Реактивным способом передвигаются моллюски какие

БИОФИЗИКА: РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ

Предлагаю читателям зелёных страничек заглянуть в увлекательный мир биофизики и познакомиться с основными принципами реактивного движения в живой природе. Сегодня в программе: медуза корнерот – самая крупная медуза Чёрного моря, морские гребешки, предприимчивая личинка стрекозы-коромысла, восхитительный кальмар с его непревзойдённым реактивным двигателем и замечательные иллюстрации в исполнении советского биолога и художника-анималиста Кондакова Николая Николаевича.

По принципу реактивного движения в живой природе передвигается целый ряд животных, например медузы, морские моллюски гребешки, личинки стрекозы-коромысла, кальмары, осьминоги, каракатицы… Познакомимся с некоторыми из них поближе 😉

Реактивный способ движения медуз

Медузы – одни из самых древних и многочисленных хищников на нашей планете! Тело медузы на 98% состоит из воды и в значительной части составлено из обводнённой соединительной ткани – мезоглеи, функционирующей как скелет. Основу мезоглеи составляет белок коллаген. Студенистое и прозрачное тело медузы по форме напоминает колокол или зонтик (в диаметре от нескольких миллиметров до 2,5 м). Большинство медуз двигаются реактивным способом, выталкивая воду из полости зонтика.

Медузы Корнероты (Rhizostomae), отряд кишечнополостных животных класса сцифоидных. Медузы (до 65 см в диаметре) лишены краевых щупалец. Края рта вытянуты в ротовые лопасти с многочисленными складками, срастающимися между собой с образованием множества вторичных ротовых отверстий. Прикосновение к ротовым лопастям может вызвать болезненные ожоги, обусловленные действием стрекательных клеток. Около 80 видов; обитают преимущественно в тропических, реже в умеренных морях. В России – 2 вида: Rhizostoma pulmo обычен в Чёрном и Азовском морях, Rhopilema asamushi встречается в Японском море.

Реактивное бегство морских моллюсков гребешков

Морские моллюски гребешки, обычно спокойно лежащие на дне, при приближении к ним их главного врага – восхитительно медлительной, но чрезвычайно коварной хищницы – морской звезды – резко сжимают створки своей раковины, с силой выталкивая из неё воду. Используя, таким образом, принцип реактивного движения, они всплывают и, продолжая открывать и захлопывать раковину, могут отплывать на значительное расстояние. Если же гребешок по какой-то причине не успевает спастись своим реактивным бегством, морская звезда обхватывает его своими руками, вскрывает раковину и поедает…

Морской Гребешок (Pecten), род морских беспозвоночных животных класса двустворчатых моллюсков (Bivalvia). Раковина гребешка округлая с прямым замочным краем. Поверхность её покрыта расходящимися от вершины радиальными ребрами. Створки раковины смыкаются одним сильным мускулом. В Чёрном море обитают Pecten maximus, Flexopecten glaber; в Японском и Охотском морях – Mizuhopecten yessoensis (до 17 см в диаметре).

Реактивный насос личинки стрекозы-коромысла

Нрав у личинки стрекозы-коромысла, или эшны (Aeshna sp.) не менее хищный, чем у её крылатых сородичей. Два, а иногда и четыре года живёт она в подводном царстве, ползает по каменистому дну, выслеживая мелких водных обитателей, с удовольствием включая в свой рацион довольно-таки крупнокалиберных головастиков и мальков. В минуты опасности личинка стрекозы-коромысла срывается с места и рывками плывёт вперёд, движимая работой замечательного реактивного насоса. Набирая воду в заднюю кишку, а затем резко выбрасывая её, личинка прыгает вперёд, подгоняемая силой отдачи. Используя, таким образом, принцип реактивного движения, личинка стрекозы-коромысла уверенными толчками-рывками скрывается от преследующей её угрозы.

Реактивные импульсы нервной «автострады» кальмаров

Во всех, приведённых выше случаях (принципах реактивного движения медуз, гребешков, личинок стрекозы-коромысла), толчки и рывки отделены друг от друга значительными промежутками времени, следовательно большая скорость движения не достигается. Чтобы увеличилась скорость движения, иначе говоря, число реактивных импульсов в единицу времени, необходима повышенная проводимость нервов, которые возбуждают сокращение мышц, обслуживающих живой реактивный двигатель. Такая большая проводимость возможна при большом диаметре нерва.

Известно, что у кальмаров самые крупные в животном мире нервные волокна. В среднем они достигают в диаметре 1 мм – в 50 раз больше, чем у большинства млекопитающих – и проводят возбуждение они со скоростью 25 м/с. А у трёхметрового кальмара дозидикуса (он обитает у берегов Чили) толщина нервов фантастически велика – 18 мм. Нервы толстые, как верёвки! Сигналы мозга – возбудители сокращений – мчатся по нервной «автостраде» кальмара со скоростью легкового автомобиля – 90 км/ч.

Благодаря кальмарам, исследования жизнедеятельности нервов ещё в начале 20 века стремительно продвинулись вперёд. «И кто знает, – пишет британский натуралист Фрэнк Лейн, – может быть, есть сейчас люди, обязанные кальмару тем, что их нервная система находится в нормальном состоянии…»

Быстроходность и манёвренность кальмара объясняется также прекрасными гидродинамическими формами тела животного, за что кальмара и прозвали «живой торпедой».

Кальмары (Teuthoidea), подотряд головоногих моллюсков отряда десятиногих. Размером обычно 0,25-0,5 м, но некоторые виды являются самыми крупными беспозвоночными животными (кальмары рода Architeuthis достигают 18 м, включая длину щупалец).
Тело у кальмаров удлинённое, заострённое сзади, торпедообразное, что определяет большую скорость их движения как в воде (до 70 км/ч), так и в воздухе (кальмары могут выскакивать из воды на высоту до 7 м).

Реактивный двигатель кальмара

Реактивное движение, используемое ныне в торпедах, самолётах, ракетах и космических снарядах, свойственно также головоногим моллюскам – осьминогам, каракатицам, кальмарам. Наибольший интерес для техников и биофизиков представляет реактивный двигатель кальмаров. Обратите внимание, как просто, с какой минимальной затратой материала решила природа эту сложную и до сих пор непревзойдённую задачу 😉

В сущности, кальмар располагает двумя принципиально различными двигателями (рис. 1а). При медленном перемещении он пользуется большим ромбовидным плавником, периодически изгибающимся в виде бегущей волны вдоль корпуса тела. Для быстрого броска кальмар использует реактивный двигатель. Основой этого двигателя является мантия – мышечная ткань. Она окружает тело моллюска со всех сторон, составляя почти половину объёма его тела, и образует своеобразный резервуар – мантийную полость – «камеру сгорания» живой ракеты, в которую периодически засасывается вода. В мантийной полости находятся жабры и внутренние органы кальмара (рис. 1б).

При реактивном способе плавания животное производит засасывание воды через широко открытую мантийную щель внутрь мантийной полости из пограничного слоя. Мантийная щель плотно «застёгивается» на специальные «запонки-кнопки» после того как «камера сгорания» живого двигателя наполнится забортной водой. Расположена мантийная щель вблизи середины тела кальмара, где оно имеет наибольшую толщину. Сила, вызывающая движение животного, создаётся за счёт выбрасывания струи воды через узкую воронку, которая расположена на брюшной поверхности кальмара. Эта воронка, или сифон, – «сопло» живого реактивного двигателя.

«Сопло» двигателя снабжено специальным клапаном и мышцы могут его поворачивать. Изменяя угол установки воронки-сопла (рис. 1в), кальмар плывёт одинаково хорошо, как вперёд, так и назад (если он плывет назад, – воронка вытягивается вдоль тела, а клапан прижат к её стенке и не мешает вытекающей из мантийной полости водяной струе; когда кальмару нужно двигаться вперёд, свободный конец воронки несколько удлиняется и изгибается в вертикальной плоскости, её выходное отверстие сворачивается и клапан принимает изогнутое положение). Реактивные толчки и всасывание воды в мантийную полость с неуловимой быстротой следуют одно за другим, и кальмар ракетой проносится в синеве океана.

1а) кальмар – живая торпеда; 1б) реактивный двигатель кальмара; 1в) положение сопла и его клапана при движении кальмара назад и вперёд.

На забор воды и её выталкивание животное затрачивает доли секунды. Засасывая воду в мантийную полость в кормовой части тела в периоды замедленных движений по инерции, кальмар тем самым осуществляет отсос пограничного слоя, предотвращая таким образом срыв потока при нестационарном режиме обтекания. Увеличивая порции выбрасываемой воды и учащая сокращения мантии, кальмар легко увеличивает скорость движения.

Реактивный двигатель кальмара очень экономичен, благодаря чему он может достигать скорости 70 км/ч; некоторые исследователи считают, что даже 150 км/ч!

Инженеры уже создали двигатель, подобный реактивному двигателю кальмара: это водомёт, действующий при помощи обычного бензинового или дизельного двигателя. Почему же реактивный двигатель кальмара по-прежнему привлекает внимание инженеров и является объектом тщательных исследований биофизиков? Для работы под водой удобно иметь устройство, работающее без доступа атмосферного воздуха. Творческие поиски инженеров направлены на создание конструкции гидрореактивного двигателя, подобного воздушно-реактивному…

Кондаков Николай Николаевич (1908–1999) – советский биолог, художник-анималист, кандидат биологических наук. Основным вкладом в биологическую науку стали выполненные им рисунки различных представителей фауны. Эти иллюстрации вошли во многие издания, такие как Большая Советская Энциклопедия, Красная книга СССР, в атласы животных и в учебные пособия.

Акимушкин Игорь Иванович (01.05.1929–01.01.1993) – советский биолог, писатель – популяризатор биологии, автор научно-популярных книг о жизни животных. Лауреат премии Всесоюзного общества «Знание». Член Союза писателей СССР. Наиболее известной публикацией Игоря Акимушкина является шеститомная книга «Мир Животных».

Материалы этой статьи полезно будет применить не только на уроках физики и биологии, но и во внеклассной работе.
Биофизический материал является чрезвычайно благодатным для мобилизации внимания учащихся, для превращения абстрактных формулировок в нечто конкретное и близкое, затрагивающее не только интеллектуальную, но и эмоциональную сферу.

Литература:
§ Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики
Москва: издательство «Просвещение», 1988
§ § Акимушкин И.И. Приматы моря
Москва: издательство «Мысль», 1974
§ Тарасов Л.В. Физика в природе
Москва: издательство «Просвещение», 1988

Источник

ГДЗ биология 7 класс Константинов, Бабенко Вентана-Граф Задание: Подведем итоги Стр 105

Выполните задания

№ 1. Укажите, по каким признакам животные объединены в тип Моллюски. Подтвердите примерами.

Признаки, по которым животные объединены в тип Моллюски:

Тело не сегментировано;

Тело имеет вторичную полость — мантийную;

Туловище образует кожную складку – мантию;

Есть отделы тела: голова, нога, туловище. Например, прудовик (брюхоногие) передвигается с помощью ноги, выделяя при этом слизь; а также осьминоги, кальмары, устрицы;

Незамкнутая кровеносная система. Например, виноградная улитка.

№ 2. Перечислите способы передвижения моллюсков. Приведите примеры из разных классов моллюсков.

Способы передвижения моллюсков:

Скольжение или ползание (прудовик, улитка – класс Брюхоногие);

Прикрепление (устрицы, гребешки – класс Двустворчатые);

Реактивное перемещение (осьминог, каракатица – класс Головоногие).

№ 3. Сравните внешнее строение брюхоногих и головоногих моллюсков и назовите отличия.

Брюхоногие – самая распространенная и разнообразная группа моллюсков, насчитывающая около 90 000 видов. Их тело состоит из головы, туловища с мантией и ноги. У них ассиметричное тело, одна пара глаз, язык с теркой, имеется раковина в виде завитка или редуцирована.

Головоногие относятся к немногочисленной группе высокоорганизованных животных, отличающихся сложным строением тела и поведением. Отличительная черта у них – превратившаяся в щупальца нога, которая находится вокруг ротового отверстия на голове. У них отсутствует раковина или имеются ее редуцированные остатки.

№ 4. Охарактеризуйте особенности строения и жизнедеятельности двустворчатых и брюхоногих моллюсков.

Двустворчатые моллюски обитают исключительно в водоемах. Раковины у них, исходя из названия, имеют две створки и достигают от 1 – 2 мм до 1,5 м в длину. В целом класс насчитывает около 20 000 видов. Тело двустворчатых моллюсков сплюснуто с боков и состоит из туловища и ноги. Голова и щупальца, глотка, язык с теркой, слюнные железы и челюсти у них отсутствуют. С помощью ноги такие моллюски могут медленно передвигаться по дну водоема, закапываться в песок, а некоторые из них – прикрепляться к подводным предметам одной из створок (устрицы) или с помощью клейких нитей (например, мидии). Замыкаются створки раковин двустворчатых моллюсков при сокращении специальных мышц – замыкателей, которые располагаются в задней и передней частях тела. соединяет две створки эластичная связка, которую образует наружный роговой слой раковины.

У большинства брюхоногих моллюсков спирально закрученная раковина. Однако у некоторых видов она недоразвита, либо вовсе отсутствует (например, у голых слизней). Тело их состоит из головы, туловища, ноги. На голове моллюсков располагаются одна или две пары длинных и мягких щупалец, а также пара глаз. Нога – мускулистый вырост на брюшной части тела хорошо приспособлена к ползанию. В туловище расположены все внутренние органы. Среди брюхоногих моллюсков есть фильтраторы, хищники и паразиты. Однако большую часть составляют растительноядные или разлагающие донные отложения виды.

№ 5. Назовите способы размножения и особенности развития моллюсков.

Моллюски могут быть как раздельнополыми (большинство двустворчатых), так и гермафродитами (например, улитки). В случае, если моллюск гермафродит, особи при оплодотворении выступает и как самка, и как самец. Протоки гонад (гонодукты) являются целомодуктами, по которым половые клетки отправляются в целом. Оттуда они отфильтровываются почками и направляются в мантийную полость. Такой способ размножения характерен для раздельнополых особей с наружным оплодотворением.

У более развитых видов брюхоногих и головоногих моллюсков происходит внутреннее оплодотворение. Например, у осьминога гектокотиль – видоизменённое щупальце служит для переноса половых клеток в мантийную полость самки.

Постэмбриональное развитие у моллюсков схожее с таковым у полихет. Примитивным типом развития считается развитие с трохофорой. У большинства моллюсков она превращается в более сложную личинку – велигер. Из данного свободного личиночного развития произошли уже другие формы. Например, при задержке яиц в жаберной части полости моллюска вышедшая личинка падает на дно водоема и ведет паразитический образ жизни.

Нужно отметить, что у брюхоногих одной личиночной формы оказывается недостаточно, поэтому кроме трохофоры возникает и вторая личиночная форма со своеобразными приспособлениями. У лопатоногих и боконервных моллюсков вторая личиночная форма выражена неотчетливо. А у некоторых брюхоногих велигер не свободен, а заключен в кладку – яйцевую капсулу, в которой он получает дополнительное питание в виде желтка или белковой жидкости.

У легочных брюхоногих моллюсков, как и у головоногих, развитие прямое. Оно до конца притекает в яйце (глубоко эмбрионизовано).

№ 6. Назовите черты строения беззубки и мидии, связанные с малоподвижным образом жизни.

У беззубки отсутствует голова, но есть мускулистый вырост – нога, с помощью которого она передвигается в иле или песке. Беззубка расширяет и выдвигает ногу вперед, чтобы закрепиться в грунте и передвинуть свое тело. Мидия введет полностью неподвижный образ жизни, поэтому ее нога утратила двигательную функцию.

Так как голова у двустворчатых моллюсков отсутствует, то у них нет многих органов пищеварения (глотки, языка в виде тёрки и слюнных желёз).

№ 7. Охарактеризуйте роль моллюсков в природе.

В водоемах моллюски служат пищей для водных млекопитающих и рыб. Сухопутных особей едят жабы, птицы.

Особенно велико значение двустворчатых моллюсков для очищения водоемов от органических загрязнений. Они питаются отцеженной органикой, тем самым фильтруя воду.

Раковины моллюсков участвуют и в образовании осадочных пород. По ископаемым в геологии ученые могут установить возраст осадочных пород, исследовать разновидности и особенности моллюсков.

Стр. 105. Какие утверждения верны?

№ 1. Все моллюски имеют двустороннюю симметрию.

№ 2. За исключением двустворчатых, у всех моллюсков имеется голова.

№ 3. Нога у моллюсков служит у одних видов для ползания, у других — для плавания или редуцируется совсем.

№ 4. Вторичная полость тела (целом) у моллюсков хорошо выражена уже в зародышевом состоянии.

№ 5. Кровеносная система моллюсков замкнутая.

№ 6. Моллюски имеют хорошо развитые органы осязания, химического чувства и равновесия.

№ 7. Среди моллюсков центральная нервная система наиболее развита у головоногих.

Стр. 106. Выберите все правильные ответы

№ 1. Для строения тела моллюсков характерно:

а) наличие минеральной раковины у большинства представителей;

б) деление тела на сегменты;

в) наличие двусторонней симметрии тела;

г) наличие ноги – мускулистого непарного выроста тела.

№ 2. Головоногие моллюски – немногочисленная группа животных, которые отличаются от других моллюсков более высокой организацией и поведением, они имеют:

а) более сложную нервную систему – нервные узлы образуют мозг;

б) хорошо развитые органы чувств;

в) лёгочное дыхание;

г) почти замкнутую кровеносную систему.

№ 3. Самая многочисленная и разнообразная группа моллюсков:

№ 4. Наиболее вероятное происхождение моллюсков:

а) от предков, общих с кольчатыми червями;

б) от кольчатых червей;

в) от плоских червей;

г) от круглых червей.

Стр. 106. Вопросы для обсуждения

№ 1. На основании чего можно судить о внешнем виде предков ныне существующих моллюсков?

На основании отпечатков от древних моллюсков, которые остались в глинистых и других почвах, а также на основании окаменелых останков.

№ 2. Как сказывается на строении моллюсков наличие или отсутствие раковины?

По мнению ученых, отсутствие раковины у некоторых моллюсков можно пояснить не процессом эволюции, а недостатком кальция, который необходим для постройки ракушки, в тех участках, где они обитают. Также наличие раковины поясняется тем, что тело моллюсков уязвимое, их внутренние органы могут легко повредиться. Следовательно, раковина выполняет в таком случае защитную функцию. А вот отсутствие ее может также свидетельствовать и том, что моллюскам так легче зарываться в песок.

№ 3. Почему попадание чужеродного тела в раковину двустворчатого моллюска вызывает процесс образования жемчужины?

Когда в раковину двустворчатого моллюска попадает инородное тело, активизируется защитная функция. В результате выделяется вещество, которое постоянно обволакивает инородное тело. Со временем и получается жемчужина.

№ 4. В чем проявляется связь строения моллюсков со способом их питания?

Двустворчатые моллюски являются природными фильтраторами. Они пропускают через себя воду в водоемах, а отцеженным фильтратом питаются. Одностворчатые брюхоногие моллюски являются в большинстве случаев фитофагами, а потому питаются исключительно растительной пищей. Для ее поедания у них имеется рот-тёрка, с помощью которого они перетирают пищу. Но встречаются среди них и хищники, которые охотятся на других моллюсков. Например, в морских глубинах живут моллюски-хищники, которые прикрепляются к своей жертве и, выделяя кислоту, проделывают в ее раковине дырку, через которую выедают ее тело полностью.

Стр. 106. Темы проектов

№ 1. Разнообразие брюхоногих моллюсков, их роль в природе.

Многочисленность и разнообразие брюхоногих моллюсков привело к их приспособлению к разным условиям окружающей среды и образу жизни. Их класс насчитывает более 90 000 видов, представители которых обитают в пресных водоемах, морях и даже на суше.

В природе растительноядные виды брюхоногих моллюсков способны предотвращать зарастание аквариумов и водоемов. Наземные виды принимают участие в процессе почвообразования, обогащая почву минеральными и органическими веществами. Но в то же время, растительноядные представители этого класса, например, голые слизни, повреждают овощные и зерновые культуры, плодовые тела грибов. Некоторые из них являются промежуточными хозяевами гельминтов.

По сравнению с другими, практическое значение брюхоногих моллюсков не так уж велико. Однако, они однозначно являются незаменимой частью пищевой цепочки многих животных даже человека. Виноградная и береговая улитка, устрицы, мидии, рапаны, трубач и многие другие используются для приготовления изысканных блюд. Мурексы или конусы широко примеряются в ювелирной промышленности для изготовления украшений, сувениров.

№ 2. Роль двустворчатых моллюсков в морях.

В морских и пресноводных биоценозах двустворчатые моллюски играют важную роль как природные очистители воды, являясь хорошими биофильтраторами. Например, одна устрица способна за один час отфильтровать около 10 литров воды.

Также двустворчатые моллюски служат пищей для многих морских рыб, морских звезд и прочих живых существ. Некоторые из них, например, малый прудовик, служат промежуточными хозяевами паразитических плоских червей.

№ 3. Усложнение организации головоногих моллюсков по сравнению с другими классами моллюсков.

Усложнение в организации головоногих моллюсков по сравнению с другими классами моллюсков можно наблюдать в кровеносной системе. У них 2-ух или 3-ех камерное сердце, в крови переносчиками кислорода являются такие пигменты, как гемоглобин, гемоцианин и гемоэритрин. Также у них сложные органы дыхания – жабры и легкие, сложная нервная система и, соответственно поведение.

Пищеварительная система головоногих моллюсков тоже усложнена. У них появился язык с теркой, который позволяет перетирать твёрдую пищу. У некоторых крупных представителей в слюне содержится серная кислота, которая имеет высокую концентрацию и служит растворителем раковин мелких моллюсков, которыми они питаются.

Источник