Многоклеточные кишечнополостные. Общая характеристика кишечнополостных, образ жизни, строение, роль в природе. Как появилась колониальная форма жизни
Как кишечнополостные. Представители, особенности строения, питания, размножения и передвижения этих животных - обо всем этом вы узнаете, прочитав статью. Похожие на цветы морские анемоны, образующие огромные скалы под водой кораллы и прозрачные зонтиковидные медузы принадлежат к числу наиболее привлекательных обитателей океана. Сколь бы ни были не похожи друг на друга эти животные, все они - кишечнополостные. Представители этой группы многочисленны. Насчитывается свыше 9000 видов водных организмов, населяющих в основном мелководья.
Что объединяет кишечнополостных
Черта, которая позволяет относить кораллы, медуз и пресноводных гидр к кишечнополостным, - это присутствие широкой пищеварительной (гастральной) полости в центре тела. Тело этих животных образовано концентрическими слоями клеточных групп, слагающих примитивные ткани, в которых клетки работают взаимосвязанно, как части единого целого, а не независимые элементы клеточных скоплений, как это наблюдается у губок. Кишечнополостные - представители животного мира, которые первыми достигли подобного уровня организации на эволюционной лестнице, и все они имеют сходные черты в строении и расположении тканей.
Колонии и одиночные организмы
Морские анемоны, или актинии, - одиночные животные, а похожая на растение Obelia (на фото выше) образует колонию из нескольких сотен особей-полипов. В случае когда полипы различаются между собой, говорят о полиморфных колониях. Некоторые морские колониальные кишечнополостные - представители интересующего нас типа, у которых существуют отдельные полипы для питания, защиты и размножения, а иногда и для расселения.
Итак, мы вкратце охарактеризовали этих животных. Теперь, когда вы составили некоторое представление о них, предлагаем рассмотреть основные черты строения представителей типа Кишечнополостных.
Строение кишечнополостных
Рот, окруженный венчиком щупалец, несущих открывается прямо в пищеварительную полость. В стенке тела различают наружный слой, или эктодерму, отдаленный от внутреннего (энтодермы) студенистым слоем - мезоглеей. Могут размножаться почкованием или половым путем представители кишечнополостных. Примеры и того, и другого способа мы еще приведем, когда подробнее поговорим о размножении. Сперматозоиды и яйцеклетки образуются в соответствующих мужских и женских половых органах.
Представители класса Кишечнополостных имеют нематоциты. Это оружие защиты и нападения у этих животных. Некоторые из них вводят в жертву парализующий яд, другие выделяют клейкое вещество, третьи выбрасывают опутывающие нити. На одном конце клетки находится чувствительный волосок, действующий как спусковой крючок. Если проплывающее мимо животное заденет за него, нематоцит выстреливает. Механизм выстрела не совсем ясен, но, как полагают, он связан с резким увеличением давления жидкости в капсуле. Каждый нематоцит стреляет только один раз, после чего сбрасывается.
Стадии развития
В цикле развития многих кишечнополостных можно видеть две отчетливо различающиеся стадии: свободноплавающую (медузоидную) стадию расселения и сидячую стадию прикрепления и роста. Это означает, что некоторые виды могут населять одновременно и придонные слои, и океаническую толщу. Но у них преобладает либо одна, либо другая стадия, чем и объясняется большое разнообразие форм в группе кишечнополостных.
У Obelia, например, медузоидная стадия длится сравнительно недолго, за ней следует более продолжительная сидяче-прикрепленная, и такой цикл развития типичен для кишечнополостных из группы Hydrozoa. Достигнув зрелости, колония Obelia образует особые формы полипов, которые производят медуз. В классе Scyphozoa положение обратное: здесь доминирует медузоидная стадия. У третьего класса кишечнополостных - Anthozoa, включающего кораллы и актинии (на фото выше), прикрепленная стадия вовсе вытесняет медузоидную. Во всех этих группах яйцеклетки и сперматозоиды выпадают непосредственно из гонад, расположенных в определенных участках энтодермы, выстилающей гастральную полость, а затем через ротовое отверстие выводятся наружу.
Из оплодотворенных яиц развивается личинка, которая оседает на дно и превращается в новую особь. Но есть виды, особенно среди Hydrozoa, составляющие исключение. Так, например, представители рода Hydra (одного из них вы можете видеть на фото выше) совсем не имеют медузоидной стадии и по своему образу жизни напоминают актиний, за исключением того, что их сперматозоиды и яйцеклетки развиваются снаружи, а не внутри полипа. А есть, наоборот, такие виды, у которых доминирует медузоидная стадия, а стадия полипа либо сильно редуцирована, либо вовсе отсутствует.
Бесполое размножение
По сравнению со сложными вариантами полового у этих организмов кажется очень простым процессом. Например, такой представитель кишечнополостных животных, как Hydra, образует новые особи, которые отпочковываются от родительской формы. Этот процесс представлен на фото ниже.
А вот актинии просто делятся пополам. Бесполое размножение может привести и к образованию колоний из отдельных полипов, объединенных общей гастральной полостью.
Способность кишечнополостных размножаться бесполым путем означает, кроме того, что они достаточно легко регенерируют. И действительно, даже небольшой кусочек животного может развиться в новую особь, которая вполне способна к половому размножению.
Питание кишечнополостных
У большинства кишечнополостных питанию помогают щупальца, окружающие ротовое отверстие. Щедро усеянные стрекательными клетками (нематоцитами), эти щупальца поражают добычу и подтягивают ее. Взаимодействуя друг с другом, они плотно охватывают пищу и проталкивают ее в гастральную полость. Затем ротовое отверстие закрывается, и клетки энтодермы секретируют в гастральную полость пищеварительные ферменты. Ферменты расщепляют добычу, превращая ее либо в легко усваивающиеся жидкие продукты, либо во взвесь мелких частиц, которые могут быть захвачены клетками энтодермы. Непереваренные остатки пищи удаляются сокращениями тела через приоткрытое ротовое отверстие.
Способность к передвижению
Все кишечнополостные двигаются, хотя этот процесс может ограничиваться лишь шевелением щупалец и изменением формы тела. Движения кишечнополостных осуществляются благодаря мышечным волокнам. Они находятся как в эктодерме, так и в энтодерме. Кроме того, основание актиний обильно снабжено мышечными волокнами, позволяющими этим животным передвигаться по грунту. Это выглядит так, как будто они скользят по нему. Гидра тоже может передвигаться подобным образом, но она перемещается быстрее за счет своего рода «кувырканий». Даже самые простые движения кишечнополостных требуют известной координации. Такая координация осуществляется диффузной сетью нервных клеток, пронизывающих ткани животного и формирующих тем самым примитивную нервную систему.
Итак, мы вкратце охарактеризовали Представители его, как вы видите, весьма разнообразны во многих отношениях, что делает эту группу организмов особенно интересной.
ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ
К типу кишечнополостных относятся низшие многоклеточные животные, тело которых состоит из двух слоев клеток и имеет лучевую симметрию. Обитают в морских и пресных водоемах. Среди них есть свободноплавающие (медузы), сидячие (полипы), прикрепленные формы (гидра).
Тело кишечнополостных образовано двумя слоями клеток - эктодермой и энтодермой, между которыми находится мезоглея (неклеточный слой). Животные этого типа имеют вид открытого на одном конце мешка. Отверстие служит ртом, который окружен венчиком щупалец. Рот ведет в слепозамкнутую пищеварительную полость (гастральную полость). Переваривание пищи происходит как внутри этой полости, так и отдельными клетками энтодермы - внутриклеточно. Непереваренные остатки пищи выделяются через ротовое отверстие. У кишечнополостных впервые возникает нервная система диффузного типа. Она представлена беспорядочно разбросанными в эктодерме нервными клетками, которые соприкасаются своими отростками. У плавающих медуз происходит концентрация нервных клеток и образуется нервное кольцо. Размножение кишечнополостных осуществляется как бесполым, так и половым способом. Многие кишечнополостные раздельнополые, но встречаются и гермафродиты. Развитие одних кишечнополостных прямое, а у других - с личиночной стадией.
В типе различают три класса:
1. Гидроидные
2. Медузы
3. Коралловые полипы
Класс гидроидные
Его представитель - пресноводная гидра . Тело гидры в длину до 7 мм, щупальцы - до нескольких см.
Основную массу среди большого числа различных типов клеток гидры составляют покровно-мышечные клетки, образуя покровную ткань. Мышечная ткань как таковая отсутствует, ее роль также выполняют кожно-мускульные клетки.
В эктодерме находятся стрекательные клетки, которые преимущественно располагаются на щупальцах. С их помощью гидра защищается, а также задерживает и парализует добычу.
Нервная система - примитивная, диффузная. Нервные клетки (нейроны) равномерно расположены в мезоглее. Нейроны связаны тяжами, но не образуют скоплений. Чувствительные и нервные клетки обеспечивают восприятие раздражения и передачу его к другим клеткам.
Дыхательной системы нет, гидры дышат через поверхность тела. Кровеносной системы нет.
Железистые клетки, выделяющие клейкие в-ва, концентрируются преимущественно в эктодерме подошвы и щупальц. Также синтезируют ферменты, способствующие перевариванию пищи.
Пищеварение у гидры происходит в гастральной полости двумя способами - внутриполостным, с помощью ферментов и внутриклеточным. Клетки энтодермы способны к фагоцитозу (захвату частиц пищи из гастральной полсти). Часть кожно-мускульных клеток энтодермы снабжена жгутиками, находящимися в постоянном движении, которые подгребают частицы к клеткам. Они организуют ложноножки, тем самым захватывая пищу. Непереваренные остатки пищи удаляются из тела через ротовое отверстие.
Между всеми этими клетками находятся маленькие недифференцированные промежуточные клетки, которые могут превращаться при необходимости в любые другие типы клеток, регенерация (процесс восстановления утраченных или поврежденных частей тела) идет за счет этих клеток.
Размножение:
· Бесполое (вегетативное). Летом, при благоприятных условиях происходит почкование.
· Половое. Осенью, с наступление неблагоприятных условий. Половые железы формируются в виде бугорков в эктодерме. У гермафродитных форм они образуются в разных местах. Семенники развиваются ближе к ротовому полюсу, а яичники ближе к подошве. Оплодотворение перекрестное. Оплодотворенная яйцеклетка (зигота) одевается плотными оболочками и падает на дно, где и зимует. На следующую весну из нее выходит молодая гидра.
Класс сцифоидные
Класс сцифоидные медузы встречается во всех морях. Есть виды медуз, приспособившиеся жить в крупных реках, впадающих в море. Тело сцифомедуз имеет вид округлого зонтика или колокола, на нижней вогнутой стороне которого помещается ротовой стебелек. Рот ведет в производное дермы - глотку, которая открывается в желудок. От желудка расходятся к концам тела радиальные каналы, формирующие гастральную систему.
В связи со свободным образом жизни медуз сложнее становится строение их нервной системы и органов чувств: появляются скопления нервных клеток в виде узелков - ганглиев, органы равновесия - статоцисты, светочувствительные глазки.
У сцифомедуз имеются стрекательные клетки, расположенные на щупальцах вокруг рта. Их ожоги очень чувствительны даже для человека.
Размножение:
Медузы раздельнополые, мужские и женские половые клетки формируются в энтодерме. Слияние половых клеток у одних форм происходит в желудке, у других в воде. Медузы совмещают в особенностях развития и свои и гидроидные признаки.
Среди медуз встречаются гиганты - физария или португальский кораблик (от 3-ех и более м в диаметре, щупальцы до 30 м).
Значение:
· Употребляют в пищу
· Некоторые медузы смертельно опасны и ядовиты для человека. Так, например, при укусе корнерота могут возникнуть значительные ожоги. При укусе крестовичка нарушается деятельность всех систем организма человека. Первая встреча с крестовичком не опасна, вторая чревата последствиями из-за развития анофилоксии. Укус тропической медузы ведет к смертельному исходу.
Класс коралловые полипы
Все представители этого класса - обитатели морей и океанов. Обитают в основном в теплых водах. 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 кораллов - наличие скелета, который может быть или известковым, или состоять из рогоподобного в-ва и располагается либо внутри тела, либо снаружи (у актинии скелет отсутствует).
Все коралловые полипы делятся на две группы: восьмилучевые и шестилучевые. У первых всегда восемь щупалец (морские перья, красный и белый кораллы). У шестилучевых число щупалец всегда кратно шести (актинии, мадрепоровые кораллы и др.).
Размножение:
Коралловые полипы - раздельнополые животные, оплодотворение происходит в воде. Из зиготы развивается личинка - планула. Планула прикрепляется к различным подводным предметам, превращается в полип, который уже имеет рот и венчик щупалец. У колониальных форм в дальнейшем происходит почкование, причем почки не отделяются от материнского организма. Колонии полипов участвуют в образовании рифов, атоллов, коралловых островов.
Многоклеточные характеризуются телом из множества клеток, дифференцированных по форме и функциям.
Характерная особенность - сложный индивидуальный цикл развития, в процессе которого из оплодотворенной яйцеклетки (при партеногенезе - из неоплодотворенной) образуется взрослый организм:
Лучистые или двухслойные (есть несколько плоскостей симметрии и радиальное расположение органов вокруг главной оси тела. В теле лучистых существует одна главная ось симметрии, вокруг которой в радиальном порядке располагаются органы животных. От числа повторяющихся органов зависит порядок симметрии. Через тело лучистого животного можно провести несколько плоскостей симметрии (2,4,6,8). В процессе онтогенеза у них образуются лишь два отчетливо выраженных пласта клеток: эктодерма и энтодерма, тогда как третий зародышевый листок находится в зачаточном состоянии и представлен студенистым веществом - мезоглеей. К лучистым относится тип кишечнополостные)
Двустороннесимметричные или трехслойные (обладают одной плоскостью симметрии, по обе стороны которой располагаются различные органы. Помимо эктодермы и энтодермы у этих животных всегда есть третий зародышевый листок (мезодерма), за счет которого развивается значительная часть внутренних органов)
отдельно стоят наиболее примитивные многоклеточные - пластинчатые и губки .
Тип Кишечнополостные.
Включает низших многоклеточных животных (более 9 тыс. видов), появившихся в протерозойскую эру. Кишечнополостные ведут водный образ жизни (в морях). Среди них есть свободноплавающие и прикрепленные ко дну формы.
Тело:
цилиндрической формы (у гидры)
уплощено в направлении главной оси (медузы).
Характерные черты:
стенка тела образована двумя пластами клеток: эктодермой, выполняющей покровную и двигательную функции, и энтодермой, клетки которой снабжены жгутиками и выполняют пищеварительную функцию. Эктодерма и энтодерма разделены бесструктурной мезоглеей
радиальная симметрия
кишечная полость
первичный рот, окруженный щупальцами со стрекательными клетками. Непереваренные остатки пищи удаляются через ротовое отверстие. Наряду с полостным сохраняется внутриклеточное переваривание пищевых частиц энтодермой
У кишечнополостных впервые появляется диффузная нервная система, состоящая из разбросанных нервных клеток, образующих нервную сеть.
Дыхание осуществляется всей поверхностью тела.
Размножение половое и бесполое. Гаметы выводятся в воду, оплодотворение наружное. Раздельнополы, встречаются и гермафродиты. Живут в виде отдельных особей или образуют колонии.
Формы:
сидячие (гидроидные, коралловые полипы)
свободно плавающие (медузы)
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 или лучевой симметрии.
Класс Гидроидные.
Представитель – пресноводная 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;
– стрекательных, выполняющих защитную функцию;
– 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:
почкованием
половым путем (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 (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 свободноживущая 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.
Тематические задания
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
2) промежуточные
3) стрекательные
4) эпителиально‑мускульные
А4. В энтодерме гидры находятся клетки
1) промежуточные
2) половые
3) железистые
4) нервные
А5. Из зиготы у медуз сначала развивается
1) планула
3) взрослая форма
4) колония полипов
А6. Наиболее сложно устроена нервная система
2) мозговика
3) корнерота
4) актинии
А7. Половые железы медуз развиваются в
1) эктодерме
2) карманах желудка
3) мезоглее
А8. Внутренний скелет есть у
1) аурелии
3) актинии
4) корнерота
А9. Нервная система кишечнополостных состоит из
1) одиночных клеток
2) отдельных нервных узлов
3) одного нерва
4) взаимосвязанных нервных клеток
В1. Выберите клетки, находящиеся в эктодерме гидры
1) железистые
2) промежуточные
3) нервные
4) пищеварительные
5) стрекательные
Как показывает само название типа, в него входят животные, имеющие только одну полость тела - кишечную.
Давая общую характеристику классам типа кишечнополостных, следует обратить внимание учащихся на лучевую симметрию этих животных, которая выражается в радиальном расположении некоторых важных для жизни органов: ротовых щупалец, глазков, статоцистов и др. Радиальная симметрия присуща только водным организмам. У кишечнополостных она свидетельствует о сравнительно простой их организации. Такая симметрия развилась в процессе эволюции у древних первично сидячих форм кишечнополостных, от которых впоследствии произошли и свободноплавающие формы (медузы), сохранившие радиальную симметрию.
Биологическое значение радиальной симметрии состоит в том, что она обеспечивает животному контакт с окружающей его водной средой со всех сторон и позволяет своевременно реагировать на приближение добычи, врагов или на воздействие других факторов (например, света). Уместно вспомнить о подобном значении лучевой симметрии для радиолярий и колониальных , ведущих пелагический образ жизни.
Кишечнополостные относятся к двухслойным беспозвоночным, так как их тело формируется лишь из двух зародышевых листков - эктодермы и энтодермы, между которыми образуется студенистая прослойка - мезоглея. Кишечнополостные имеют не только , но и зачатки органов. Так, например, у гидры, актинии и кораллов легко найти передний конец с ротовым отверстием, глоткой и щупальцами, а у медузы - зонтик, глазки, статоцисты и т. д. У ведущих сидячий образ жизни имеется подошва, которая прикрепляет животное к субстрату.
Организм кишечнополостных
Наряду с этим организм кишечнополостных сохранил некоторые структурные , характерные для более примитивного . Так, например, клетки энтодермы кишечнополостных имеют жгутики, движение которых аналогично движению одноклеточных и колониальных жгутиковых. Эти жгутики у кишечнополостных создают токи в кишечной полости, которые перемешивают ее содержимое. Кроме того, клетки энтодермы, подобно амебам, выпускают ложноножки, захватывая ими пищевые частицы, и осуществляют внутриклеточное пищеварение, свойственное одноклеточным организмам.
Клетки эктодермы также сохранили некоторые черты простейших. Так, например, у личинок гидры, актинии, сцифоидных медуз и др. тело покрыто ресничками, которые напоминают ресничный аппарат , но несут несколько иные функции. Наконец, индивидуальное развитие кишечнополостных начинается с оплодотворенного яйца, т. е. из одной клетки, что подтверждает взгляд на происхождение многоклеточных животных от одноклеточных.
Хотя у кишечнополостных появились уже ткани, в функциональном отношении их клетки неоднозначны. Так, например, кожно-мускульные клетки эктодермы и энтодермы выполняют смешанную функцию: покровную и сократительную. Железистые и нервные клетки характеризуются более узкой специализацией: первые несут секреторную функцию, вторые передают возбуждение от одних клеток к другим.
Значительной автономностью отличаются находящиеся в эктодерме стрекательные (крапивные) клетки, так называемые нематоцисты. Они функционируют самостоятельно, независимо от других клеток. Прикосновение к выступающему наружу чувствительному волоску - книдоцилю - вызывает молниеносную реакцию: вся цитоплазма стрекательной клетки приходит в возбуждение, следствием которого является стремительное выбрасывание нити из стрекательной капсулы. Следует помнить, что эта нить в действительности представляет собой трубочку, через которую изливается из капсулы ядовитая жидкость в пораженную часть тела добычи или врага.
Интересно, что крапивные клетки сохраняют свою жизнеспособность и могут функционировать даже в теле мертвого кишечнополостного животного. Вот почему ожог легко получить от соприкосновения с уже погибшей медузой, выброшенной на берег волной. Автономность стрекательных клеток подтверждается также тем, что они не теряют способности к действию, попав в чужой организм. Так, например, иногда кишечнополостных поедают некоторые морские ресничные черви и заднежаберные . В этом случае часть крапивных клеток переходит в тело хищника, попадает в его наружные покровы и продолжает здесь функционировать, как и прежде.
Кишечнополостные имеют резервные (промежуточные) клетки, которые входят в состав эпителия и могут превращаться в любые специализированные клетки: стрекательные, кожно-мускульные, половые, нервные. Наличие резервных клеток обусловливает высокую способность к регенерации, которая особенно хорошо выражена у гидры. Помимо указанных черт примитивности, следует отметить отсутствие у, кишечнополостных дыхательной, выделительной и кровеносной систем. Однако в других отношениях по сравнению с простейшими кишечнополостные в процессе эволюции продвинулись дальше по пути усовершенствования организации.
Нервная система кишечнополостных
Кроме слабодифференцированных тканей, у них образовалась уже примитивная нервная система диффузного характера, жизненное значение которой очень велико. У нее нет центрального отдела, а нервные клетки рассредоточены в разных участках тела. Соприкасаясь друг с другом своими отростками, они образуют нервные сплетения, которые у одних кишечнополостных (например, у гидры) имеют вид сети, у других (например, у медузы) представляют собой скопления в виде двух колец, из которых одно связано с органами чувств, а другое - с мышечными клетками.
Нервная сеть гидры также осуществляет связь между чувствительными и кожно-мускульными клетками. Следовательно, у кишечнополостных уже имеется анатомо-морфологическая основа для рефлекторной деятельности. Этот факт следует рассматривать как один из важных этапов прогрессивной эволюции животного мира, ведущий к упорядочению взаимоотношений организма со средой, делая их более многообразными и устойчивыми.
Известно, что для подлинного рефлекса необходимо наличие трех звеньев: чувствительного (рецептора), передающего возбуждение (нервного аппарата) и двигательного (эффектора). Все эти звенья у кишечнополостных налицо, но они стоят еще на низкой ступени развития, поэтому рефлексы носят элементарный характер. Интересно отметить, что наряду с типичными безусловными рефлексами (например, сокращение щупалец в ответ на прикосновение к ним) им свойственны реакции типа таксисов (например, выбрасывание стрекательной нити в ответ на раздражение книдоциля).
Большинство реакций кишечнополостных связано с питанием, передвижением и защитой от вредных воздействий. У них возможно возникновение временных связей, вернее, суммационных рефлексов, образующихся в результате повышения возбудимости нервной системы при длительном воздействии одного и того же раздражителя. Деятельность нервной системы носит ограниченный характер, состоит из восприятия внешних раздражений и регулирования согласованных ответов на них со стороны отдельных частей тела (например, пищевая реакция щупалец при соприкосновении с добычей).
Наибольшей чувствительностью у кишечнополостных обладают щупальца, где в большей степени, чем в других частях тела, сосредоточены клетки, воспринимающие различные воздействия среды, в том числе и стрекательные клетки (нематоцисты).
Двигательные реакции кишечнополостных варьируют в зависимости от силы раздражения, внутреннего состояния организма, характера физического или химического воздействия, биологической значимости раздражителя. Так как клеточные структуры организма кишечнополостных в разных частях тела повторяются, то его фрагменты реагируют так же, как и животное в целом.
Формы кишечнополостных
Кишечнополостные представлены двумя основными формами: полипами, ведущими прикрепленный, сидячий образ жизни, и медузами, которые свободно передвигаются в толще воды. Для обеих форм лучевая симметрия жизненно важна в одинаковой степени и поэтому она была закреплена у них действием естественного отбора как полезное приспособление. У многих видов кишечнополостных наблюдается чередование поколений полипов и медуз. Причем у одних основной жизненной формой являются бесполые полипы, а поколение медуз служит лишь для полового размножения и расселения вида (например, у морских гидроидных полипов); у других же - наоборот, поколение половых медуз представляет собой основную форму, а полипы обеспечивают увеличение их численности путем бесполого размножения, ведущего к появлению нового поколения медузоидных особей (например, гидроидных и сцифоидных медуз).
Однако имеются и такие кишечнополостные, у которых в индивидуальном развитии отсутствует стадия медузы, поэтому они всю жизнь существуют в форме полипов (например, гидры, актинии, кораллы). В этом случае полипы размножаются как бесполым, так и половым путем. Строение полипов проще, чем строение медуз, но по существу между ними нет принципиальной разницы, а их отличия друг от друга определяются главным образом степенью развития мезоглеи, положением и формой эктодермального и энтодермального слоев, дифференциацией клеточных структур и органов чувств.
Как полипы, так и медузы представлены в природе одиночными и колониальными формами. К одиночным полипам относятся, например, гидры и актинии, к колониальным - красный благородный коралл, морские перья. Примером одиночных медуз могут служить краспедакуста, крестовичок, цианея, аврелия, корнерот. Что же касается колониальных форм, то у медуз они носят смешанный характер, представляя собой сочетание медузоидных и полипоидных особей с разделением функций между ними, как, например, у сифонофор.
Среди кишечнополостных наблюдаются большие колебания в размерах тела. Так, например, полип микрогидра (у пресноводной медузы) едва достигает высоты 1 мм, в то время как морской одиночный глубоководный полип бранхиоцериантус имеет высоту более 2 м. Точно так же и среди медуз есть карлики и великаны. Диаметр зонтика пресноводной медузы краспедакусты не превышает 2 см, а у медузы цианеи он нередко равен 2 м.
Роль кишечнополостных
Кишечнополостные входят в состав многих водных биоценозов, играя существенную роль в их жизни. Они населяют главным образом океан на всех его глубинах и во всех широтах, приспособившись к самым разнообразным условиям жизни: в приповерхностном слое воды, в прибойной полосе побережий и на дне моря, в холодных арктических водах и в тропической полосе океана, в освещенных зонах гидросферы и в отсутствии солнечного света на большой глубине, на каменистом субстрате и на илистых грунтах. Значительно меньше их живет в пресных водоемах.
Будучи самыми древними животными из всех существующих многоклеточных организмов, кишечнополостные участвовали в образовании геологических отложений (кембрийских, силурийских, меловых и др.). В четвертичном периоде они оставили заметный след в виде коралловых рифов и атолловых островов, которые дают приют разнообразной фауне и флоре, входящей в состав различных биоценозов.
Практическое значение кишечнополостных не очень велико, если не считать использования мадрепоровых кораллов в качестве сырья для получения строительных материалов (известковых брусьев, плиток, обожженной извести). Некоторые сцифоидные медузы употребляются в пищу в Японии и Китае. Красный, или благородный, коралл и мадрепоровые кораллы идут на изготовление различных украшений и мелких поделок. Некоторые кишечнополостные представляют интерес для бионики (например, физалия, дискомедузы), о чем сказано ниже.
Таблица 1: Классы типа кишечнополостных.Классификация кишечнополостных
В современной систематике тип кишечнополостных разделяется на три основных класса, которые характеризуются многими отличительными признаками, но для элементарного ознакомления с ними можно ограничиться указанием на различия в строении кишечной полости полипоидных особей, так, например:
- характеризуется тем, что в кишечной полости полипов нет перегородок. Пример - полип гидра и медуза-крестовичок.
- характеризуется наличием в кишечной полости животных по 4 неполных радиальных перегородки. Пример - полип и медуза аврелия.
- объединяет животных, строение кишечной полости которых сложнее: здесь наблюдается разделение полости на камеры с радиальными перегородками. Пример - благородный коралл, актиния.
Подробное описание классов кишечнополостных вы можете прочитать кликнув по ссылкам выше.
Из 9000 существующих видов кишечнополостных большинство составляют кораллы (свыше 6000 видов), второе место занимают гидроидные (2800 видов), остальные 200 видов представлены сцифоидными кишечнополостными. Черты примитивности мы наблюдаем у представителей более древнего класса гидроидных, которые считаются исходными для других, более сложных организмов (сцифоидных и коралловых полипов).
Представители этой группы животных имеют кишечную полость, в которой происходит переваривание захваченной ими пиши. Но переваривание пищи у кишечнополостных происходит не только в кишечной полости‚ но и в отдельных клетках, выстилающих стенки полости. Иначе говоря, наряду с внутрикишечным пищеварением осуществляется и внутриклеточное, что свидетельствует о низкой ступени эволюционного развития этих животных.
В качестве зашиты у кишечнополостных есть особые стрекательные видовые клетки, характерные для простейших одноклеточных организмов. K кишечнополостным относятся прежде всего коралловые полипы где обитает масса разнообразных рыб и медуз ‚ которые могут быть сильно ядовитыми не только в тропических морях, но и в более северных водах. В частности, в Тихом океане встречается сравнительно небольшая медуза крестовичок соприкосновение с которой опасно для человека.
Морская оса , относящаяся к кубомедузам, - одно из самых опасных морских животных. Ее яд воздействует, прежде всего, на сердце, в результате чего может наступить паралич сердечной мышцы в короткие сроки после поражения - от 30 сек до нескольких минут. За это время человек, находящийся в воде, растерявшись, не сможет оказать себе помощь. Не успеют оказать помощь и находящиеся рядом люди. Нередко поражение ядом морской осы заканчивалось гибелью человека прямо в воде. Очень ядовит и хиропсальмус . Его яд по силе действия на организм человека близок к яду морской осы. От его ожога человек может умереть через 3 - 8 мин.
Если более подробно рассмотреть ядовитый аппарат кишечнополостных, то прежде всего обращают на себя внимание особо устроенные клетки, находящиеся в основном на их щупальцах в поверхностном слое ткани. В каждой стрекательной клетке есть образование, внешне похожее на пузырек. Оно получило название - . В пузырьке в виде свернутой спиральки лежит полая нитевидная трубка, сам же пузырек заполнен ядовитой жидкостью. На наружной поверхности стрекательной клетки имеется неподвижный чувствительный волосок - . Именно прикосновение к книдоцилю моментально передается стрекательной клетке, и нить, выбрасываясь, впивается в тело жертвы, изливая в нее яд. Конечно же, не одна такая клетка придет в движение при соприкосновении с животным. Ныряльщик при встрече с кишечнополостным задевает тысячи таких стрекательных клеток.
Прежде всего надо отметить, что по сравнению с ядами многих ядовитых животных, яды кишечнополостных представителей изучены плохо. На это есть много причин, среди которых трудности отлова в необходимом количестве и трудности содержания в лабораторных условиях. Признаки отравления ядами этих животных могут быть различны. Это зависит от вида животного, а также от того, в какую часть организма попадает яд и насколько человек чувствителен к данному яду. Например, наиболее опасны уколы и ужаления в верхнюю треть тела, особенно в лицо и шею. Дети всегда более чувствительны к любому яду по сравнению со взрослыми людьми.
Яды белковой природы, среди которых имеются токсические белки - полипептиды, как лишенные ферментов, так и содержащие их, впервые обнаружены у кишечнополостных животных.
Стрекательный аппарат кишечнополостных иногда вызывает слабую местную реакцию организма при отсутствии общей реакции, а иногда он действует подобно удару электрического тока. Это типично для некоторых кубомедуз, стрекательные клетки которых глубоко проникают в кожу человека, а также для цианей, физалий , жгучего коралла . Представьте себе, что в глубине воды вас ударили электрическим током или приложили к телу раскаленное железо. Можно и утонуть от молниеносного шока.
Распространяющаяся боль может быть пульсирующей или стреляющей, острой. На коже могут возникнуть типичные для сильного поражения экссудативные пузыри, кожные кровоизлияния. Области поражения принимают разную форму, в зависимости от того, какой формы и размера были щупальца ядовитого животного, какая часть их коснулась кожи человека. Среди кишечнополостных есть животные, называемые актиниями , яд этих красивых животных, внешне напоминающих распустившийся цветок, для человека серьезной опасности не представляет, но тем не менее существует так называемая «болезнь ловцов губок», которая возникает при встрече с розовой актинией. При ожогах ею на коже человека образуются большие язвы. Пораженный участок кожи может менять цвет вплоть до черного, а кожа на этом участке значительно теряет чувствительность.
Актиния - животное, вызывающее "болезнь ловцов губок"
В тяжелых случаях, которые происходят при поражениях щупальцами наиболее опасных сцифомедуз, наблюдается и общая реакция организма, выражающаяся в следующих симптомах:
- озноб;
- тошнота, кончающаяся рвотой;
- одышка, вследствие затруднения дыхания или реакции сердца на яд;
- в мышцах и суставах возникают боли, могут быть спазмы мышц;
- диарея.
может привести к изменению состава крови - эозинофилии, лейкоцитозу, повышению РОЭ. Нередко возникают и, при которых рекомендуется ввести антигистаминные средства. Аллергическая реакция происходит в ответ на воздействие какого-либо фактора, трудно переносимого организмом. Например, чужеродный белок в яде животных. При аллергии организм вбрасывает в кровь некоторые вещества, среди которых - гистамин. Аллергические реакции у некоторых чувствительных лиц могут вызвать даже анафилактический шок, когда резко снижается пульс и прекращается работа сердца.