Почему медуза движется? Ведь у нее нет мышц! Тип Кишечнополостные. Класс Гидроидные
Общая характеристика типа Кишечнополостные.
Кишечнополостные – двухслойные животные с радиальной симметрией.
Симметрия . В теле кишечнополостных имеется главная ось, на одном из концов которой находится ротовое отверстие. Через главную ось проходит несколько осей симметрии, по которым располагаются придатки и внутренние органы животного. Такой тип симметрии называется радиальным .
Жизненные формы . Основными жизненными формами кишечнополостных являются полип и медуза.
Тело полипа в общем случае цилиндрическое, на одном конце его находится ротовое отверстие, окруженное различным числом щупалец, а на другом - подошва. Полипы обычно ведут сидячий образ жизни или малоподвижны. Полипы большей частью образуют колонии.
Тело медузы имеет вид правильного зонтика или колокола, на нижней, вогнутой стороне которого расположено ротовое отверстие. По краю зонтика и иногда вокруг рта имеются щупальца или лопасти. Медузы ведут, как правило, подвижный образ жизни и не образуют колоний.
Разные виды кишечнополостных либо существуют в виде только одной из этих жизненных форм (медуза или полип), либо на протяжении своего жизненного цикла проходят обе стадии.
Систематика. В типе кишечнополостных выделяют три класса:
Гидроидные (гидры, обели, полиподиум, сифонофоры);
Сцифоидные (медузы аурелии, корнероты, цианеи, морские осы);
Коралловые (черный и красный кораллы, акропоры, фунгии, актинии, альциониумы).
Всего насчитывается 9000 современных видов кишечнополостных.
Размеры тела кишечнополостных варьируют в широких пределах. Одни виды полипов во взрослом состоянии не превышают нескольких миллиметров, тогда как некоторые актинии могут достигать 1 метра в поперечнике. У медуз диаметр зонтика может быть от 2 мм до 2 метров. К тому же щупальца некоторых медуз могут растягиваться до 30 м.
Движение . Полипы малоподвижны. Они могут изгибать тело, сокращаться, двигать щупальцами. Гидры могут «шагать», подобно гусеницам-землемеркам (личинкам бабочек-пядениц). Актинии могут медленно ползти на своей подошве.
Медузы активно передвигаются путем сокращения зонтика. Большую роль играют так же морские течения, переносящие медуз на большие расстояния.
Строение тела. Как уже говорилось, кишечнополостные являются двухслойными животными. Стенка тела их состоит из двух клеточных слоев – эктодермы (наружного) и энтодермы (внутреннего). Между ними находится мезоглея – слой бесструктурного студенистого вещества. Единственная полость в теле кишечнополостных – кишечная, или гастральная .
Эктодерма представлена однослойным плоским, кубическим или цилиндрическим эпителием . Помимо обычных эпителиальных клеток в состав эктодермы входят эпителиально-мускульные клетки, основание которых вытянуто в продольном направлении сократимое (мышечное) волокно. У некоторых кораллов мышечные волокна обособляются от эпителия и залегают под ним либо погружаются в слой мезоглеи, образуя самостоятельную мышечную систему. Между эпителиальными клетками имеются интерстициальные клетки, дающие начало различным клеточным элементам эктодермы. Характерной чертой кишечнополостных является наличие в эктодерме щупалец так называемых стрекательных клеток . Каждая такая клетка содержит капсулу, в которую впячена спирально свернутый длинный полый отросток – стрекательную нить. Снаружи клетки имеется чувствительный волосок, при раздражении которого стрекательная нить резко выворачивается, распрямляется и вонзается в тело добычи или врага. При этом из капсулы изливается ядовитый секрет, вызывающий паралич мелких животных, а также чувство жжения у крупных.
Энтодерма . Эпителий, выстилающий гастральную полость, состоит из жгутиковых клеток. Часть этих клеток носит характер эпителиально-мускульных , однако мускульные отростки располагаются в поперечном направлении, образуя в совокупности, слои кольцевых волокон. Клетки эктодермального эпителия способны образовывать псевдоподии, с помощью которых захватывают пищевые частицы. Имеются также и железистые клетки.
Мезоглея. У полипов мезоглея развита слабо (за исключением кораллов), а у медуз этот слой достигает значительной толщины. В мезоглее содержится некоторое количество эктодермальных клеток, принимающих участие в образовании скелета.
Скелетные образования. Скелет имеют только полипы. У гидроидных полипов тело покрыто тонкой хитиновой текой – плотной оболочкой, которая выполняет защитную функцию. У большинства видов кораллов скелет известковый, иногда – роговой. Развитие скелета может варьировать от отдельных спикул, разбросанных в мезоглее, до мощных камнеподобных образований разных размеров и формы (у мадрепоровых кораллов). Эти скелеты – производное эктодермы.
Образование скелета у кораллов в большой мере обусловлено присутствием в теле полипов симбиотических водорослей . Рассмотрим химические реакции, которые протекают при образовании известкового скелета. Исходные вещества – ионы кальция и двуокись углерода – содержатся в морской воде в достаточном количестве.
Углекислый газ, растворяясь в воде, образует очень нестойкую угольную кислоту:
Н 2 О + СО 2 ↔ Н 2 СО 3 , которая тут же диссоциирует на ионы:
Н 2 СО 3 ↔ Н + + НСО 3 - .
При взаимодействии ионов Са и НСО 3 образуется гидрокарбонат кальция:
Са ++ + 2 НСО 3 - ↔ Са (НСО 3) 2 . Это вещество растворимо в воде, но и оно не прочно и легко превращается в нерастворимый карбонат кальция:
Са (НСО 3) 2 ↔ Са СО 3 ↓ + Н 2 О + СО 2.
При избытке СО 2 эта реакция сдвигается влево и образуется растворимый гидрокарбонат. При уменьшении концентрации СО 2 реакция сдвигается вправо и выпадает осадок извести.
Водоросли, живущие в теле полипов, постоянно изымают из тканей кишечнополостных углекислый газ для процесса фотосинтеза, постоянно создавая пониженную концентрацию СО 2 . Такие условия благоприятствуют образованию нерастворимого карбоната кальция и постройке полипами мощного скелета.
Пищеварительная система и питание. Пищеварительная система представлена гастральной полостью. Большинство кишечнополостных – хищники. Добычу, убитую или оглушенную стрекательными клетками, они подносят щупальцами к ротовому отверстию и заглатывают.
У гидроидных полипов гастральная полость имеет вид простого мешка, который сообщается с окружающей средой ротовым отверстием. Различные мелкие животные, попадающие в гастральную полость, чаще всего поглощаются клетками энтодермы (внутриклеточное пищеварение ). Более крупная добыча может быть переварена ферментами, выделяемыми железистыми клетками. Непереваренные остатки выбрасываются через ротовое отверстие.
У коралловых полипов гастральная полость разделена в продольном направлении септами, что увеличивает площадь энтодермы. Кроме того, внутрь пищеварительной полости у кораллов вдается эктодермальная глотка.
Как уже говорилось, рифообразующие кораллы вступают в симбиотические отношения с определенным видом одноклеточных водорослей, которые поселяются в энтодермальном слое. Эти растения, получая от полипа углекислый газ и продукты обмена, снабжают его кислородом и рядом органических веществ. Сами водоросли полипами не перевариваются. В нормальных условиях такой симбиоз дает возможность полипам длительное время обходиться без поступления органических веществ из окружающей среды.
У медуз гастральная полость образована в общем случае желудком, расположенным в центральной части зонтика, отходящими от желудка радиальными каналами и кольцевым каналом, идущим по краю зонтика. Радиальных каналов у гидромедуз чаще всего 4, а у сцифомедуз – 16. Весь комплекс каналов образует так называемую гастроваскулярную систему .
Нервная система . У полипов нервная система диффузного типа . Отдельные нервные клетки, расположенные у основания эпителия эктодермы и энтодермы, соединены своими отростками в нервную сеть. Ротовое отверстие и подошва полипов окружено более густой нервной сетью.
У медуз нервная система более концентрирована, чем у полипов, что связано с подвижным образом жизни.
У гидроидных медуз скопления нервных клеток находится по краю зонтика. Сами клетки и их отростки формируют двойное нервное кольцо. Наружное кольцо выполняет чувствительные функции, а внутреннее кольцо – двигательные.
У сцифоидных медуз нервное кольцо выражено слабее, но у основания ропалий (краевых чувствительных телец) имеются скопления нервных клеток, которые можно назвать ганглиями.
Органы чувств . В связи с малоподвижным образом жизни у полипов специальных органов чувств нет . Имеются лишь отдельные чувствительные (осязательные) клетки, которые расположены большей частью около ротового отверстия.
У медуз так же имеются чувствительные клетки, однако имеются и специальные органы чувств – зрения, равновесия и обоняния.
По краю зонтика располагаются органы зрения - глаза , различные по строению. У гидроидных медуз глазки лежат поодиночке, а у сцифоидных медуз глаза находятся на ропалиях – чувствительных краевых тельцах. Причем один ропалий может нести сразу несколько глаз различной степени сложности.
В связи с подвижным образом жизни у медуз появились органы равновесия – статоцисты. Они представляют собой пузырек, выстланный изнутри чувствительными клетками. Внутри пузырька находится известковое тельце – статолит. В зависимости от положения медузы в пространстве статолит раздражает определенный участок стенки пузырька. Имеются и другие типы строения статоцистов. Помимо этого, статоцисты способны улавливать и вибрации воды, так что их можно назвать и органами слуха. У гидроидных медуз органы равновесия располагаются по краю зонтика в количестве 4-80 у разных видов.
У сцифоидных медуз имеются также и обонятельные ямки – органы химического чувства.
У сцифоидных все органы чувств располагаются на 8 ропалиях – видоизмененных щупальцах.
Дыхание. Газообмен у кишечнополостных происходит путем диффузии кислорода и углекислого газа. У крупных видов (кораллов) на глотке имеются сифоноглифы, выстланные мерцательным эпителием. Клетки, снабженные ресничками, постоянно осуществляют поступление свежей воды в кишечную полость животного. Многие полипы, как уже говорилось, перешли к симбиозу с водорослями, снабжающими кишечнополостных кислородом и освобождающими от углекислого газа.
Половые органы. У полипов специальные половые органы отсутствуют. Половые клетки закладываются либо в эктодерме, либо в энтодерме. В первом случае гаметы выходят через разрыв эктодермы, во втором – сначала попадают в гастральную полость, а затем – через рот наружу. Среди полипов есть гермафродиты (гидры), так и раздельнополые (кораллы).
У медуз , которые почти всегда раздельнополы, имеются половые железы.
У гидромедуз они формируются в эктодерме нижней стороны зонтика под радиальными каналами, реже – на ротовом хоботке. Число гонад соответствует числу радиальных каналов. Гаметы выходят через разрывы желез.
У сцифоидных медуз гонады энтодермального происхождения. Они формируются в карманах желудка. Гаметы сначала попадают в гастральную полость, а затем – в окружающую среду.
Размножение. Кишечнополостные размножаются как бесполым, так и половым путем.
Бесполое размножение чаще всего протекает путем почкования . Этот путь характерен для полипов, а у медуз встречается редко. У одиночных полипов на теле появляется почка, которая постепенно формирует щупальца и ротовое отверстие и затем отрывается от материнского организма. У колониальных гидроидов и кораллов дочерняя особь не отрывается от материнской, что и приводит к образованию колоний.
Колониальные гидроидные полипы не способны к половому размножению, поэтому они отпочковывают и половые особи – медуз. Медузы формируются либо на оси колонии, либо на специальных выростах – бластостилях.
Другой способ бесполого размножения – стробиляция , когда полип на определенной стадии начинает перешнуровываться в поперечном направлении несколько раз и из каждой части формируется маленькая медузка. На образование медузок расходуется практически все тело полипа. Этот способ характерен для сцифоидных медуз.
Таким образом, происходит смена полипоидного бесполого и медузоидного полового поколений. При этом у гидроидов преобладает полипоидное поколение, у сцифоидных – медузоидное. У кораллов медузоидное поколение отсутствует.
У ряда гидроидов медузы не отрываются от колонии, а у некоторых медуза редуцируется до состояния «полового мешка» - споросарка.
Очень интересны сифонофоры , представляющие собой огромную колонию, состоящую из организмов различного строения. Каждая колония имеет пневматофор – пузырь с воздухом, поддерживающий сифонофор на поверхности воды.
Половое размножение характерно для всех медуз, всех кораллов и некоторых гидроидных полипов. В половом процессе участвуют гаплоидные клетки – гаметы, которые копулируют либо в окружающей среде, либо в организме кишечнополостного. Яйцо претерпевает полное равномерное дробление. Гаструляция бластулы чаще всего происходит путем иммиграции, реже – инвагинации. В дальнейшем формируется двухслойная личинка – планула, покрытая ресничками и ведущая подвижный образ жизни. Для таких малоподвижных животных, как кораллы (не имеющих медузоидного поколения), планула – единственная расселительная стадия. Из планулы всегда формируется полип, отпочковывающий от себя в дальнейшем либо только полипов (кораллы), либо полипов и медуз (гидроидные), либо только медуз (сцифоидные). Таким образом, развитие подавляющего большинства кишечнополостных идет с метаморфозом. Иногда из яйца сразу формируется полип (например, у гидры).
Регенерация. Кишечнополостные обладают высокой способностью к регенерации. Опыты по изучению этого явления у гидры были поставлены еще в 1740 году Трамбле. Оказалось, что животное может регенерировать из 1/200 части.
Происхождение. Вероятнее всего предками кишечнополостных были свободноплавающие организмы типа паренхимеллы , которую описал И.И. Мечников. Эти гипотетические организмы были лишены скелета и поэтому не могли сохраниться в ископаемом состоянии.
Древнейшие находки кишечнополостных – скелеты кораллов – относятся к кембрийскому периоду (около 600 млн. лет назад). При этом сохранились не только отдельные отпечатки, но и целые окаменевшие рифы. Известны также немногочисленные отпечатки медуз и гидроидов. Всего известно более 20000 видов ископаемых кишечнополостных.
Значение . В природе кишечнополостные, являясь хищниками и в то же время пищей для других животных, участвуют в сложных пищевых цепях морских биоценозов. Кораллы имеют большое геохимическое значение, образуя мощные слои известковых пород. Все время своего существования кораллы принимают участие в образовании островов. Рифы являются уникальными биоценозами, где обитает огромное число видов животных.
Практическая значимость современных кишечнополостных животных невелика.
Кораллы (особенно красный и черный) используются в качестве украшений. Их добывают в большом количестве в основном кустарным способом. На крупных рифах сбор кораллов запрещен.
Некоторые медузы представляют серьезную опасность для человека. В наших морях к таким относится небольшая дальневосточная медуза-крестовичок, обитающая зарослях морских растений и крупный черноморский корнерот, часто встречающийся у побережья. Яд крестовичка иногда оказывается смертельным. Самая опасная медуза - морская оса – обитает у побережья Австралии. Прикосновение к этому животному вызывает сильнейшую боль и шок. Многие люди гибли при встрече с ней.
В Китае и некоторых других странах в пищу употребляют специально приготовленных медуз-ропилем. Там существует специальный промысел.
Медузы - животные, которые у всех ассоциируются с чем-то бесформенным и бесконечно примитивным, однако их образ жизни и физиология не так просты, как это кажется на первый взгляд. Под словом «медуза» обычно подразумевают животных из класса Сцифоидных и представителей отряда Трахилид из класса Гидроидных типа Кишечнополостных. В то же время в научной среде это слово имеет более широкое толкование - зоологи обозначают этим термином любые подвижные формы кишечнополостных животных. Таким образом медузы находятся в тесном родстве с подвижными видами кишечнополостных (сифонофорами, морскими корабликами) и сидячими - кораллами, актиниями, гидрами. В общей сложности в мире насчитывается свыше 200 видов медуз.
Из-за своей примитивности медузам свойственно единообразие физиологии и внутреннего строения, но вместе с тем они отличаются поразительным разнообразием окрасок и внешнего вида, неожиданным для столь простых животных. Одним из главных отличительных признаков медуз является радиальная симметрия. Такой тип симметрии свойственен некоторым морским животным, но в целом встречается в мире животных не так уж и часто. Из-за радиальной симметрии число парных органов в теле медуз всегда кратно 4.
Медузы настолько примитивны, что в их теле нет каких-либо дифференцированных органов, а ткани организма состоят всего из двух слоев: наружного (эктодермы) и внутреннего (энтодермы), соединенных клейким веществом - мезоглеей. Впрочем клетки этих слоев специализируются на выполнении разных функций. Например клетки эктодермы выполняют покровную функцию (аналог кожи), двигательную (аналог мышц), здесь же располагаются особые чувствительные клетки, которые представляют собой зачатки нервной системы и специальные половые клетки, которые образуют органы размножения у взрослых медуз. А вот клетки энтодермы занимаются только перевариванием пищи, для этого они выделяют ферменты, которые переваривают добычу.
Тело медуз имеет форму зонтика, диска или купола. Верхняя часть тела (ее можно назвать наружной) гладкая и в большей или меньшей степени выпуклая, а нижняя (ее условно можно назвать внутренней) формой напоминает мешок. Внутренняя полость этого мешка является одновременно двигателем и желудком. Посередине нижней части купола у медуз расположен рот. Его строение сильно отличается у разных видов: у одних медуз рот имеет форму вытянутого хоботка или трубочки, иногда очень длинной, у других по бокам рта расположены короткие и широкие ротовые лопасти, у третьих вместо лопастей имеются короткие булавовидные ротовые щупальца.
По краям зонтика располагаются ловчие щупальца, у одних видов они могут быть относительно короткими и густыми, у других - тонкими, длинными, нитевидными. Число щупалец может варьировать от четырех до нескольких сотен.
У некоторых видов медуз эти щупальца видоизменены и превратились в органы равновесия. Такие органы имеют вид трубочки-стебелька, на конце которой располагается мешочек или пузырек с известковым камешком - статолитом. Когда медуза меняет направление движения статолит сдвигается и затрагивает чувствительные волоски, от которых сигнал передается нервной системе. Нервная система у медуз чрезвычайно примитивная, у этих животных нет ни мозга, ни органов чувств, но есть группы светочувствительных клеток - глазки, поэтому медузы различают свет и темноту, но объекты они, конечно же, видеть не могут.
Впрочем существует одна группа медуз, полностью опровергающая привычные представления об этих животных - это ставромедузы. Дело в том, что ставромедузы вообще не двигаются - это редкий образец сидячих животных. Сидячие медузы радикально отличаются по своему строению от свободноплавающих видов, с первого взгляда родство между этими группами медуз кажется невероятным.
Тело ставромедуз напоминают чашу на длинной ножке. Этой ножкой медуза прикрепляется к грунту или водорослям. Посредине чаши располагается рот, а края чаши вытянуты в восемь так называемых рук. На конце каждой «руки» располагается пучок коротких щупалец, похожий на одуванчик.
Несмотря на то, что ставромедузы ведут сидячий образ жизни в случае необходимости они могут передвигаться. Для этого медуза изгибает свою ножку таким образом, что ее чашечка склоняется к грунту, а затем становится на «руки», словно выполняя стойку на голове, после этого ножка отрывается и передвигается на несколько сантиметров, встав на ножку медуза распрямляется. Такие движения осуществляются очень медленно, за сутки медуза совершает несколько шагов.
Размеры медуз колеблются от 1 см до 2 м в диаметре, а длина щупалец может достигать 35 м! Вес таких гигантов может доходить до тонны!
Поскольку ткани медуз слабодифференцированы, их клетки не имеют окраски. У большинства медуз тело прозрачное или с бледным молочным, голубоватым, желтоватым оттенком. Эта особенность нашла отражение в английском названии медуз - «желейные рыбы». Действительно, лишенное скелета, мягкое, насыщенное влагой (содержание воды в теле медуз 98%!), бледное тело медуз напоминает желе.
Впрочем, не все медузы такие невзрачные. Среди них встречаются по-настоящему красивые виды, раскрашенные в яркие цвета - красный, розовый, фиолетовый, желтый. Только зеленых медуз не бывает. У некоторых видов окраска имеет вид рисунка в виде мелкого крапа или полос.
Но и это еще не все. Некоторые виды медуз (пелагия ночесветка, экворея, раткея и другие) способны светится в темноте. Интересно, что у глубоководных медуз излучаемый свет красный, а у тех, что плавают близко к поверхности воды - голубой. Такое явление называется биолюминесценцией и лежит в основе захватывающего природного явления - ночного свечения моря. Свечение возникает в результате распада особого вещества - люциферина, название которого созвучно с именем дьявола, очевидно у первооткрывателей биолюминесценции это явление вызывало священный трепет. Справедливости ради стоит сказать, что свечение воды обеспечивают не только медузы, но и другие морские организмы - мелкие рачки (планктон), водоросли и даже… черви.
Ареал медуз охватывает весь Мировой океан, они встречаются во всех морях, кроме внутренних. Обитают медузы только в соленой воде, изредка могут встречаться в замкнутых лагунах и солоноватых озерах коралловых островов, которые некогда отделились от моря. Единственный пресноводный вид - крошечная медуза краспедакуста, которая была обнаружена случайно в бассейне… Лондонского ботанического общества. В бассейн медузы попали вместе с водными растениями, привезенными с Амазонки. Среди медуз не встретишь пандемических видов, то есть таких, которые встречаются повсеместно, обычно каждый вид медуз занимает ареал, ограниченный каким либо одним морем, океаном или заливом. Среди медуз встречаются теплолюбивые и холодноводные; виды, предпочитающие держатся у поверхности и глубоководные. Глубоководные медузы практически никогда не подымаются на поверхность, они всю жизнь плавают в глубинах в кромешной темноте. Те медузы, которые живут у поверхности моря совершают вертикальные миграции - днем они погружаются на большую глубину, а ночью подымаются к поверхности. Связаны такие миграции с поиском корма. Также медузы могут совершать миграции в горизонтальном направлении, правда они носят пассивный характер, медузы просто переносятся течением на большие расстояния. Медузы, будучи примитивными животными, никак не контактируют друг с другом, их можно причислить к одиночным животным. Вместе с тем в местах, богатых кормом, на пересечении течений медузы могут образовывать большие скопления. Иногда численность медуз возрастает настолько, что они буквально заполняют собой водное пространство.
Передвигаются медузы довольно медленно, в значительной мере пользуясь вспомогательной силой течений. Движения обеспечиваются тонкими мышечными волокнами в зонтике: сокращаясь, они словно складывают купол медузы, при этом вода, содержащаяся во внутренней полости (желудке) с силой выталкивается наружу. Таким образом возникает реактивная струя, которая толкает тело медузы вперед. Соответственно, двигаются медузы всегда в сторону, противоположную рту, но плавать они могут в разных направлениях - по горизонтали, вверх и вниз (как бы вверх тормашками). Направление движения и свое положение в пространстве медузы определяют с помощью органов равновесия. Интересно, что если медузе отрезать пузырьки со статолитами, ее зонтик реже сокращается. Впрочем, в роли инвалида медузе суждено прожить недолго - у этих животных отличная регенерация тканей. Из-за примитивности строения все клетки в теле медуз взаимозаменяемы, поэтому они быстро заживляют любые раны. Даже если медузу разрезать на части или отделить «голову» от нижней части тела, она восстановит недостающие части и образует две новых особи! Характерно, что восстановление головного конца происходит быстрее, чем концевой части. Еще удивительнее то, что если такую операцию провести на разных стадиях развития медузы, то каждый раз будут образовываться особи соответствующего возраста - из взрослой медузы сформируются взрослые, из личиночной стадии образуются только личинки, которые продолжат свое развитие как самостоятельные организмы. Таким образом ткани одного из самых примитивных животных обладают так называемой клеточной памятью и «знают» свой возраст.
Все медузы являются хищниками, поскольку питаются исключительно животной пищей. Однако добычей большинства медуз являются крошечные организмы - мелкие рачки, мальки рыб, свободноплавающая рыбья икра и просто мелкие съедобные кусочки чужой добычи. Самые крупные виды медуз могут охотится на небольших рыб и… более мелких медуз. Впрочем охота медуз выглядит своеобразно. Поскольку медузы практически слепы и не имеют других органов чувств, они не способны обнаружить и преследовать добычу. Свою пищу они находят пассивным способом, просто улавливают щупальцами съедобную мелочь, которую приносит течением. Медузы улавливают прикосновение с помощью ловчих щупалец и ими же убивают жертву. Как примитивным беспомощным «желе» такое удается? У медуз есть мощное оружие - стрекательные или крапивные клетки в щупальцах. Эти клетки могут быть разных типов: пенетранты - клетки имеют вид остроконечных нитей, которые впиваются в тело жертвы и впрыскивают в нее парализующее вещество; глютинанты - нити с клейким секретом, которые «приклеивают» жертву к щупальцам; вольвенты - длинные липкие нити, в которых жертва просто запутывается. Парализованную жертву щупальца подталкивают ко рту, непереваренные остатки пищи также выводятся через рот. Ядовитый секрет медуз настолько мощный, что действует не только на мелкую добычу, но и на животных гораздо крупнее самих медуз. Глубоководные медузы приманивают добычу с помощью яркого свечения.
Размножение медуз не менее интересно, чем остальные процессы жизнедеятельности. У медуз возможно половое и бесполое (вегетативное) размножение. Половое размножение включает в себя несколько стадий. Половые клетки созревают в половых железах медуз вне зависимости от сезона, но у видов из умеренных вод размножение все таки приурочено к теплому периоду года. Медузы раздельнополы, самцы и самки внешне ничем не отличаются друг от друга. Яйцеклетки и сперматозоиды выводятся в воду… через рот, во внешней среде происходит оплодотворение, после которого начинает развиваться личинка. Такая личинка называется планула, она не способна питаться и размножаться. Короткое время планула плавает в воде, а затем оседает на дно и прикрепляется к субстрату. На дне из планулы формируется полип, способный размножаться бесполым способом - почкованием. Характерно, что дочерние организмы формируются в верхней части полипа, словно наслаиваясь друг на друга. В конечном итоге такой полип напоминает стопку тарелок, сложенных друг на друга, самые верхние особи постепенно отделяются от полипа и уплывают. Свободноплавающие особи гидроидных медуз фактически являются молодыми медузами, которые постепенно растут и созревают, у сцифоидных медуз такая особь называется эфирой, поскольку резко отличается от взрослой медузы. Спустя некоторое время эфира превращается во взрослую особь. А вот у медузы пелагии и нескольких видов трахилид стадия полипа отсутствует вовсе, у них подвижные особи образуются прямо из планулы. Еще дальше ушли медузы бугенвиллия и кампанулярия, у которых полипы образуются прямо в половых железах взрослых особей, получается, что медуза порождает крохотных медуз безо всяких промежуточных стадий. Таким образом в жизни медуз происходит сложное чередование поколений и способов размножения, а из каждой яйцеклетки образуется сразу несколько особей. Коэффициент размножения медуз весьма высок и они быстро восстанавливают свою численность даже после природных катастроф. Продолжительность жизни медуз невелика - большинство видов живут несколько месяцев, самые крупные виды медуз могут прожить 2-3 года.
Людям медузы были известны с давних времен, однако из-за ничтожной хозяйственной ценности они долгое время не привлекали к себе внимания. Само слово медуза происходит от имени древнегреческой богини Горгоны Медузы, волосы которой по преданию были пучком змей. Очевидно шевелящиеся щупальца медуз и их ядовитость напоминали грекам эту злобную богиню. Однако на медуз практически не обращали внимания. Исключение составляли страны Дальнего Востока, жители которых любили экзотическую пищу. Например, китайцы употребляют в пищу ушастых медуз и съедобных ропилем. С одной стороны пищевая ценность медуз ничтожна, так как их тело в основном состоит из воды, с другой стороны многочисленность и доступность медуз наводили на мысль извлечь из них хоть какую-то пользу. Для этого китайцы сначала вырезают у медуз ядовитые щупальца, а затем солят их с квасцами и высушивают. Сушеные медузы напоминают консистенцией крепкий студень, их нарезают полосками и используют в салатах, а также варят, жарят с добавлением перца, корицы и мускатного ореха. Несмотря на такие ухищрения медузы практически безвкусны, поэтому их использование в кулинарии ограничивается национальными кухнями Китая и Японии.
В природе медузы приносят некоторую пользу, очищая морские воды от мелкого органического мусора. Иногда медузы настолько сильно размножаются, что забивают своей массой отстойники воды в опреснителях, загрязняют пляжи. Однако упрекать медуз в этом вредительстве не стоит, поскольку виновниками таких вспышек являются сами люди. Дело в том, что выбросы органических веществ и биологический мусор, которым наполнены океаны, являются пищей медуз и провоцируют их размножение. Этому процессу способствует и дефицит пресной воды, так как с повышением солености моря медузы лучше размножаются. Поскольку медузы хорошо размножаются среди них нет видов в угрожающем состоянии.
В естественных условиях медузы не представляют для человека ни особой пользы, ни вреда. Однако яд некоторых видов может быть опасным. Ядовитые медузы можно разделить условно на две группы: у одних видов яд оказывает раздражающее действие и может вызвать аллергию, у других яд действует на нервную систему и может привести к серьезному нарушению в работе сердца, мышц и даже к смерти. Например, медуза «морская оса», обитающая в водах Австралии стала причиной смерти нескольких десятков человек. Прикосновение к этой медузе вызывает сильный ожог, спустя несколько минут начинаются судороги и многие люди погибают не успев доплыть до берега. Однако у морской осы есть еще более страшный конкурент - медуза ируканджи, обитающая в Тихом океане. Опасность этой медузы заключается в том, что она очень маленькая (12 см в диаметре) и жалит почти безболезненно, поэтому ее укус пловцы часто игнорируют. В то же время яд этой крохи действует очень быстро. Несмотря на это опасность медуз в целом сильно преувеличивают. Для того, чтобы обезопасить себя от неприятных последствий достаточно знать несколько правил:
- не прикасаться к неизвестным видам медуз - это касается не только живых медуз, плавающих в море, но и мертвых, выброшенных на берег, потому что стрекательные клетки могут действовать еще некоторое время после смерти медузы;
- в случае ожога немедленно выйти из воды;
- промыть место укуса большим количеством воды до прекращения жжения;
- в случае, если неприятные ощущения не прошли, промыть место укуса раствором уксуса и немедленно вызвать скорую помощь (обычно в таких случаях делают инъекции адреналина).
Обычно пострадавший от ожога медузы выздоравливает через 4-5 дней, однако следует учесть одну особенность: яд медуз может действовать как аллерген, поэтому при повторной встрече с тем же самым видом медузы второй ожог будет гораздо более опасным, чем первый. В таком случае реакция организма на яд развивается быстрее и мощнее и угроза жизни возрастает многократно. Тем не менее смертность от встречи с медузами незначительна и уступает несчастным случаям с другими видами животных.
Класс Сцифоидные – объединяет медуз, населяющих моря и океаны (живут только в соленой воде), которые способны свободно передвигаться среди водных просторов (исключение сидячая медуза, ведет малоподвижный способ жизни).
Общая характеристика
Сцифоидные медузы обитают повсеместно, они приспособились к жизни в холодных и в тёплых водах. Насчитывается около 200 видов. С течением переносятся на значительные расстояния, но могут перемещаться и самостоятельно. Так, при помощи активных сокращений купола и выброса из него воды, медуза может развивать большую скорость. Такой способ движения назвали реактивным.
Медуза имеет форму зонтика или продольно вытянутого купола. Встречаются довольно крупные виды. Отдельные представители класса сцифоидные в диаметре достигают 2м (Cyanea arctica). От краев колокола отходит множество щупалец, которые могут вырастать до 15м в длину. На них расположены стрекательные клетки, которые содержат ядовитые вещества, необходимые для защиты и охоты.
Особенности строения
Посреди внутренней вогнутой части зонтика расположен рот, углы которого переходят в ротовые лопасти (необходимые для захвата пищи). У корнеротых они срастаются между собой и образуют фильтрующий аппарат, для поглощения мелкого планктона.
Сцифоидные наделены желудком с 4 карманоподобными выступами, и системой радиальных канальцев, при помощи которых питательные вещества из кишечной полости распространяются по всему организму. Непереваренные частицы пищи направляются обратно в желудок и выводятся через ротовое отверстие.
Тело медуз состоит из двух слоев эпителиальных клеток: эктодермы и энтодермы, между ними располагается мезоглея — желеобразная ткань. Она на 98% состоит из воды, поэтому медузы быстро погибают под палящим солнцем. Медузы имеют огромные регенерирующие способности, если разрезать ее на 2 части, из каждой вырастет полноценная особь.
Так как сцифоидные медузы перешли к активному способу жизни, их нервная система стала более развита. На краях зонтика расположены скопления нервных клеток, рядом так же находятся органы чувств, которые воспринимают световые раздражители, помогают сохранять равновесие.
Жизненный цикл и размножение
Сцифоидные в своем жизненном цикле проходят через две фазы: половую (медузы) и бесполую (полип).
Все представители – раздельнополые организмы. Половые клетки походят из энтодермы и созревают в карманах желудочной полости.
Гаметы выходят через ротовое отверстие и оказываются в воде. В процессе слияния половых клеток и дальнейшего созревания, из яйца выходит личинка медузы – планула. Она опускается на глубину, крепится к дну и переходит в бесполую фазу.
Одиночный полип (сцифостома) ведет донный способ жизни и через боковое почкование начинает размножение. Спустя определенное время сцифистома превращается в стробилу, тогда щупальца начинают укорачиваться, а на теле образуются поперечные перетяжки. Так начинается деление под названием стробиляция. Таким образом, стробила дает жизнь молодым организмам – эфирам. Эфиры затем преобразуются во взрослых особей.
Образ жизни
Сцифоидные медузы не живут в стаях, не передают друг другу сигналов, даже находясь на близком расстоянии. Продолжительность жизни около 2-3 лет, иногда бывает, что медуза живет только пару месяцев. Также их часто поедают рыбы и черепахи.
Все медузы – хищные животные. Употребляют планктон и небольшие рыбы, которых обездвиживают ядовитыми клетками. Стрекательные клетки выбрасывают яд не только во время охоты, но и на все проплывающие мимо организмы. Потому медузы опасны для людей, находящихся в воде. Если случайно зацепить щупальца медузы, она обожжет кожу своим ядом.
Самые распространённые представители класса сцифоидные медузы это аурелия, цианея, населяющая арктические моря, корнерот, который лишен щупалец и обитает в водах Черного моря.
Значение в природе и жизни человека
Сцифоидные медузы входят в цепь питания мирового океана.
В китайской и японской кухне часто встречаются блюда с ропилемой или аурелией. Мясо медуз считается деликатесом.
Корнерот – крупнейшая медуза черного моря с диаметров купола около 40см. Таким образом, она служит укрытием для мальков рыб и защищает от хищников и неблагоприятных условий среды. Иногда, когда мальки подрастают, они начинают откусывать небольшие кусочки от медузы, а могут вовсе ее съесть.
Сцифоидные медузы фильтруют воду, очищая ее от загрязнений.
Для человека опасный яд медуз, который вызывает ожоги кожи, иногда провоцирует болевой шок и человек, находясь на глубине, самостоятельно уже не может всплыть. Небезопасно прикасаться к медузе даже в мертвом виде. При касании развивается аллергическая реакция, нарушение работы нервной и сердечно-сосудистой системы, возникают судорожные приступы.
Медузы, за исключением некоторых отклонений в организации пищеварительной системы, построены по той же схеме, что и полипы, но часто сильно сплющены в плоскости, перпендикулярной к главной оси тела ( рис. 96).
Медуза имеет вид колокола или зонтика; наружная выпуклая сторона называется эксумбреллой, внутренняя вогнутая - субумбреллой ( рис. 97). Посредине последней выдается более или менее длинный ротовой стебелек со ртом на свободном конце. Рот ведет в пищеварительную, или гастральную, полость, состоящую из центрального желудка и расходящихся от него к краям зонтика радиальных каналов в числе, равном или кратном четырем, и соединенных в толще мезоглеи сплошной энтодермальной пластинкой. На краю зонтика все радиальные каналы сообщаются между собой посредством кольцевого канала. Желудок и каналы в совокупности образуют гастроваскулярную (т.е. кишечнососудистую) систему.
По свободному краю зонтика прикреплена тонкая кольцевидная мускулистая перепонка, суживающая вход в полость колокола. Она называется парусом и является характерной особенностью гидроидных медуз, отличающей их от медуз, принадлежащих к Scyphozoa . Парус играет важную роль при движении медуз. На краю зонтика расположены щупальца. Они, подобно радиальным каналам, имеются в определенном числе, чаще всего кратном четырем. Вследствие правильного расположения радиальных каналов и щупалец лучистая симметрия медуз ярко выражена.
Тело медуз характеризуется сильным развитием мезоглеи, которая очень утолщается и содержит большое количество воды, приобретая студенистый желеобразный вид. Благодаря этому все тело медуз почти стекловидно и прозрачно. Прозрачность, свойственная очень многим планктонным животным, рассматривается как особый род покровительственной окраски, укрывающей животное от врагов.
Нервная система медуз устроена значительно сложнее, чем у полипов. У медуз кроме общего подкожного нервного сплетения по краю зонтика наблюдаются скопления ганглиозных клеток, которые вместе с отростками образуют сплошное нервное кольцо. От него иннервируются мышечные волокна паруса, а также особые органы чувств, расположенные по краю зонтика. У одних гидроидных медуз эти органы имеют вид глазков, у других - так называемых статоцистов, или органов равновесия ( рис. 97 , рис. 98).
Глаза медуз в наиболее примитивном виде устроены по типу простых глазных пятен. У основания некоторых щупалец имеется небольшой участок эктодермального эпителия, состоящий из клеток двух родов. Одни из них высокие - чувствительные, или ретинальные, клетки; другие содержат многочисленные бурые или черные зерна пигмента и чередуются с чувствительными клетками, совокупность которых отвечает сетчатке глаза высших животных. Присутствие пигмента вообще характерно для органов зрения во всем животном царстве.
Более сложно устроены глазные ямки, где пигментированный участок эпителия лежит на дне небольшого впячивания покрова. Подобный уход глаза с поверхности тела вглубь предохраняет его от различных чисто механических раздражений, например трения о воду, прикосновения посторонних предметов и т.п. Кроме того, впячивание глаза ведет к увеличению поверхности светочувствительного слоя и количества ретинальных клеток. Наконец, у некоторых медуз полость глазной ямки заполняется прозрачным выделением эктодермы, получающим вид лучепреломляющей линзы. Таким путем возникает хрусталик, концентрирующий световые лучи на сетчатке глаза.
Органы равновесия могут быть устроены различно: в виде чувствительных щупалец, но чаще всего в виде глубоких эпителиальных ямок, которые могут отшнуровываться от поверхности тела и превращаться в замкнутые пузырьки, или статоцисты ( рис. 98). Пузырек выстлан чувствительным эктодермальным эпителием и заполнен жидкостью. Одна из клеток пузырька впячивается внутрь него в виде вздутой на конце булавы, внутри которой выделяется одна или несколько конкреций углекислой извести. Это статолиты, или слуховые камешки, и они столь же характерны для органов чувства равновесия, как пигмент для органов зрения. Чувствительные клетки пузырька снабжены каждая длинным чувствительным волоском, направленным к находящейся в центре его булаве. Строение волоска сходно со строением книдоциля стрекательных клеток . По функции статоцисты медуз более или менее отвечают функции полукружных каналов уха человека. Волоски чувствительных клеток в статоцистах медуз построены по одному типу с чувствительными волосками рецепторных органов более высоко организованных животных вплоть до позвоночных.
Статоцисты медуз считают не только органами равновесия, но и приспособлениями, стимулирующими сократительные движения краев зонтика: если вырезать у медузы все статоцисты, то она перестанет двигаться.
Медузы плавают в толще воды, частью переносимые морскими течениями, частью двигаясь активно при помощи действия мышечных волокон, имеющихся по краю зонтика и в парусе. Одновременным сокращением зонтика и паруса и их последующим расслаблением вода, которая находится в вогнутости зонтика, то выталкивается из него, то пассивно вновь его заполняет. При выталкивании воды животное получает обратный толчок и двигается выпуклой стороной зонтика вперед. Вследствие чередования сокращений и расслаблений зонтика и паруса движение медуз состоит из ряда прерывистых толчков.
Медузы - хищницы. Своими щупальцами они захватывают и убивают различных мелких животных, проглатывают их и переваривают в гастральной полости.
Нервная система медуз устроена значительно сложнее, чем у полипов. У медуз кроме общего подкожного нервного сплетения по краю зонтика наблюдается скопление ганглиозных клеток, которые вместе с отростками образуют сплошное нервное кольцо. От него иннервируются мышечные волокна паруса, а также особые органы чувств, расположенные по краю зонтика. У одних медуз эти органы имеют вид глазков, а у других – статоцитов, которые являются не только органами равновесия, но и приспособлениями, стимулирующими сократительные движения краев зонтика: если вырезать у медузы все статоциты, то она перестанет двигаться. Простота нервной системы этих животных дает им большое преимущество в жизни – они могут регенерировать как отдельные утраченные части тела, так и все тело из одной десятой его части. Недостаток состоит в том, что у них не структурированная нервная система, которая лишь воспринимает информацию об изменениях в окружающей среде, но не дает возможности быстро и правильно реагировать на эти изменения.
Слайд 3 из презентации «Эволюция Нервной Системы»Размеры: 720 х 540 пикселей, формат: .jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Скачать всю презентацию «Эволюция Нервной Системы.pptx» можно в zip-архиве размером 1126 КБ.
«Нервная система» - Обонятельные доли малы. В связи с наземным существованием нервная система пресмыкающихся еще более усложняется. Кора покрывает весь передний мозг. Нервная система рыб представлена головным и спинным мозгом. Нервная клетка. Совершенствование нервной системы отразилось и на развитии органов чувств. Нервная система земноводных характеризуется более сложным строением.
«Нервная система человека» - От особенностей нервной системы зависит поведение человека. Функции нервной системы: Сформировать представление о строении нервной клетки, об особенностях нервной системы человека. ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА (головной мозг). Заболевания нервной системы: Заболевания нервной системы. В нервной системе выделяют:
«Балтийские медузы» - Больше полувека боеприпасы, начиненные убийственной отравой, лежат на дне Балтики. Смогли бы мы выжить в таком море, если бы были медузами…? Создавая смертельную угрозу. И порядок всем привычный… Можно ли было избежать гибели? В водах Балтийского моря как раз и обитает ушастая медуза. Что осталось после отдыха людей?!
«Вегетативная нервная система» - Изучить состояние здоровья нервной системы учащихся МОУ «СОШ №5». Объект исследования – учащиеся школы №5. Гигиена умственного труда Правильное питание Распорядок дня Противопоказано употребление алкогольных напитков. Выполняет свои функции через две системы, координирующие работу разных органов, - симпатическую и парасимпатическую.
«Высшая нервная деятельность человека» - Именно благодаря психическому компоненту поведение человека так разнообразно и неповторимо. Методы физиологии ВНД. Изучение условий жизни животного может быть хорошим приемом, раскрывающим. Предмет физиологии высшей нервной деятельности. В процессе эволюции в поведении начинают доминировать условные рефлексы.
