м. Каждая такая медуза в течение жизни съедает около 15 тыс. рыбок
Диаметр колокола медузы цианеи достигает двух метров, а длина нитевидных щупалец 20-30 метров.
Самая ядовитая медуза в мире – австралийская морская оса (Chironex fleckeri). После прикосновения к ее щупальцам человек умирает через 1-3 мин., если не подоспеет медицинская помощь. Диаметр ее купола всего 12 см, но щупальца имеют в длину 7-8 м. Яд морской осы по своему действию аналогичен яду кобры и парализует сердечную мышцу. На побережье Квинсленда в Австралии с 1880 г. жертвами этой медузы стали более 70 человек. Медуза-убийца Carukia barnesi, обладающая смертоносным жалом, на самом деле крошечная – длина её купола всего-навсего 12 миллиметров. Однако именно на это животное возлагается ответственность за возникновение синдрома Ируканджи (Irukandji syndrome), который убил в Австралии двух туристов в 2002 году. Всё начинается с укуса, подобного комариному. В течение часа жертвы испытывают сильную боль в пояснице, прострелы по всему тела, судороги, тошноту, рвоту, обильно потеют и кашляют. Последствия крайне серьёзны: от паралича до смерти кровоизлияния в мозг или остановки сердца.
Австралийским учёным из Центра исследований рифов (CRC Reef Research Centre) впервые удалось вырастить в неволе медузу Carukia barnesi, обладающую смертоносным жалом. Захваченная медуза прошла планктоническую стадию и теперь содержится в аквариуме. Добиться размножения медуз в неволе было первой стадией в развитии противоядия. В целом же потребуется изучить от 10 тысяч до миллиона медуз.
В Мировом океане живет около 300 видов полипов, которые называются морскими перьями (Pennatularia). Каждый полип представляет собой множество восьмищупальцевых особей, сидящих на одном общем толстом стебле. Обитают морские перья на глубине от 1 до 6 тыс. м. На больших глубинах встречаются экземпляры длиной до 2,5 м. морские перья способны светиться за счет особой слизи, покрывающей их снаружи. Замечено, что слизь не теряет способности светиться даже в высушенном виде.
Распространение актиний (Actiniaria), шестилучевых кораллов, зависит от солености воды моря. Так, например, в Северном море насчитывается 15 видов, Баренцевом – 10, в Белом – 5-6 видов, Черном – 4 вида, а в Балтийском и Азовском морях их совсем нет.
Вопросы для самостоятельного изучения.
1. Изучить канальные системы губок: аскон, сикон, лейкон.
2. Изучить систематику типа губки.
3. Изучить строение сцифоидных медуз и коралловых полипов.
4. Изучить систематику типа кишечнополостные.
Вопросы для повторения.
1. Гипотезы происхождения многоклеточных животных.
2. Тип Губки. Характеристика, представители, значение.
3. Губки - как примитивные представители многоклеточных.
4. Тип Кишечнополостные. Характеристика, классификация, представители, значение.
5. Роль губок в биоценозах.
6. Класс Гидроидные. Характеристика, представители, значение.
7. Класс Сцифоидные медузы. Характеристика, представители, значение.
8. Класс Коралловые полипы. Характеристика, представители, значение.
9. Сравнительная характеристика типов Губки и Кишечнополостные.
10. Тип Губки. Систематика, представители, значение.
11. Особенности питания кишечнополостных.
12. Нервная система и органы чувств кишечнополостных.
13. Морские гидроидные полипы, особенности строения и развития.
14. Жизненный цикл сцифомедуз.
15. Подкласс Восьмилучевые кораллы. Особенности строения, систематика, представители.
16. Подкласс Шестилучевые кораллы. Особенности строения, систематика, представители.
17. Особенности радиальной симметрии у кишечнополостных.
18. Приспособления к плавающему образу жизни у кишечнополостных.
19. Типы жизненных циклов у кишечнополостных.
20. Роль кишечнополостных в биоценозах.
Резюме. В данной лекции былирассмотрены две основные теории происхождения многоклеточных животных. Это гастрейная теория и теория фагоцителлы. Изучение многоклеточных животных начинается с большой группы – губок и кишечнополостных. В данной лекции были рассмотрены основные вопросы организации этих животных. Раскрыты основные особенности строения, размножения, разнообразия представителей животных двух типов – Губок и Кишечнополостных.