Тип иглокожие: морская звезда
Морское дно — красивейшее место. По нему передвигаются яркие морские звезды, изысканные змеехвостки-офиуры, толстые «сосиски» голотурии, на камнях колышутся морские лилии, там и тут торчат огромные иглы морских ежей (не вздумайте на него наступить на мелководье!). Все эти существа относятся к типу иглокожих (лат. Echinodermata).
К данному типу принадлежат только морские животные, местом обитания которых стало дно Мирового океана. В большинстве своем свободноживущие, они могут также быть и прикрепленными (например, морские лилии).
Иглокожие относятся к вторичноротым, как и хордовые. Они начали свою эволюцию в невообразимой древности, еще до начала кембрия, и сейчас насчитывают около 4 тысяч видов. Размеры иглокожих разбросаны в большом диапазоне, от 4-5 миллиметров до метра. По типу питания иглокожие хищники и охотятся на беспозвоночных.
Строение и системы органов иглокожих
1. Для иглокожих характерна лучевая симметрия (во многих случаях пятилучевая) однако их личинки двусторонне-симметричные, и это говорит о том, что лучевая симметрия взрослых особей была приобретена вторично.
2. Покровы тела устроены следующим образом. Сверху находится ресничный эпителий. Ниже расположен слой соединительной ткани, в котором прячется известковый скелет, порождающий множественные шипы, иглы, выросты. Под соединительной тканью — эпителий целома.
3. В полости тела расположены различные органы, причем для некоторых органов есть специальные кармашки, а некоторые словно подвешены.
4. Нервная система имеет вид трех колец с радиальными нервами. Органы чувств не отличаются высоким уровнем развития, хоть и разнообразны. Органами осязания служат амбулакральные ножки (морская звезда, кстати, может этими ножками-ручками открывать раковины моллюсков). На конце лучей у морских звезд расположены глазки, а у ежей глазки окружают анальное отверстие.
5. Опорно-двигательная система. Уникальная амбулакральная (водно-сосудистая) система служит, в том числе, для передвижения. Как устроена система? Радиальные каналы выходят в кольцевой канал, от которого идет укороченный каменистый канал. Он переходит в мадрепоровую пластинку, куда закачивается вода. Далее вода поступает в кольцо, из которого по радиальным каналам отправляется в лучи. Посредством радиальных каналов вода наполняет мелкие капсулы, лежащие в полости тела. Они, в свою очередь, переходят в мелкие присоски на лучах-ножах. Когда капсулы наполняются водой, происходит удлинение ножек — именно так передвигается морская звезда.
6. Пищеварительная система. Обычно у иглокожих рот и анальное отверстие расположены на разных сторонах тела. У морской звезды рот внизу, то есть на стороне брюшка. Он переходит в короткий пищевод, из которого пища поступает в мешковидный желудок. Кстати, звезда может выворачивать желудок наружу через рот, чтоб захватить добычу! От желудка к лучам протянуты пять пар длинных печеночных выростов, заканчивающихся слепо. Из выростов выделяется пищеварительный сок, наполняющий желудок. Неусвоенные фрагменты пищи поступают в заднюю кишку и выводятся во внешнюю среду через анальное отверстие на спинке. Отметим, что у некоторых видов морских звезд желудок слепозамкнутый, так что остатки пищи выбрасываются обратно через рот.
7. Кровеносная система незамкнутая, сердца у иглокожих нет.
8. Органы дыхания — тонкостенные кожные жабры, в них частично заходит полость тела. У голотурий сформировались специфические водные легкие.
9. Специальных органов выделения нет. Лишние вещества выводятся через определенные клетки в целоме. Какая-то часть продуктов выделения накапливается в коже.
1. Животные этого типа в подавляющем большинстве раздельнополы., у голотурий встречается гермафродитизм.
2. Половые железы находятся по бокам от каждого луча.
3. Оплодотворение наружное.
4. Яйца у иглокожих множественные, мелкие, в них мало желтка. Мать выметывает их в воду, где и идет дальнейшее развитие зародышей.
5. Как правило, иглокожие выходят из яйца еще на стадии бластулы.
6. Личинка диплеврула имеет двустороннюю симметрию и свободно плавает в воде.
7. Затем начинается метаморфоз, она приобретает радиальную симметрию и черты взрослой особи.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — репетитор ЕГЭ (биология)
Источник
Тип иглокожие — общая характеристика, признаки и виды представителей
История происхождения
Первые представители иглокожих появились примерно 520 млн лет назад в кембрийский период. Водные обитатели заселяли моря Ангариды, Гондваны и Лаврентии. Сегодня выделяют 5 классов иглокожих, однако учёные приводили гипотезы о принадлежности к этому типу и некоторых других вымерших организмов. Расцвет группы животных пришёлся на палеозой.
Иглокожих обитателей подводного мира можно определить по своеобразной структуре и минерализированному скелету, который хорошо сохраняется в состоянии ископаемого. Современными родственниками иглокожих выступают полухордовые. Оба типа относятся к вторичноротым. Вместе они образуют кладу Ambulacraria. Предположительно типы разделились 580−560 млн лет назад. Предком вторичноротых было билатерально-симметричное животное, имевшее три пары целомических мешков.
С развитием систематики удалось узнать немало фактов о древних организмах. Сначала классам иглокожих был характерен сидячий образ жизни. В то время представители водной фауны не обладали радиальной симметрией. Их тела покрывали пластины, а рот и анальное отверстие располагались на стороне, обращённой от субстрата. Внутренние органы размещались асимметрично.
У других представителей типа имелись радиальные амбулакральные бороздки вокруг рта, которыми они собирали пищу. От них произошло ещё несколько классов, включая современных морских лилий и голотурий. Первые свободноподвижные виды сочетали признаки морских ежей, морских звёзд и офиур.
Современная классификация
Для каждого класса иглокожих характерна определённая форма тела:
- Морские лилии. Единственный прикрепленный подтип. Животные обладают чашевидным телом. В его центре находится рот, от которого отходит венчик с перистыми ветвящимися лучиками. Они помогают лилиям захватывать пищу. От тела вниз отходит стебель. У некоторых особей его заменяет множество подвижных отростков, которыми лилии прикрепляются к субстрату. Если организмы не имеют таких средств передвижения, тогда они ползают или плавают.
- Морские звёзды. Животные представляют собой уплощённую пятиконечную звезду или пятиугольник. Они могут иметь различные оттенки. Животные медленно передвигаются по поверхности с помощью амбулакральных ножек. Особи некоторых разновидностей выворачивают желудок и обволакивают им моллюсков и других жертв.
- Морские ежи. Характеризуются шаровидным или дисковидным телом. Размер особей может достигать 30 см. Тело покрыто скелетными пластинками с длинными и тонкими иглами, которые защищают животных от врагов. У некоторых видов имеется специальный жевательный аппарат — аристотелевый фонарь. Таким ртом они не только едят, но и сверлят отверстия в скалах. Передвигаются морские ежи при помощи игл или амбулакральных ножек.
- Офиуры. Другое название — змеехвостки. Тело особей представляет собой плоский диск диаметром до 10 см. От него отходят 5 или 10 гибких членистых лучика. Их длина может превышать размер тела. Некоторые виды живородящи. Офиуры передвигаются за счёт изгибающихся лучиков. Их рацион составляют мелкие животные и детрит. Тропические разновидности характеризуются яркими расцветками. Некоторые змеехвостки могут светиться.
- Голотурии (морские огурцы). Основная черта животных — сильно редуцированный скелет. Тела, напоминающие огурец, достигают в длину 2 м. Рот окружён щупальцами, которые захватывают пищу. Голотурии склонны к автотомии: при сильных раздражениях они выбрасывают через образующийся в клоаке разрыв свой кишечник или лёгкое. Малоподвижные животные питаются илом или мелким планктоном. Некоторые виды морских огурцов люди употребляют в пищу.
Группа иглокожих насчитывает не меньше 6000 современных разновидностей. Вымерших подтипов было в два раза больше.
Характеристика и физиология
У взрослых особей иглокожих общей характеристикой выступает тело с пятилучевой симметрией. Их личинки отличаются билатерально-симметричной формой. Все классы иглокожих обязательно проходят пятилучевую стадию развития. У некоторых позже может появиться двусторонняя симметрия. Среди морских лилий и звёзд есть разновидности с большим числом рук. У некоторых змеехвосток ветвящиеся конечности образуют сложную структуру, напоминающую крону деревьев.
Особенности разных систем организмов:
- Пищеварительная. У взрослых иглокожих рот и анальное отверстие находятся на противоположных сторонах тела, а у голотурий — на его разных концах. Морские звёзды, ежи и офиуры передвигаются по субстрату оральной стороной. Кишечник представляет собой длинную сквозную трубку. У морских звёзд имеется желудок для наружного переваривания добычи. Пищеварительными железами выступают печёночные наросты.
- Выделительная. Органы выделения представлены амёбоцитами целома. Поглощённые продукты распада и иные вещества выводятся наружу через разрыв в стенке тела.
- Амбулакральная. Эта система выступает характерным признаком иглокожих. Она представляет собой заполненные жидкостью каналы, которые выполняют функции дыхания, осязания, выделения и движения. Раствор имеет состав, сходный с морской водой. Когда животное наполняет расслабленные каналы жидкостью, оно вытягивается во время движения, присасываясь к поверхности. При резком сокращении просвета вода выталкивается, а остальная часть тела подтягивается вперёд.
- Кровеносная. Слаборазвитая система состоит из полостей в соединительной ткани без эндотелиальной выстилки. Каждый луч тела включает 2 радиальных канала с кровеносным сосудом в перегородке между ними. Трубчатые образования впадают в оральное кольцо.
- Дыхательная. У большинства иглокожих имеются кожные жабры. Голотурии обладают водными лёгкими.
Целом морских обитателей состоит из полости тела, амбулакральной и перигемальной систем. Внутренние органы располагаются в обширной части. Некоторые из них размещены в карманах тела или подвешены на специальных складках — мезентериях. В коже находятся выросты, в которые заходят жабры.
Покров и скелет
Биоминеральный эндоскелет у представителей иглокожих развивается в подкожном слое. Он включает известковые пластинки с наружными придатками. У морских ежей дополнительные отростки развиты особенно сильно. Защитные иглы, которые защищают их от опасности, могут направляться в сторону надвигающегося врага. Скелетные образования, представляющие собой хватательные щипчики, называются педицеллярии. Они помогают морским ежам и звёздам очищать тело и избавляться от паразитирующих организмов.
Офиуры характеризуются особенно развитым скелетом в области лучей. В этих частях формируются массивные известковые членики — позвонки.
Также при описании водных обитателей нужно отметить, что они способны менять степень жёсткости своего покрова и соединительной ткани. К примеру, такое происходит, когда морская звезда дугообразно изгибается над добычей. Её амбулакральные ножки становятся опорой для лучей и прикрепляются к створкам моллюска. Когда животное поест, его ткань снова становится мягкой и эластичной, а само тело распрямляется.
Защищаясь от врагов, морские ежи изменяют жёсткость, чтобы зафиксировать положение игл и отразить ими атаку. В покровах представителей иглокожих находятся мышцы, нервные и иные типы клеток. Однако именно внеклеточный матрикс изменяет показатель жёсткости соединительной ткани.
Особенности размножения и развития
Многие виды иглокожих — раздельнополые животные. Яйца, бедные желтком, формируются взрослыми особями и вымётываются ими в воду. Размножаются морские животные наружным способом. Зародыш развивается в составе меропланктона. Оплодотворённая яйцеклетка дробится и затем формирует бластулу. Обычно на этой стадии и вылупляются новые особи. Бластулообразная личинка представлена пузырём. Эпителизированный слой жгутиконосных клеток выступает оболочкой. В полости пузыря находится студенистая жидкость. Бластула передвигается при помощи жгутиков.
Через определённый период некоторые клетки в бластуле начинают переселяться. На этой стадии формируются личиночный скелет и замкнутая первичная кишка. Затем обособляются целомы, после чего образуются руки и рот. Завершает процесс гаструляции формирование 3 зародышевых листка:
- эктодерма (покров личинки);
- энтодерма (кишечник);
- мезодерма (целом, первичная и вторичная мезенхима).
Потом бластопор перемещается на брюшную сторону и превращается в анус. Рядом формируется ротовая ямка, которая сливается с кишкой и преобразуется в рот. Кишечник разделяется на тонкий отдел, пищевод и желудок. Форма тела становится похожей на яйцо. Вокруг орального отверстия образуются реснички, которые помогают передвигаться и подгонять к себе пищу.
У личинки появляются органы, которые позволяют ей вести планктонный образ жизни. Потом в свободноплавающих организмах появляется имагинальный диск, который выступает зачатком будущей взрослой особи. Слева на теле формируется оральная сторона, а справа — аборальная. В конце метаморфоза полностью исчезают личиночные органы, а животное превращается во взрослую особь.
Места обитания
Большая часть представителей типа иглокожих проживает в морях. Животные не могут регулировать состав жидкости своего тела, поэтому они не переносят солёную среду. Лишь несколько разновидностей смогло адаптироваться к условиям пресных вод.
Все иглокожие ведут донный образ жизни. Они обитают в районе от литоральной зоны до самых глубин водоёмов. Господствующим донным классом выступают голотурии. Преимущественно иглокожие населяют Баренцево, Карское, Охотское и Чукотское моря.
Многие морские ежи, голотурии и змеехвостки предпочитают жить на илистом грунте или песке. Некоторые виды населяют камни. Среди иглокожих есть животные, которые предпочитают определённую температуру. С понижением показателей некоторые разновидности перемещаются в более глубокие воды.
Занимательные факты
Необычные обитатели морей выделяются среди многообразия жизненных форм на Земле. Даже в школах такая тема кажется ученикам увлекательной. Составить захватывающее сообщение по биологии помогут интересные факты об иглокожих:
- Первые особи этой группы животных возникли ещё задолго до динозавров.
- Тела некоторых вымерших видов достигали в длину 20 м.
- Питание водных животных разнообразно. Представители морских глубин могут быть как хищниками, так и растительноядными.
- Длина самых маленьких разновидностей иглокожих не превышает 2−3 мм.
- Некоторые обитатели морских глубин способны к регенерации. К примеру, морские звёзды могут получить из одного своего луча цельную особь.
- Существуют голотурии, которые при извлечении из воды на воздух размягчаются и растекаются, быстро погибая.
- Икра некоторых представителей морских ежей имеет промысловое значение для человека.
- Среди морских звёзд встречаются ядовитые виды. Некоторые представители этого класса могут разрушать кораллообразующие полипы.
- В красный список угрожаемых видов МСОП занесены 16 видов голотурий: 9 из них считаются уязвимыми, а 7 — вымирающими.
Иглокожие выглядят так, словно прилетели с другой планеты. Животные, населяющие морские глубины, выступают ярким примером того, что эволюция идёт разными путями, причём возникающие организмы отлично приспосабливаются к различным условиям жизни в природе.
Источник