С давних времен людям были известны странные бесформенные морские животные, которым они дали название “медузы” по аналогии с мифологической древнегреческой богиней Медузой Горгоной. Волосы этой богини представляли шевелящийся пучок змей. Древние греки находили сходство между злобной богиней и морскими медузами с ядовитыми щупальцами.
Ареалом обитания медуз является все соленые моря Мирового океана. Известен только один пресноводный вид этих морских обитателей. Каждый вид занимает ареал, ограниченный одним водоемом и никогда его не встретишь в другом море или океане. Медузы бывают холодноводные и теплолюбивые; глубоководные и те, что держатся у поверхности.
Впрочем, у поверхности такие виды плавают только ночью, а днем они погружаются на глубину в поисках корма. Горизонтальное передвижение медуз носит пассивный характер – просто их относит течением, иногда на большие расстояния. В силу примитивности медузы никак не контактируют между собой, это одиночные животные. Большие скопления медуз объясняются тем, что течение приносит их в места, богатые кормом.
За счет сильно развитой бесцветной мезоглеи тело медузы «цветочная шляпка» (Olindias formosa) выглядит почти прозрачным Разновидности медуз
Медуз в природе известно более 200 видов. Несмотря на примитивность строения, они очень разнообразны. Размеры их колеблются от 1 до 200 см в диаметре. Самая крупная медуза – львиная грива (цианея). Некоторые ее экземпляры могут быть весом до 1 тонны и с длиной щупалец в 35 м.
Медузы по форме бывают в виде диска, зонтика или купола. Большинство медуз обладает прозрачным телом, иногда имеющим голубоватый, молочный, желтоватый оттенки. Но не все виды такие невзрачные, встречаются среди них по-настоящему красивые, ярких цветов: красные, розовые, желтые, фиолетовые, в крапинку и в полоску. Зеленых медуз в природе не бывает.
Такие виды, как экворея, пелагия ночесветка, раткея в темноте могут светиться, вызывая явление, называемое биолюминесценцией. Глубоководные медузы излучают красный свет, плавающие у поверхности – голубой. Есть особый вид медуз (ставромедузы), которые почти не двигаются. Длинной ножкой они прикрепляются к грунту.
Строение медуз
Внутреннее строение и физиология медуз единообразны и примитивны. Они имеют один главный отличительный признак – радиальную симметрию органов, число которых кратно 4 всегда. К примеру, зонтик медузы может иметь 8 лопастей. Тело медузы не имеет скелета, оно на 98% состоит из воды. Выброшенная на берег, медуза не способна передвигаться и мгновенно высыхает. По консистенции она напоминает желе, поэтому англичане назвали ее “желейной рыбой”.
Ткани организма имеют всего два слоя, которые между собой соединены клейким веществом и выполняют разные функции. Клетки наружного слоя (эктодермы) “отвечают” за движение, размножение, являются аналогами кожи и нервных окончаний. Клетки внутреннего слоя (энтодермы) только переваривают пищу.
Наружная часть тела у медуз гладкая, в основном выпуклая, внутренняя (нижняя) формой напоминает мешок. В нижней части купола расположен рот. Он находится посредине и по строению очень отличается у разных видов медуз. Зонтик окружен ловчими щупальцами, которые, в зависимости от вида, могут быть как густыми и короткими, так и тонкими, нитевидными, длинными.
Чем питаются медузы
Медузы – хищники, они потребляют только животную пищу (рачков, мальков, мелких рыбок, икру). Они слепы и не имеют органов чувств. Охотятся медузы пассивным способом, улавливая своими щупальцами то съедобное, что приносит течением. Ловчие щупальца убивают жертву. Делается это разными способами.
Это самая крупная медуза в мире — цианея, или львиная грива (Cyanea capillata), именно ее длинные щупальца могут достигать 35 м в длину! Одни виды медуз впрыскивают в жертву яд, другие приклеивают к щупальцам добычу, третьи имеют липкие нити, в которых она запутывается. Щупальца подталкивают парализованную жертву ко рту, через который затем выводятся непереваренные остатки. Интересно, что живущие на глубине медузы привлекают добычу своим ярким свечением.
Как размножаются медузы
У медуз бывает вегетативное (бесполое) и половое размножение. Внешне самцы ничем не отличаются от самок. Сперматозоиды и яйцеклетки через рот выводятся в воду, где и происходит оплодотворение. После этого развивается личинка (планула). Личинки не способны питаться, они оседают на дно и из них формируется полип. Этот полип может размножаться почкованием. Постепенно верхние части полипа отделяются и уплывают; это фактически молодые медузы, которые будут расти и развиваться.
У некоторых видов медуз отсутствует стадия полипа. Молодые особи сразу формируются из планулы. Существуют и такие виды, у которых уже в половых железах образуются полипы, из которых рождаются маленькие медузы. Из каждой яйцеклетки у медуз образуется несколько особей.
Живучесть медуз
Хотя медузы живут недолго – от нескольких месяцев до 2-3 лет, их численность очень быстро восстанавливается даже после различных катаклизмов. Очень высок коэффициент их размножения. Медузы быстро восстанавливают утраченные части тела. Даже если их разрезать пополам, из половинок образуются две новые особи.
Интересно, что если такая операция проводится в разном возрасте медузы, то из тканей вырастает особь соответствующей стадии развития. Если разделить личинку, то вырастут две личинки, а из взрослых частей – медузы соответствующего возраста.
Медуза, плывущая «вниз головой» Медузы и люди
Некоторые виды медуз представляют опасность для человека. Их можно условно разделить на две группы. Одни вызывают аллергию, яд других действует на нервную систему и может вызвать серьезные нарушения в работе мышц и сердца, а в некоторых случаях и смерть.
Чтобы не подвергать себя опасности, нужно не прикасаться к медузам, как к живым, так и к мертвым. В случае ожога следует промыть травмированное место водой, а лучше раствором уксуса. Если боль не утихает и имеются осложнения, надо немедленно вызвать врача.
Рис. 34. Различные виды губок: а - бадяга; б - стеклянные губки
ним представляют собой покоящиеся зимние почки. Так, например,
и pr (и овод ная губка бадяга летом размножается обычным почкованием
н половым путем. Но к осени в мезоглее бадяги амебоциты образуют
Шаровидные геммулы. Зимой тело бадяги умирает и распадается. Гем- мулы остаются на дне и перезимовывают. Весной содержащаяся внут- ри ггммул клеточная масса выползает, прикрепляется к субстрату и ршиинается в новую губку. Геммулы выполняют также функцию рас- I РМГИИН , так как в период весеннего разлива они переносятся течени-
ем Мри пересыхании водоемов геммулы могут переноситься ветром. 11оловое размножение губок происходит путем образования в мезо-
I нгг ит амебоцитов яйцеклеток и спермиев. Спермин выносятся в по- Ш п. канальцев и с водой парагастральной полости - во внешнюю ир#лу через устье (оскулюм). С током воды спермин попадают в тело I уОк и, и меющей зрелые яйцеклетки, проникают в мезоглею и сливают- I н I ними, т.е. оплодотворение у губок перекрестное.
II материнском организме из зиготы развивается личинка, покрыiiiM ресничками; личинка выходит наружу, активно плавает, перемещамн.» течением воды на значительные расстояния, затем опускается на ММо. прикрепляется к субстрату и превращается в губку.
Наиболее разнообразны и многочисленны губки тропических и субтропических морей. Встречаются губки на небольших глубинах, предпочитая каменистое дно. Часто они сожительствуют с другими организмами, вступая с ними в симбиотические отношения различного типа. В колониях губок можно обнаружить кольчатых червей, ракообразных, иглокожих и других животных. Губки часто селятся на подвижных животных (крабах, брюхоногих моллюсках). Внутри клеток пресноводных губок в качестве симбионтов часто живут одноклеточные зеленые водоросли, которые обеспечивают губок кислородом и могут также служить губкам пищей. В России встречается около 20 видов пресноводных губок, из которых большинство обитает в озере Байкал. Наиболее типична в наших реках бадяга (Spongilla lacustris).
Сверлящие губки (род Cliona) селятся на известковом субстрате - раковинах моллюсков, колониях кораллов, известняках. Живут сверлящие губки в отверстиях, которые они делают, растворяя известь особым секретом; наружу выступают только выросты тела с устьями.
Практическое значение губок в основном сводится к биологической фильтрации воды от взвешенных минеральных и органических веществ. Несмотря на небольшие размеры (от нескольких миллиметров до 1,5 м), губки пропускают через себя огромное количество воды: одна губка бадяга размером 5-7 см за сутки профильтровывает около 3 л воды.
У губок много признаков примитивности организации: у них отсутствуют настоящие дифференцированные ткани и органы, для клеточных элементов характерна высокая пластичность и т. п. Губки способны к регенерации: при удалении отдельных участков тела происходит их восстановление. Если измельченную губку просеять через сито, то образовавшаяся масса из отдельных клеток и их групп способна к восстановлению целого организма. Клетки кашицы активно двигаются и собираются вместе, в последующем из этого скопления клеток формируется маленькая губка. Такой процесс формирования организма из скопления клеток называют соматическим эмбриогенезом.
Губки - древние организмы. Отделение губок от ствола многоклеточных произошло очень давно. Существует мнение, что губки могли произойти от колониальных воротничковых жгутиконосцев независимо от прочих многоклеточных. Не менее обоснована гипотеза, что многоклеточные произошли общим стволом, от которого одними из первых отделились губки. Вторая гипотеза представляется более обоснованной, ибо личинки губок сходны с личинками планулами кишечнополостных.
ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ (Coelenterata)
Общая характеристика. Тип объединяет более 10 тыс. видов примитивных многоклеточных животных, ведущих исключительно водный образ жизни и обитающих в основном в морях. Часть из них ведут свободноплавающий образ жизни, другие - сидячий и прикрепленный к дну.
Кишечнополостным свойственна радиальная симметрия, что связано с их образом жизни. У сидячих форм один полюс тела обычно служит для прикрепления к субстрату, на другом имеется рот. Многие органы получают одинаковое развитие, что приводит к радиальной симметрии. Кишечнополостные - двухслойные животные: у них формируются только два зародышевых листка - эктодерма и энтодерма. Между этими листками находится первичная полость тела, заполненная мезоглеей, которая у одних представителей имеет вид пластинки, а у других - это большая масса студенистого вещества.
В простом случае тело кишечнополостных имеет вид открытого на одном конце мешка, в кишечной (гастральной) полости которого, выстланной клетками энтодермы, происходит переваривание пищи. Отверстие служит для кишечнополостных ртом, оно окружено венцом щупалец, помогающих захватывать пищевые частицы. Анальное отверстие отсутствует, а непереваренные остатки пищи выбрасываются через ротовое отверстие. Таким образом, можно заключить, что просто устроенные кишечнополостные сводятся к типичной гаструле. К этой схеме строения наиболее близки сидячие формы - полипы, широко распространенные среди кишечнополостных. Свободноживущие формы имеют уплощенное тело; это медузы, которые активно и пассивно с: течениями передвигаются в водной среде. Тело медуз имеет вид прозрачного студенистого зонтика. Рот, расположенный посередине нижней стороны купола и окруженный предротовыми лопастями, ведет в к ишечную полость, от которой отходят радиальные каналы. Океанические медузы достигают двух метров в диаметре.
Деление кишечнополостных на полипы и медузы чисто морфологическое, поскольку иногда один и тот же вид кишечнополостных на разных стадиях жизненного цикла может иметь строение то медузы, то полипа. Медузы - обычно одиночные свободноживущие животные, а полипы в своем большинстве - колониальные формы. Начиная жизнь как одиночный организм, полип путем неполного почкования образует колонии, насчитывающие тысячи особей.
Для кишечнополостных характерно наличие стрекательных клеток, служащих для добывания пищи и защиты.
Размножаются кишечнополостные бесполым (почкованием) и поповым путем. У многих форм при этом наблюдается чередование поколений: бесполое поколение полипов сменяется половым поколением медуз.
Строение и жизненные отправления. Покровы кишечнополостных образованы однослойным эпителием эктодермального происхождении. В эпителии располагаются узкоспециализированные клеточные элементы. Это эпителиально-мускульные клетки, содержащие миофибриллы, которые обеспечивают укорочение тела полипа. По всей поверхности тела и особенно густо на щупальцах и вокруг рта разбросаны чувствительные клетки, выполняющие функции рецепторов, мое принимающих сигналы из внешней среды. Характерны в покровах кишечнополостных стрекательные клетки, в основном расположен-
Рис. 35. Стрекательные клетки гидры Hydra olidactis:
а - в покоящемся состоянии; б - с выброшенной нитью
ные на щупальцах (рис. 35). Внутри каждой такой клетки имеется капсула со спирально закрученной полой нитью. Если прикоснуться к чувствительному волоску клетки, стрекательная нить выворачивается и выбрасывается наружу. Вооруженная шипиками нить вонзается в тело жертвы и удерживается в ранке, вводя при этом в нее ядовитый секрет, парализующий мелкую добычу. У крупных животных этот секрет вызывает ожоги. Стрекательные клетки - одноразовое оружие. На месте сработавших клеток образуются новые, так как в покровах кишечнополостных имеются особые клетки, которые могут превращаться в стрекательные, половые, чувствительные и другие.
Нервная система у полипов представлена нервным сплетением диффузного типа, образованным звездчатыми нервными клетками, соединенными
своими отростками. Нервное сплетение лежит под покровным эпителием. У свободноживущих медуз нервная система сложнее: это нервное кольцо, располагающееся по краю купола и скопления нервных клеток вокруг глазков и статоцистов.
Органы чувств примитивны и лучше развиты у медуз (статоцисты и глазки). Чувствительные клетки имеются в покровах тела, особенно на щупальцах и вокруг ротового отверстия.
Мускулатура. У полипов форма тела меняется в результате действия эпителиально-мышечных клеток, имеющих миофибриллы. У медуз движение обеспечивается специальными мышечными волокнами, залегающими в мезоглее по краям купола. У коралловых полипов продольные и поперечные мышечные волокна находятся в перегородках кишечной полости.
Органы пищеварения. У гидр и близких к ним форм ротовое отверстие открывается непосредственно в кишечную (гастральную) полость. У большинства же видов рот ведет в эктодермальную глотку и затем в кишечник. У коралловых полипов для увеличения всасывающей поверхности в кишечную полость вдаются радиально расположенные продольные перегородки. У медуз от кишечной полости внугрь купола отходят радиальные каналы, впадающие в кольцевой канал. Кишечная полость у медуз продолжается и в полости щупалец.
Кишечная полость у кишечнополостных выстлана однослойным энтодермальным эпителием, клетки которого имеют жгутики, служащие для перемещения пищевых частиц. Есть особые железистые клетки. Некоторые клетки эпителия образуют псевдоподии, захватывающие частицы пищи. Одновременно с внутриклеточным пищеварением у кишечнополостных частично происходит и полостное переваривание
в кишечной полости с помощью пищеварительных ферментов, вырабатываемых железистыми клетками кишечного эпителия. У гидроидных полипов существуют две фазы переваривания пищи. Сначала они заглатывают крупный комок пищи или целое животное, которое начинает перевариваться в гастральной полости. Затем мелкие частицы полупереваренной пищи попадают внутрь эпителиально-мускульных пищеварительных клеток, где происходит внутриклеточное пищеварение. Непереваренные остатки выбрасываются через рот наружу.
Органы дыхания у кишечнополостных отсутствуют, а газообмен осуществляется через покровы тела.
Выделительная система. Продукты обмена (вода, диоксид углерода, мочевина, мочевая кислота, аммиак и др.) выделяются через эпителиальный слой эктодермы и энтодермы.
Размножение. Большинство кишечнополостных - раздельнополые животные, но есть и гермафродиты. У гидроидных половые продукты образуются в эктодерме, у остальных представителей их образование происходит в энтодерме. Оплодотворение у одних видов наружное (в воде), у других - внутреннее, в теле женских особей, куда проникают спермии. Обычно развитие происходит со стадией личинки планулы, покрытой ресничками, позволяющими плануле плавать. У пресноводных гидр развитие прямое.
Тип Кишечнополостные делят на три класса: Гидроидные (Hydrozoa), Сцифоидные медузы (Scyphozoa) и Коралловые полипы (Anthozoa).
КЛАСС ГИДРОИДНЫЕ (Hydrozoa)
Низший класс кишечнополостных, состоящий примерно из 4 тыс. видов. Гидроидные представлены разнообразными одиночными и колониальными формами, населяющими преимущественно моря и океаны. Имеются и пресноводные представители. В отличие от сцифоидных медуз и коралловых полипов полипы и медузы, которые принадлежат к классу Hydrozoa, называются гидроидными. У гидроидных отсутствует глотка, стенки кишечной полости не имеют продольных перегородок. Половые продукты образуются в эктодерме.
Наиболее типичными для пресных вод являются различные виды гидр (Hydra), ведущие одиночный образ жизни полипа (рис. 36). Это небольшие животные высотой 1-2 см с расширенным основанием, на котором они удерживаются на субстрате. Ротовое отверстие окружено венчиком из 6- 12 щупалец, а более широкое тело переходит в стебель. Мезоглея имеет вид тонкой опорной пластинки, в которой разбросаны нервные, эпителиально-мускульные и промежуточные клетки. Из последних при необходимости формируются половые, стрекательные и другие клетки. Нервная система гидры имеет диффузный характер, хотя вокруг рта и на подошве находятся небольшие скопления нервных клеток. Эпителиально-мускульные клетки могут образовывать псевдоподии и поэтому способны к фагоцитозу.
Рис. 36. Пресноводная гидра Hydra olidactis:
а - общий вид; б - продольный разрез; 7 - тело; 2 - подошва; 3 - щупальца; 4 - рот; 5- почки; 6 - кишечная полость; 7- энтодерма; 8- эктодерма; 9- опорная пластинка - мезоглея; 10 - семенники; 11 - образование яйца
Обитают гидры в пресных водоемах со стоячей или малоподвижной водой. Гидры могут медленно передвигаться за счет скольжения подошвы по субстрату или «кувырканием» через головной конец. Питаются мелкими ракообразными, инфузориями, коловратками и другими планктонными животными, улавливая добычу щупальцами, вооруженными стрекательными клетками.
Размножаются гидроидные почкованием и половым путем. Примерно на середине тела гидры имеется пояс почкования. Дочерние организмы отпочковываются и начинают самостоятельную жизнь в течение всего лета. Осенью гидры размножаются половым путем. На поверхности тела появляются особые выпуклости: несколько семенников или один-два яичника, в каждом из которых образуется только одна яйцеклетка. Гидры раздельнополы, но есть и гермафродиты. В последнем случае семенники на теле гидры образуются выше яичников. Спермин выходят в воду и проникают в яйцеклетку другой особи. Перекрестное оплодотворение у гермафродитных форм достигается разным временем созревания спермиев и яйцеклеток. Сначала развитие зиготы происходит в яичнике, затем зародыш покрывается оболочками, падает на дно и зимует. В таком состоянии зародыш может переносить промерзание и высыхание водоема. Весной из перезимовавшего зародыша вырастает гидра. Таким образом, у пресноводных гидр развитие прямое.
Гидры способны к регенерации, даже из части тела восстанавливается весь организм.
Среди обитателей морских вод подавляющее большинство гидроидных являются колониальными формами со сложным жизненным циклом (рис. 37). Колонии образуются путем многократного неполного почкования. В результате получается комплекс особей, сидящих на общем стволе и его побочных ветвях. Поэтому колония обычно напоминает бурые наросты мха или кустик, на ветвях которого сидят отдельные особи колонии - гидранты, похожие по строению на гидру. Кишечные полости всех гидрантов сообщаются между собой, т. е. пища и колонии может распределяться по всей колонии, что обеспечивает ее выживание. Для устойчивости и прочности за счет выделений эктодермального эпителия полипы образуют органическую оболочку - теку, одевающую не только общий ствол, но и отдельных гидрантов.
Размножение гидроидных полипов включает чередование бесполого поколения, ведущего прикрепленный образ жизни, и полового поколения - свободноплавающих гидроидных медуз (гидромедуз). В самих гидрантах колонии половые железы не образуются. Периодически на веточках колонии гидроидных полипов образуются особые почки,
а б
Рис. 37. Гидроид Obelia:
I колония (слегка увеличено); б - отдельная веточка колонии (несколько схематизиромано, часть особой колонии изображена в разрезе); 1 - гидрант в расправленном со- 1 гоянии; 2 - сократившийся гидрант; 3 - тека; 4- почка; 5- бластостиль с развивающимися медузами; 6 - гидротека; 7- гонотека (участок теки, одевающий бластостиль)
дающие начало половым особям - мелким гидроидным медузам. Эти медузы отрываются от материнской колонии и свободно плавают. Гидроидные медузы растут, и в них развиваются половые клетки. Медузы раздельнополы. Гидроидные медузы устроены значительно сложнее, чем гидроидные полипы; у медуз имеется нервное кольцо, статоцисты, глазки и т. п. Медузы ведут хищный образ жизни, захватывая и убивая щупальцами мелких животных, проглатывая и переваривая их в желудке. После созревания половые клетки выходят в воду и копулируют.
После копуляции гамет образуются личинки планулы, которые свободно плавают в воде с помощью многочисленных ресничек. Через некоторое время планулы опускаются на дно, прикрепляются к субстрату и превращаются в неподвижных полипов, которые дают начало новым колониям.
КЛАСС СЦИФОИДНЫЕ МЕДУЗЫ (Scyphozoa)
Класс, насчитывающий около 200 видов, представлен крупными и мелкими морскими медузами. Большая часть их жизненного цикла проходит в форме плавающих медуз (немногие формы ведут прикрепленный образ жизни); фаза полипа кратковременна или может отсутствовать. Тело сцифоидных медуз имеет форму зонта, купола и т. п. (рис. 38). Строение нервной, мускульной и пищеварительной систем у
Рис. 38. Сцифоидные медузы:
а - медуза корнерот; б- схема строения аурелии; 7 - рот; 2 - ропалий; 3 - ротовые лопасти; 4 -кольцевой канал; 5 -радиальные каналы; б-щупальца; 7-половые железы
Рис. 39. Схема развития сцифоидной медузы аурелии (Aurelia aurita):
/ - личинка планула; 2 - полип сцифистома; 3,4 - стадии почкования сцифистомы; 5 - отделение от сцифистомы личинок эфир; 6- молодая медуза-эфира; 7- взрослая медуза
этих медуз более сложное. В мезоглее купола имеются мышечные волокна, обеспечивающие сжатие купола. Сцифоидные медузы отличаются не только большими размерами тела, но и отсутствием специального паруса (тонкой мускулистой перепонки, суживающей кромки колокола), играющего важную роль при передвижении гидроидных медузок. Кишечная полость имеет радиальные складки и радиальные каналы, впадающие в кольцевой канал. Центральной частью пищеварительного аппарата является желудок, от которого отходит большое число разветвленных канальцев, выполняющих функции переноса питательных веществ в теле медуз.
Предротовые лопасти имеют многочисленные осязательные и стрекательные клетки. По краю зонтика расположены скопления нервных клеток - ганглии. Органы чувств сосредоточены в укороченных щупальцах - ропалиях. Внутри ропалии находится статоцист, а по бокам - два глазка, выполняющих светочувствительные функции. На щупальцах имеются обонятельные ямки - органы химического чувства.
В большинстве своем медузы раздельнополы. Половые продукты образуются в энтодерме: половые железы находятся в стенках желудка. Половые клетки выходят через рот в воду, где происходит копуляция мужских и женских гамет. Из оплодотворенных яиц развиваются микроскопических размеров личинки - планулы. Они плавают с помощью ресничек, затем опускаются на дно, прикрепляются к субстрату и превращаются в мелкие одиночные бокаловидной формы полипы - сцифистомы. По мере роста сцифистомы на ее теле появляются поперечные перетяжки, деля полип на ряд дисков - медуз (эфиры). Каждая эфира отделяется от сцифистомы, растет и превращается в свободноплавающую взрослую медузу. Таким образом, развитие сцифоидных медуз не прямое, а происходит через стадии планулы и сцифистомы (рис. 39).
КЛАСС КОРАЛЛОВЫЕ ПОЛИПЫ (Anthozoa)
Класс включает одну из древнейших групп морских животных - полипов, которые превосходят гидроидных полипов не только по размерам, но и отличаются более сложным строением. Это одиночные или большей частью колониальные полипы, одной из особенностей которых является отсутствие в жизненном цикле стадии медузы (рис. 40), т. е. у них нет чередования поколений. Это наиболее крупный класс кишечнополостных, включающий более 6 тыс. видов, обитающих в теплых тропических морях с температурой воды не ниже 20 °С на глубинах до 50 м.
Ротовое отверстие коралловых полипов окружено венчиком щупалец, число которых у одних полипов равно восьми (восьмилучевые кораллы), у других - шести (шестилучевые кораллы).
Пищевые частицы через рот попадают сначала в сплющенную с боков эктодермальную глотку, а оттуда - в хорошо развитую с перегородками (септами) кишечную полость. Число перегородок может быть либо восемь, либо шесть, или кратно шести - по числу щупалец. В глотке есть клетки с длинными ресничками, которые непрерывно гонят воду внутрь гастральной полости полипа, откуда вода выводится наружу Так обеспечивается постоянная смена воды. Септы образованы мезоглеей, выстланной энтодермой (рис. 41). В нижней части полипа септы прикреплены только к стенке тела, в результате чего центральная часть гастральной полости (желудок) остается неразделенной.
Рис. 40. Ветка колонии красного коралла:
/ - полипы; 2 - кора ветки; 3 - осевой скелет
Мышцы у медузы есть. Правда, они сильно отличаются от человеческих мышц. Как же они устроены и как медуза использует их для движения?
Медузы - довольно простые существа по сравнению с человеком. В их теле нет кровеносных сосудов, сердца, лёгких и большинства других органов. У медуз есть рот, часто расположенный на стебельке и окруженный щупальцами (он виден ниже на рисунке). Рот ведет в разветвленный кишечник. А бо льшую часть тела медузы составляет зонтик. На его краях тоже часто растут щупальца.
Зонтик может сокращаться. Когда медуза сокращает зонтик, из-под него выбрасывается вода. Возникает отдача, толкающая медузу в противоположную сторону. Часто такое движение называют реактивным (хотя это и не совсем точно, но принцип движения похожий).
Зонтик медузы состоит из студенистого упругого вещества. В нём много воды, но есть и прочные волокна из особых белков. Верхняя и нижняя поверхность зонтика покрыты клетками. Они образуют покровы медузы - ее «кожу». Но от клеток нашей кожи они отличаются. Во-первых, они расположены только в один слой (у нас несколько десятков слоёв клеток наружного слоя кожи). Во-вторых, все они живые (у нас на поверхности кожи клетки мертвые). В-третьих, у покровных клеток медуз обычно есть мускульные отростки; поэтому их называют кожно-мускульными. Особенно хорошо эти отростки развиты у клеток на нижней поверхности зонтика. Мышечные отростки тянутся вдоль краев зонтика и образуют кольцевые мышцы медузы (у некоторых медуз есть и радиальные мышцы, расположенные, как спицы в зонтике). При сокращении кольцевых мышц зонтик сжимается, и из-под него выбрасывается вода.
Часто пишут, что настоящих мышц у медуз нет. Но оказалось, что это не так. У многих медуз под слоем кожно-мускульных клеток нижней стороны зонтика есть и второй слой - настоящие мышечные клетки (см. рис).
У человека есть два основных типа мышц - гладкие и поперечнополосатые. Гладкие мышцы состоят из обычных клеток с одним ядром. Они обеспечивают сокращение стенок кишечника и желудка, мочевого пузыря, кровеносных сосудов и других органов. Поперечнополосатые (скелетные) мышцы состоят у человека из огромных многоядерных клеток. Именно они обеспечивают движение рук и ног (а также языка и голосовых связок, когда мы говорим). Поперечнополосатые мышцы имеют характерную исчерченность и быстрее сокращаются, чем гладкие. Оказалось, что у большинства медуз передвижение тоже обеспечивают поперечнополосатые мышцы. Только их клетки некрупные и одноядерные.
У человека поперечнополосатые мышцы крепятся к костям скелета и передают им усилия при сокращении. А у медуз мышцы крепятся к студенистому веществу зонтика. Если человек сгибает руку, то при расслаблении бицепса она разгибается из-за действия силы тяжести или из-за сокращения другой мышцы - разгибателя. У медуз «мышц - разгибателей зонтика» нет. После расслабления мышц зонтик возвращается в исходное положение благодаря его упругости.
Но для того, чтобы плавать, мало иметь мышцы. Нужны еще нервные клетки, отдающие мышцам приказ сокращаться. Часто считают, что нервная система медуз - простая нервная сеть из отдельных клеток. Но это тоже неверно. У медуз есть сложные органы чувств (глаза и органы равновесия) и скопления нервных клеток - нервные узлы. Можно даже сказать, что у них есть мозг. Только он не похож на мозг большинства животных, который находится в голове. У медуз нет головы, и их мозг - это нервное кольцо с нервными узлами на краю зонтика. От этого кольца отходят отростки нервных клеток, отдающие команды мышцам. Среди клеток нервного кольца есть удивительные клетки - водители ритма. В них через определенные промежутки времени возникает электрический сигнал (нервный импульс) без всякого внешнего воздействия. Потом этот сигнал распространяется по кольцу, передается мышцам, и медуза сокращает зонтик. Если эти клетки удалить или разрушить, зонтик перестанет сокращаться. У человека похожие клетки есть в сердце.
В некоторых отношениях нервная система медуз уникальна. У хорошо изученной медузы агланты (Aglantha digitale ) есть два типа плавания - обычное и «реакция бегства». При медленном плавании мышцы зонтика сокращаются слабо, и медуза при каждом сокращении продвигается на одну длину тела (около 1 см). При «реакции бегства» (например, если ущипнуть медузу за щупальце) мышцы сокращаются сильно и часто, и за каждое сокращение зонтика медуза продвигается вперед на 4–5 длин тела, а за секунду может преодолеть почти полметра. Оказалось, что сигнал к мышцам передается в обоих случаях по одним и тем же крупным нервным отросткам (гигантским аксонам), но с разной скоростью! Способность одних и тех же аксонов передавать сигналы с разной скоростью пока не обнаружена ни у одного другого животного.
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.
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.