Системы кишечнополостных. Классы кишечнополостных
К типу кишечнополостных относятся низшие многоклеточные организмы, тело которых состоит из двух слоев клеток и имеет лучевую симметрию. Для кишечнополостных характерно наличие стрекательных клеток.
Гидра
Известно около 9 000 видов. Наиболее типичным представителем является строение пресноводной гидры .
У пресноводного полипа гидры тело длиной до 1 см имеет вид мешочка, стенки которого состоят из двух слоев клеток: наружного эктодермы и внутреннего - энтодермы . Внутри тела имеется кишечная полость . На одном конце тела располагается рот , окруженный щупальцами. Ими гидра захватывает пищу и направляет в рот.
Другим концом - подошвой - гидра прикрепляется к подводным предметам, ведет постоянно неподвижный образ жизни. Иногда может передвигаться, изгибая тело в ту или иную сторону и перемещая подошву на другой предмет, к которому и прикрепляется. Основную массу эктодермы составляют кожно-мускульные клетки, у основания которых есть сократительные мускульные волоконца. При их сокращении тело гидры сжимается в комочек, одностороннее сокращение приводит к изгибу тела. У основания кожно-мускульных клеток лежат нервные клетки звездчатой формы с длинными отростками (очень примитивная нервная система).
На теле гидры, особенно на щупальцах, расположены стрекательные клетки , имеющие капсулу со стрекательной нитью . Из стрекательной клетки наружу выступает стрекательный волосок , при соприкосновении с которым в тело добычи вонзается стрекательная нить, ее яд убивает животное, которое потом щупальцами гидра заглатывает.
Основная функция энтодермы - переваривание пищи. Часть ее клеток выделяет пищеварительный сок, под влиянием которого в кишечной полости происходит частичное переваривание пищи. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через рот. Энтодермальные клетки выполняют еще и выделительную функцию. Дышит гидра всей поверхностью.
Гидре свойственно как бесполое, так и половое размножение.
Бесполовое размножение называют почкованием . Оно происходит при благоприятных условиях. На стенках тела гидры образуются выпячивания - почки , на концах которых появляются щупальца, а между ними — рог. Маленькие гидры отделяются и живут самостоятельно.
При половом размножении на теле гидр образуются бугорки, в которых у одних особей образуются мелкие подвижные клетки - сперматозоиды , на других - крупные - яйцеклетки .
Созревшие сперматозоиды подплывают к гидре с яйцевой клеткой и проникают внутрь - ядра половых клеток сливаются. Происходит оплодотворение . Яйцеклетка превращается в яйцо , покрывшись плотной оболочкой. Гидра погибает, а яйцо падает на дно водоема и сохраняется там. Весной из него развивается маленькая гидра.
У гидры высоко развита способность восстанавливать утраченные и поврежденные части тела - регенерация.
Полипы и медузы
Среди представителей типа кишечнополостных, живущих в морях, встречаются сидячие формы - полипы и свободноплавающие - медузы . Среди полипов есть одиночные и колониальные формы. К одиночным морским полипам относится актиния . Она при помощи мускульной ноги может медленно передвигаться по дну. Одним из приспособлений передвижения на большие расстояния у актинии является симбиоз - сожительство ее с раком-отшельником: рак-отшельник менее заметен на дне, если на его раковине находится актиния, актиния же получает возможность передвигаться на большие расстояния, что увеличивает для нее возможность получать пищу.
Колониальные коралловые полипы могут быть разнообразны по форме (шаровидные, древовидные), имеют внешний или внутренний скелет из извести или рогоподобных органических веществ различной окраски. Их используют для изготовления ювелирных изделий.
Колониальные мадрепоровые полипы образуют на мелководье густые поселения - коралловые рифы и коралловые острова - атоллы , нередко являющиеся опасным препятствием для судоходства.
Медузы - плавающие хищники. Добычу убивают ядом стрекательных клеток . Их полупрозрачное тело имеет форму колокола или зонтика диаметром от 0,3 до 2 м. Пищеварительная полость у них состоит из центральной части и отходящих от нее каналов .
Нервная система имеет более сложное строение, чем у гидры. Кроме общего нервного скопления вокруг зонтика , имеется скопление нервных клеток, образующих совместно с отростками нервное кольцо .
У медуз есть светочувствительные глазки и органы равновесия . Передвигаются медузы реактивным способом за счет сокращения колокола, выталкивания из-под него воды.
Некоторые медузы (корнерот , крестовичок ) опасны для человека. Другие имеют промысловое значение, например ропилема , которая в Китае и Японии употребляются в пищу.
Кишечнополостных считают первыми настоящими многоклеточными животными. В процессе их индивидуального развития формируются два зародышевых листка - энтодерма и эктодерма. Для сравнения, у личинок губок такие зародышевые листки не образуются. В теле кишечнополостных можно выделить ткани и даже органы.
Кишечнополостные рассматривались раньше и рассматриваются сейчас во многих учебниках в ранге типа . Однако в современной литературе кишечнополостных всё чаще считают не имеющей систематического ранга группой и под этим названием объединяют два типа, чьи представители живут в наше время, — тип Стрекающие и тип Гребневики. Старое представление о кишечнополостных не включало гребневиков. В таком случае Кишечнополостные и Стрекающие - это одно и то же. К стрекающим относят Гидроидных, Сцифоидных, Коралловых полипов и некоторые другие классы. Дающееся ниже описание преимущественно относится к стрекающим.
Все кишечнополостные водные животные, большинство из которых живет в морях и океанах. Малая часть обитает в пресноводных водоемах.
Кишечнополостные - радиально-симметричные животные . Это их отличает от более сложно организованных животных, обладающих билатеральной симметрией. В случае радиальной (или лучевой) симметрии через тело можно провести множество плоскостей, которые разделят его на две симметричные половины. В случае билатеральной симметрии такая плоскость может быть только одна.
Радиальная симметрия животного предполагает, что ему всё-равно с какой стороны к нему подплывает пища. Такая симметрия выгодна при сидячем образе жизни. Образ жизни многих кишечнополостных таковым и является. Однако среди них есть и подвижные радиально-симметричные формы (медузы).
Для кишечнополостных (стрекающих) характерны две жизненные формы - полип и медуза. Полип ведет прикрепленный образ жизни, часто образует колонии, но есть и одиночные формы. Медуза - подвижная жизненная форма, по общей схеме строения напоминает несколько уплощенный полип, который перевернут ротовым отверстием и щупальцами вниз. В жизненном цикле многих кишечнополостных происходит чередование жизненных форм: полипы образуют медузы, которые размножаются половым способом, после чего образуются молодые полипы, которые, встав взрослыми, размножаются почкованием (бесполый способ), а также образуют медузы. Однако ряд видов кишечнополостных представлены только одной жизненной формой.
У кишечнополостных есть окружающие рот щупальца, которые служат им для ловли, захвата и помещения в рот пищи. Все животные данного типа являются хищниками (пищей служат членистоногие, одноклеточные, маленькие рыбы и др.). Также щупальца могут служить органами передвижения.
В процессе эволюции в строении кишечнополостных появился ряд прогрессивных черт по-сравнению с колониальными простейшими и губками. Так у них появилась кишечная полость. Пища частично переваривается именно в ней, а не исключительно в клетках, как у губок. Если у губок каналы и полости просто прокачивали воду, из которой клетками улавливались частицы пищи, то у кишечнополостных полость по-сути превращена в пищеварительную систему.
Кишечная полость имеет только одно ротовое отверстие. Удаление непереваренных остатков пищи происходит через него.
У кишечнополостных два слоя клеток - эктодерма (внешний) и эн т одерма (внутренний). Их же можно считать типами тканей. Хотя разновидностей клеток больше. Между эктодермой и энтодермой находится межклеточная прослойка мезоглея , состоящая из студенистого вещества. У медуз мезоглея развита сильнее.
В эктодерме больше всего кожно-мускульных клеток . Есть стрекательные клетки , которые «выстреливают» при защите или атаке. У кишечнополостных нет мышечной ткани, но клетки эктодермы и энтодермы имеют мускульные отростки , которые располагаются между этими слоями. Их управляемое нервной системой сокращение и расслабление обуславливает согласованное движение частей тела животного и его перемещение в пространстве.
Энтодерму в основном составляют клетки, отвечающие за переваривание пищи, а также секреторные , выделяющие в кишечную полость вещества для внеклеточного пищеварения.
Единство реакций организма на раздражители внешней среды осуществляется благодаря нервной системе. У кишечнополостных уже появляется безусловный рефлекс. Нервная система является диффузной (сетчатой). Ее клетки располагаются по всему телу в основании эктодермы. Но у медуз можно наблюдать нервные узлы, светочувствительные органы и органы равновесия.
Кишечнополостные могут достигать достаточно крупных размеров. Но всё-равно при этому у них нет органов дыхания и выделения. Двухслойность обеспечивает контакт с внешней средой почти всем клеткам, что позволяет им поглощать и выделять прямо в окружающую их воду.
В теле кишечнополостных есть п ромежуточные клетки , способные делиться и превращаться во все другие типы клеток. Этим обусловлена большая способность к регенерации (восстановлению утраченных частей тела) у этих животных.
Биологические процессы в живых организмах
1.
Биология и систематика. Круглые черви
Биологические ритмы человека
2.1 Тест на определение типа работоспособности
Оборудование: таблица самооценки (Приложение 1).
Ответив на вопросы теста, выбирая подходящие ответы на поставленные вопросы и подсчитывая баллы, можно определить тип работоспособности…
4.Общность процессов типа 1/f (процессов типа фликкер-шума) для всех систем
Общим процессом для любых систем существующих в диапазоне частот от 1024 (протон) до 10-17 (Вселенная) Гц является процесс типа 1/f, для которого величина параметра наблюдаемого события обратно пропорциональна частоте события …
Зависимость пространственно-временной структуры открытой системы и её статистических свойств от времени
5.
Роль процессов типа 1/f в экономике
Роль процессов типа 1/f в бизнесе, эконометрике и финансах очень велика, и это объясняет большое количество публикаций. Зависимостью типа 1/f описываются экономические системы и процессы, перечисленные ниже в следующих статьях…
Зависимость пространственно-временной структуры открытой системы и её статистических свойств от времени
Новое математическое описание процессов типа 1/f .
Спектроскопия процессов фликкер-шума (СФШ — спектроскопия процессов типа 1/f)
Динамическая структура нелинейной системы, и рынка в том числе…
Особенности дождевых червей
1. Тип кольчатые черви (Annelida)
Тип кольчатых червей, или кольчецов, охватывает значительное число видов (около 9000) высших червей.
Главные признаки типа Annelida таковы: 1. Тело кольчатых червей слагается из головной лопасти (простомиума)…
Тип кольчатые черви
1. Класс Многощетинковые черви
Тело многощетинковых кольчецов имеет различные придатки: параподии, чувствительные усики, щетинки — они служат для движения и являются органами чувств.
Сильнее развиты придатки на головном отделе…
Тип кольчатые черви
2. Класс Малощетинковые черви
В класс малощетинковых входят кольчатые черви, обладающие основными чертами типа, но с недоразвитыми щупальцами, параподиями и жабрами.
Это связано с приспособлением к жизни в песчаных грунтах водоемов (трубочник) и в почве (дождевые черви)…
Тип плоские черви
Класс Ресничные черви
Большинство ресничных червей — свободноживущие животные, ведущие, как правило, хищный образ жизни. Они поедают многих простейших (инфузорий, корненожек, жгутиконосцев), нематод, мелких ракообразных…
Тип плоские черви
Класс Ленточные черви
Класс включает около 3 тыс.
Двухслойные животные
Плоские черви — трехслойные животные, у них появляется мезодерма, расположенная между эктодермой и энтодермой.
2.2 Класс Ленточные черви
2.3 Плоские черви (Plathelminthes)
К типу плоских червей относятся наиболее низкоорганизованные трёхслойные билатеральные животные, ведущие разнообразный образ жизни.
У плоских червей имеется ряд особенностей в их строении и биологии, развившихся под влиянием условий жизни…
Эволюция выделительной системы беспозвоночных
2.5 Круглые (Первичнополостные) черви (Nemathelminthes)
Этот тип характеризуется либо отсутствием выделительной системы, либо она представлена видоизменёнными кожными железами, либо она протонефридиального типа…
Эволюция выделительной системы беспозвоночных
2.6 Кольчатые черви (Annelida)
Тип кольчатых червей, или кольчецов, представляет собой очень важную группу для понимания эволюции высших беспозвоночных животных.
Основным признаком внешнего строения кольчецов является метамерия, или сегментация тела…
|
Фотогалерея —> «Бабочки»
Животный мир велик и многообразен. Животные есть животные, но взрослые решили поделить их всех на группы в соответствии с некоторыми признаками. Наука о классификации животных называется систематика или таксономия.
Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи - на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением.
Типы многоклеточных животных: губки, мшанки, плоские, круглые и кольчатые черви (черви), кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые.
Хордовые - самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды - первичной скелетной оси.
Характеристика некоторых типов животных
Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник. Остальных называют беспозвоночными.
Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных: рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери).
Млекопитающие - самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных.
Классы могут быть поделены на подклассы. К примеру, у млекопитающих выделяют подклассы: живородящие и яйцекладущие.
Классификации примерные и все время меняются. К примеру, сейчас зайцеобразные вынесены из грызунов в самостоятельный отряд.
Фактически, те группы животных, которые изучают в начальной школе — это типы и классы животных, данные вперемешку.
Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий.
Наука о классификации животных называется систематика или таксономия. Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи — на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением.
Исследуя строение скелета и зубную систему животных, ученые определяют, какие звери наиболее близки друг другу, а палеонтологические находки древних вымерших видов животных помогают установить более точно родственные связи между их потомками.
Большую роль в систематике животных играет генетика — наука о законах наследственности.
Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий. Исторический путь развития животного мира называется эволюцией.
В ходе эволюции происходил естественный отбор — выживали только те животные, которые сумели приспособиться к условиям окружающей среды. Млекопитающие развивались в разных направлениях, образуя множество видов. Случалось так, что животные, имеющие общего предка, на каком-то этапе стали жить в разных условиях и приобрели разные навыки в борьбе за выживание. Преобразовывался их внешний облик, из поколения в поколение закреплялись полезные для выживания вида изменения.
Животные, предки которых относительно недавно выглядели одинаково, стали со временем сильно отличаться друг от друга. И наоборот, виды, имевшие разных предков и прошедшие разный эволюционный путь, иногда попадают в одинаковые условия и, меняясь, становятся похожими. Так неродственные между собой виды приобретают общие черты, и лишь науке под силу проследить их историю.
Классификация животного мира
Живую природу Земли делят на пять царств : бактерии, простейшие, грибы, растения и животные.
Царства, в свою очередь, делятся на типы. Существует 10 типов животных: губки, мшанки, плоские черви, круглые черви, кольчатые черви, кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые. Хордовые — самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды — первичной скелетной оси.
Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник.
Царства
Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных : рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери).
Млекопитающие — самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных. Всех млекопитающих объединяет то, что они вскармливают своих детенышей молоком.
Класс млекопитающих делится на подклассы : яйцекладущие и живородящие.
Современные двухслойные животные
Яйцекладущие млекопитающие размножаются, откладывая яйца, как рептилии или птицы, но детенышей вскармливают молоком. Живородящие млекопитающие делятся на инфраклассы: сумчатые и плацентарные. Сумчатые рожают недоразвитых детенышей, которые долгое время донашиваются в выводковой сумке матери. У плацентарных зародыш развивается в утробе матери и рождается уже сформировавшимся.
У плацентарных млекопитающих есть особый орган — плацента, осуществляющая обмен веществ между материнским организмом и зародышем в период внутриутробного развития. У сумчатых и яйцекладущих плацента отсутствует.
Типы животных
Классы делятся на отряды.
Всего существует 20 отрядов млекопитающих . В подклассе яйцекладущих — один отряд: однопроходные, в инфраклассе сумчатых — один отряд: сумчатые, в инфраклассе плацентарных 18 отрядов: неполнозубые, насекомоядные, шерстокрылы, рукокрылые, приматы, хищные, ластоногие, китообразные, сирены, хоботные, даманы, трубкозубые, парнокопытные, мозоленогие, ящеры, грызуны и зайцеобразные.
Класс млекопитающих
Некоторые ученые выделяют из отряда приматов самостоятельный отряд тупайи, из отряда насекомоядных выделяют отряд прыгунчиковые, а хищных и ластоногих объединяют в один отряд.
Каждый отряд делится на семейства, семейства — на роды, роды — на виды. Всего на земле в настоящее время обитает около 4000 видов млекопитающих. Каждое животное в отдельности называется особь.
Среди растений к таковым относятся, в первую очередь, водоросли и некоторые моховидные, папоротники и цветковые растения. Растения отдела, причисленного к цветковым, встречаются, преимущественно, в пресных водоемах. К таковым относятся роголистик, лотос, ряска и другие.
Среди морских цветковых можно отметить зостеру, как наиболее распространенный вид этого отдела растительного царства.
Двухслойные животные Губки кишечнополостные и другие Рассматриваемые
Животный мир планеты представлен типами организмов, подразделяемых на классы, отряды, семейства и, в конечном итоге, виды.
Существующая классификация различает множество различных типов животных.
На этой страничке мы рассмотрим наиболее простые и низкоорганизованные из них.
Простейшие
Это микроорганизмы, живущие в различных водоемах — морских и пресных. К таковым относятся амебы, радиолярии и т.д.
Губки
Этот тип животных представлен многоклеточными микроорганизмами. Обитают губки, как в пресных, так и в морских водоемах. Ведут сидячий образ жизни. Питанием для них служат органические частицы, извлекаемые путем фильтрования из воды.
Долгое время ученые считали губок некоей переходной формой между животными и растениями (зоофитами), но впоследствии этот тип был отнесен к царству животных.
Кишечнополостные
Тип животных, которые встречаются только в воде. Чрезвычайно разнообразный тип живых организмов. Среди них встречаются и морские и пресноводные, и сидячие и свободноплавающие, и одиночные и образующие многочисленные колонии.
Примеры кишечнополостных животных: гидра (пресноводная), медузы, кораллы, различные полипы и т.д. Отличительным признаком кишечнополостных является наличие у них стрекательных клеток.
Гребневики
Мелкие подвижные животные, похожие на медуз, но лишенные стрекательных клеток.
Оболочники
Эти животные похожи на сидячих кишечнополостных, т.е.
ведут прикрепленный образ жизни и добывая питание путем фильтрования органики из воды. У них, как и у гребневиков, нет стрекательных клеток для умерщвления или парализации добычи.
Плоские черви
Морские плоские черви напоминают длинные нарядные ленты. 
В водоемах обитают малочисленные типы плоских червей — щетинкочелюстные, немательминты, головохоботные, тихоходки. Представители этих типов животных мелкие, порой микроскопические организмы.
Немертины
Животные, внешне напоминающие червей, имеют кровеносную систему.
Нематоды
Кольчатые черви
Среди всех типов червей это — самые высокоорганизованные животные. Наибольшее количество видов кольчатых червей живут в морских водах. Нам эти животные хорошо известны по такому распространенному виду, как дождевой червь.
Мшанки
Водные организмы, образующие колонии.
Живут в известковых оболочках.
К различным типам сидячих животных относятся форониды, плеченогие, погонофоры.
Иглокожие, членистоногие и другие
Общая характеристика, многообразие видов
Тип кишечнополостных насчитывает около 9 тыс. видов. Они произошли от колониальных простейших - жгутиконосцев и распространены во всех морях и пресноводных водоемах. Тип кишечнополостных разделяют на три класса: гидроидные, сцифоидные и коралловые полипы.
Основные ароморфозы, способствовавшие появлению кишечнополостных:
- возникновение многоклеточности в результате специализации и объединения взаимодействующих между собой клеток;
- возникновение двуслойного строения;
- возникновение полостного пищеварения;
- появление дифференцированных по функциям частей тела;
- появление радиальной симметрии.
Кишечнополостные ведут водный, свободный или сидячий образ жизни. Это двухслойные животные, в онтогенезе формирующие два зародышевых листка - экто- и энтодерму, между которыми находится мезоглея - опорная пластинка. Их внутренняя полость называется гастральной. Здесь переваривается пища, остатки которой удаляются через рот, окруженный щупальцами (у гидр).
Класс Гидроидные
Представитель этого класса - пресноводная гидра.
Гидра - полип размером около 1 см. Живет она в пресноводных водоемах, прикрепляясь к субстрату подошвой. Передний конец тела животного образует рот, окруженный щупальцами. Тело гидры покрыто эктодермой, состоящей из нескольких видов клеток:
- эпителиально-мускульных;
- промежуточных;
- стрекательных;
- половых;
- нервных.
Энтодерма гидры состоит из эпителиально-мускульных, пищеварительных клеток и железистых клеток.
Слева — Схема расположения нервных клеток в теле гидры . (по Гессе). Справа — Стрекательные клетки: А - в покоящемся состоянии, Б - с выброшенной стрекательной нитью (по Кюну): 1 - ядро; 2 - стрекательная капсула; 3 - книдоциль; 4 - стрекательная нить с шипиками; 5 - шипы
Важные особенности кишечнополостных:
- наличие стрекательных клеток во внешнем слое. Они развиваются из промежуточных и состоят из стрекательной капсулы, наполненной жидкостью, и стрекательной нити, помещенной в капсуле. Стрекательные клетки служат орудием нападения и защиты;
- полостное пищеварение с сохранением внутриклеточного пищеварения.
Гидры - хищники, питающиеся мелкими ракообразными и мальками рыб.
Дыхание и выделение осуществляются всей поверхностью их тела.
Раздражимость проявляется в виде двигательных рефлексов. Наиболее отчетливо на раздражение реагируют щупальца, так как в них плотно сосредоточены нервные и эпителиально-мускульные клетки.
Размножаются гидры почкованием и половым путем. Половой процесс происходит осенью. Некоторые промежуточные клетки эктодермы превращаются в половые клетки. Оплодотворение происходит в воде. Весной появляются новые гидры. Среди кишечнополостных встречаются гермафродиты и раздельнополые животные.
Для многих кишечнополостных характерно чередование поколений. Например, из полипов образуются медузы, из оплодотворенных яиц медуз развиваются личинки - планулы, из личинок снова развиваются полипы.
Гидры способны восстанавливать утраченные части тела благодаря размножению и дифференцировке неспецифических клеток. Это явление называют регенерацией.
Класс Сцифоидные
Этот класс объединяет медуз больших размеров (представители - корнерот, аурелия, цианея).
Медузы обитают в морях. В их жизненном цикле закономерно чередуются половое и бесполое поколения. Тело по форме напоминает зонт и состоит в основном из студенистой мезоглеи, покрытой снаружи одним слоем эктодермы, а изнутри - слоем энтодермы. По краям зонта расположены щупальца, окружающие рот, находящийся на нижней стороне. Рот ведет в гастральную полость, от которой отходят радиальные каналы, которые соединяются между собой кольцевым каналом. В результате образуется гастральная система.
Нервная система медуз сложнее нервной системы гидр.
Рис. 34. Развитие сцифомедузы : 1 - яйцо; 2 - планула; 3 - одиночный полип; 4 - почкующийся полип; 5 - делящийся полип; 6 - молодая медуза; 7 - взрослая медуза
Кроме общей сети нервных клеток, по краю зонтика расположены скопления нервных ганглиев, образующих сплошное нервное кольцо и особые органы равновесия - статоцисты. У некоторых медуз появляются светочувствительные глазки, чувствительные и пигментные клетки, соответствующие сетчатке глаза высших животных.
Медузы раздельнополы. Их половые железы расположены под радиальными каналами или на ротовом стебельке. Половые продукты выходят через рот в море. Из зиготы развивается свободноживущая личинка - планула, которая весной превращается в маленького полипа.
Класс Коралловые полипы
Включает одиночные (актинии ) или колониальные формы (красный коралл). Они имеют известковый или кремниевый скелет, образованный кристаллами игловидной формы, живут в тропических морях, размножаются бесполым и половым путями (медузной стадии развития нет). Скопления коралловых полипов образуют коралловые рифы.
Кишечнополостные - это многоклеточные животные, имеющие лучевую (радиальную) симметрию. Их тело состоит из двух слоев клеток и имеет мешковидную, так называемую кишечную полость. Для кишечнополостных характерно наличие особых стрекательных клеток.
Лучевая симметрия - это характерный общий признак сидячих или малоподвижных животных. В этом случае животному в равной степени с любой стороны может грозить опасность, и пища также поступает со всех сторон. Поэтому тела этих животных устроены таким образом, что средства защиты или улавливания добычи направлены в разные стороны, как лучи (или радиусы) из единого центра.
Кишечнополостные - самые древние и примитивные животные из многоклеточных. Они произошли от примитивных первичных многоклеточных организмов.
Все кишечнополостные - водные животные, большинство которых обитает в морях и океанах. Они заселяют моря от поверхности до предельных глубин, от тропических вод до полярных областей. Небольшое число видов обитает в пресных водах. Сейчас известны около 9000 видов кишечнополостных животных. Есть среди них одиночные и колониальные животные.
Группу особей, имеющих сходные приспособления для обитания в одинаковой среде, называют жизненной формой животных. Для современных кишечнополостных характерны две жизненные формы (два поколения): прикрепленная форма - полип и свободноплавающая форма - медуза.
Полипы (от греч. полип - «многоног») - жизненная форма, названная так за многочисленные щупальца. В редких случаях (рис. 36, А) полипы бывают одиночными (например, гидра и актиния), чаще же они составляют колонии до нескольких тысяч особей. В форме медузы (рис. 36, Б) кишечнополостные, как правило, живут одиночно.
Рис. 36. Схемы строения кишечнополостных животных: А - полипа; Б - медузы
У многих кишечнополостных обе жизненные формы (оба поколения) сменяют друг друга (чередуются) в течение жизненного цикла - от рождения организма до смерти. Некоторые (гидры, коралловые полипы) не имеют свободноплавающей формы - медузы. Другие (некоторые сцифоидные медузы; см. следующий параграф) утратили форму полипов.
Тело кишечнополостных напоминает открытый на одном конце двухслойный мешок. Наружный слой клеток называется эктодермой (от греч. эктос - «снаружи» и дерма - «кожа»), а внутренний слой - энтодермой (от греч. энтос - «внутри» и дерма - «кожа»). Единственная полость тела этих животных - кишечная - сообщается с наружной средой через ротовое отверстие (рот). Через рот пища поступает в кишечную полость, и через него выбрасываются непереваренные остатки.
У кишечнополостных на щупальцах расположены стрекательные клетки. Они служат как для ловли добычи, так и для обороны. Кишечнополостные - хищники. Они питаются различными мелкими животными, «парящими» в толще воды.
Кишечнополостные размножаются и бесполым, и половым путем.
Значение кишечнополостных
Кишечнополостные имеют большое значение в природе. Многие рыбы питаются коралловыми полипами и прячутся среди известковых ветвистых «лесов», построенных этими животными. Морские черепахи и некоторые рыбы питаются медузами. Сами кишечнополостные, являясь хищниками, влияют на морские сообщества животных, поедая планктонные организмы, а крупные актинии и медузы - также и мелких рыб. Человек использует некоторых кишечнополостных. Из мертвых известковых частей коралловых рифов в некоторых прибрежных странах добывают строительный материал, при обжиге получают известь. Некоторые виды медуз съедобны. Черный и красный кораллы используют для изготовления ювелирных украшений.
Некоторые плавающие медузы, актинии и кораллы стрекательными клетками могут нанести сильные ожоги рыбакам, ныряльщикам и пловцам. Коралловые рифы в некоторых местах препятствуют судоходству.
Пресноводная гидра - одиночный полип
Среда обитания. Внешнее строение. Образ жизни. Передвижение. В подо емах с чистой водой (в заводях рек, озерах и прудах) живет пресноводная гидра (рис. 37). Это небольшое полупрозрачное животное длиной около 1 см. Тело гидры имеет цилиндрическую форму. Нижним концом его (подошвой) она прикрепляется к стеблям и листьям водных растений, корягам и камням. На верхнем конце тела, вокруг рта, имеются 6-12 щупалец. Для гидры, как и для других кишечнополостных, характерна лучевая симметрия. Гидра ведет малоподвижный образ жизни. Ее тело и щупальца могут удлиняться и укорачиваться. В спокойном состоянии щупальца вытягиваются на несколько сантиметров. Животное медленно водит ими из стороны в сторону, подстерегая добычу. При необходимости гидра может медленно передвигаться. При этом она словно шагает (кувыркается), прикрепляясь к подводным предметам попеременно то верхним, то нижним концами тела.
Рис. 37. Схема строения пресноводной гидры: 1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - мезоглея: 4 - подошва; 5 - кишечная полость; 6 - почка; 7 - щупальце; 8 - рот
Тело гидры имеет вид продолговатого мешочка, стенки которого состоят из двух слоев клеток - эктодермы и энтодермы. Между ними лежит тонкая студенистая неклеточная прослойка - мезоглея, служащая опорой. Кишечная полость гидры сообщается с наружной средой только через рот.
Эктодерма формирует покров тела животного и состоит из нескольких видов клеток (рис. 38). Самые многочисленные из них - эпителиально-мускульные. За счет мускульных волоконец, лежащих в основании каждой клетки, тело гидры может сокращаться, удлиняться и изгибаться.
Рис. 38. Разрез через тело гидры - клетки эктодермы (1-4) и энтодермы (5, 6): 1 - эпителиально-мускульные клетки; 2 - промежуточная клетка; 3 - стрекательная клетка; 4 - нервная клетка; 5 - иищеварительно-мускульная клетка; 6 - железистая клетка; 7 - мезоглея
В эктодерме имеются нервные клетки звездчатой формы. Отростки соседних нервных клеток соединяются между собой, образуя нервную сеть, которая охватывает все тело животного и представляет собой самую примитивную нервную систему у животных.
Если дотронуться до гидры или уколоть иглой, животное сожмется. Это происходит потому, что сигнал, полученный даже одной клеткой, распространится по всей нервной сети. Нервные клетки «отдают команду» эпителиально-мускульным клеткам. Происходит сокращение мускульных волоконец, тогда все тело гидры укорачивается (рис. 39). Ответная реакция организма гидры на такое раздражение - это пример безусловного рефлекса. Безусловные рефлексы характерны для всех многоклеточных животных.
Рис. 39. Проведение раздражения нервными клетками гидры
В эктодерме находятся и стрекательные клетки, служащие для нападения и защиты. В основном они расположены на щупальцах гидры. Каждая стрекательная клетка содержит овальную капсулу, в которой свернута стрекательная нить. Если добыча или враг прикоснется к чувствительному волоску, который расположен снаружи стрекательной клетки, в ответ на раздражение стрекательная нить выбрасывается и вонзается в тело жертвы (рис. 40). По каналу нити в организм жертвы попадает вещество, способное парализовать ее.
Рис. 40. Схема строения стрекательной клетки: 1 - ядро; 2 - стрекательная капсула; 3 - чувствительный волосок; 4 - стрекательная нить: свернутая (слева) и выброшенная (справа)
Существуют несколько типов стрекательных клеток. Нити одних пробивают кожные покровы животных и вводят в их тело яд. Нити других обвиваются вокруг добычи. Нити третьих - очень клейкие И прилииают к жертве. Обычно гидра «стреляет» несколькими стрекательными клетками.
В эктодерме находятся и промежуточные клетки. Из них формируются другие типы клеток.
Энтодерма выстилает изнутри всю кишечную полость. В состав энтодермы входят пищеварительно-мускульные и железистые клетки. Пищеварительно-мускульных клеток больше других. Мускульные волоконца их способны к сокращению. Когда они укорачиваются, тело гидры становится более тонким. Сложные движения, например передвижение гидры «кувырканием», происходят за счет сокращений мускульных волоконцев клеток эктодермы и энтодермы.
Питание. Каждая из пищеварительно-мускульных клеток энтодермы имеет один - три жгутика. Колеблющиеся жгутики создают ток воды, которым пищевые частички подгоняются к клеткам. Имеющиеся в энтодерме железистые клетки выделяют внутрь кишечной полости пищеварительный сок, который разжижает и частично переваривает пищу.
Пищеварительно-мускульные клетки энтодермы способны образовывать ложноножки, захватывать и переваривать в пищеварительных вакуолях мелкие пищевые частицы. Таким образом, пищеварение у гидры и всех кишечнополостных внутриклеточное и полостное.
Питательные вещества распределяются по всему телу гидры. Непереваренные остатки удаляются наружу через рот. Питаются гидры мелкими беспозвоночными животными (часто рачками - дафниями и циклопами), которых они ловят щупальцами.
Дыхание и выделение. Гидра дышит растворенным в воде кислородом. Органов дыхания у нее нет, и она поглощает кислород всей поверхностью тела, выделяя наружу углекислый газ. В процессе жизнедеятельности в клетках образуются вредные вещества, которые выделяются в воду.
Размножение и развитие. Размножается гидра половым и бесполым путем. Бесполое размножение осуществляется почкованием (рис. 41). На теле гидры образуется выпячивание - почка. Она состоит из двух слоев клеток - эктодермы и энтодермы - и сообщается общей полостью с материнским организмом. Почка увеличивается, растет в длину. На ее вершине появляются рот и маленькие щупальца, а у основания - подошва. После этого молодая гидра отделяется от материнского организма, опускается на дно и переходит к самостоятельному образу жизни. Часто на теле гидры образуется сразу несколько почек. Гидры чаще всего размножаются бесполым путем.
Рис. 41. Бесполое размножение гидры (почкование)
Осенью, с приближением холодов, гидры начинают размножаться половым путем (рис. 42). Половые клетки образуются в эктодерме из иромежуточных клеток. На теле гидры возникают бугорки двух типов. В одних формируются сперматозоиды, в других - яйцеклетки.
Рис. 42. Половое размножение гидры
Бывают гидры, у которых сперматозоиды и яйцеклетки образуются на различных особях. Это раздельнополые животные. У других видов гидр и сперматозоиды, и яйцеклетки образуются на теле одного организма. Такие животные, совмещающие в себе признаки и женского, и мужского пола, называются гермафродитами.
Попавший в воду сперматозоид плавает с помощью длинного жгутика и достигает неподвижных яйцеклеток. Оплодотворение (соединение сперматозоида с яйцеклеткой) происходит в теле материнского организма. После этого вокруг оплодотворенной яйцеклетки формируется плотная оболочка. Оплодотворенная яйцеклетка многократно делится - образуется зародыш. Осенью гидра погибает, а покрытые оболочкой зародыши опускаются на дно. Весной развитие зародыша продолжается. После того как водоем прогреется, оболочки, покрывающие зародыши, разрушаются и маленькие гидры выходят наружу.
Регенерация. Поврежденная гидра легко восстанавливает утраченные части тела (рис. 43) не только после того, как ее разрезали пополам, но даже в том случае, если ее расчленили на множество частей. Из каждой части образуется новая маленькая гидра. Это происходит благодаря интенсивному делению промежуточных клеток, из которых возникают другие виды клеток. Способность животных к восстановлению поврежденных или утраченных частей тела называется регенерацией.
Рис. 43. Регенерация гидры
Гидра - многоклеточное животное, имеющее примитивное строение. Ее кишечная полость выглядит как цельный мешок. Нервная система состоит из разбросанных звездчатых нервных клеток, образующих нервную сеть. Бесполое размножение происходит почкованием. Гидра размножается также половым путем.
Упражнения по пройденному материалу
- Перечислите основные черты строения представителей типа кишечнополостных.
- Какое значение имеют различные типы клеток у гидры?
- Охарактеризуйте лучевую симметрию на примере одного из представителей типа кишечнополостных.
- Какой образ жизни ведут кишечнополостные?
- Как передвигается гидра?
- Опишите особенности жизнедеятельности кишечнополостных: питания, пищеварения, размножения (на примере гидры).
- Объясните, пользуясь рисунком, процесс регенерации у гидры.
- Какое значение имеют кишечнополостные?
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:
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).