Способы передвижения у губок

Тип Губки

теория по биологии 🌿 зоология

Подцарство многоклеточные

Многоклеточные животные – потомки древних простейших. Их тело состоит из большого числа клеток. Группы клеток различаются по строению и функциям.

Клетки многоклеточных животных объединяются в ткани и органы, выполняющие различные функции в целостном организме. Правда, такое наблюдается не у всех многоклеточных. У низших представителей этого подцарства ткани и органы находятся ещё в стадии формирования.

Для многоклеточных животных характерно индивидуальное развитие – процессы сложных преобразований происходящие от зарождения особи до конца ее жизни.

Многоклеточные более полно по сравнению с одноклеточными приспособлены к различным условиям окружающей среды . Следовательно, возникновение многоклеточных животных – качественно новый этап в развитии животного мира на Земле. Многоклеточные организмы объединены в большое подцарство, включающее в себя свыше 20 типов животных.

Тип Губки

В настоящее время описано около 8000 видов. Хотя подавляющее большинство губок обитает в морях, пресноводные представители (например, бадяги) встречены во внутренних водах всех материков кроме Антарктиды.

Классификация

Известковые губки (Calcarea, или Calcispongia)

Скелет слагается из игл углекислой извести, которые могут быть четырехосными, трехосными или одноосными. Исключительно морские, преимущественно мелководные небольшие губки. Они могут быть построены по асконоидному, сиконоидному или лейконоидному типу. Типичные представители — роды Leusolenia, Sycon‚ Leuconia.

Стеклянные губки (Hyalospongia)

Морские преимущественно глубоководные губки высотой до 50 см. Тело трубчатое, мешковидное, иногда в виде бокала. Почти исключительно одиночные формы сиконоидного типа. Кремневые иглы‚ слагающие скелет‚ крайне разнообразны, в основе трехосные. Часто спаиваются концами, образуя решетки разной сложности. Характерная черта стеклянных губок — слабое развитие мезоглеи и слияние клеточных элементов в синцитиальные структуры. Типичный род Euplectella. У некоторых видов этого рода тело цилиндрическое, до 1 м в высоту‚ иглы у основания, втыкающиеся в грунт‚ достигают 3 м длины.

Обыкновенные губки (Demospongia)

К этому классу принадлежит большинство современных губок. Скелет кремневый, спонгиновый или сочетание того и другого. Сюда относится отряд четырехлучевых губок, скелет которых слагается четырехосными иглами с примесью одноосных. Характерные представители: шаровидные крупные геодии , ярко окрашенные оранжево-красные морские апельсины (Tethya), комковидные яркие пробковые губки, сверлящие губки и многие другие. Второй отряд класса Demospongia — кремнероговые губки. В состав скелета входит спонгин как единственный компонент скелета или в разных соотношениях с кремневыми иглами.

Строение

Форма тела губок бывает разной: похожей на чашу, деревце и др. При этом у всех губок есть центральная полость с достаточно большим отверстием (устьем), через которое вода выходит. Губка всасывает воду через более мелкие отверстия (канальца) в своем теле.

На рисунке представлены три варианта строения водоносной системы губок. В первом случае вода засасывается в общую большую полость через узкие боковые каналы. В этой общей полости из воды фильтруются питательные вещества (микроорганизмы, органические остатки; некоторые губки хищники и способны захватывать животных). Улавливание пищи и ток воды осуществляют клетки, изображенные на рисунке красным цветом. На рисунке во втором и третьем случае губки имеют более сложное строение. Здесь имеется система каналов и небольших полостей, внутренние стенки которых формируют клетки, отвечающие за питание. Первый вариант строения тела губки называется аскон, второй — сикон, третий — лейкон.

Клетки, изображенные красным цветом, называются хоаноцитами. Они имеют цилиндрическую форму, жгутик, обращенный в камеру-полость. Также у них есть так называемый плазматический воротничок., которым задерживаются частицы пищи. Жгутики хоаноцитов проталкивают воду в одном направлении.

Питание

Питаются губки путем фильтрации воды. Они всасывают воду через поры, расположенные по всей стенке тела в центральной полости. Центральная полость выстлана воротничковыми клетками, которые имеют кольцо щупалец, окружающих жгутик. Движение жгутика создает ток, удерживающий воду, протекающую через центральную полость в отверстие в верхней части губки под названием оскулюм . Поскольку вода проходит через воротничковые клетки, пища захватывается кольцами щупалец. Далее, пища переваривается в пищевых вакуолях или амебоидных клетках в среднем слое стенки. Течение воды также обеспечивает постоянную подачу кислорода и удаляет азотистые отходы. Вода выходит из губки через большое отверстие в верхней части корпуса под названием оскулюм.

Размножение

У губок имеет место как половое, так и бесполое размножение . Губки могут быть яйцеродящими и живородящими. Яйцеродящие губки обычно раздельнополы, а во втором случае нередко бывают гермафродитами . Впрочем, известен случай смены губкой её пола в течение года .

Источник

Выйти из окружения: как губки научились передвигаться

Представьте себе, что вы не можете ходить и бегать туда, куда хотите, потому что ваши ноги приросли к земле. Дышать это не мешает, а вот есть и пить вы сможете только то, что вам принесло ветром или пожертвовал добрый сосед. Предположим, добрых людей много, и у вас нет недостатка в еде и питье. И вдруг в одно мгновение вокруг вас вырос высокий забор, и больше к вам никто подойти не может, даже воздух постепенно становится все хуже. И вы ничего не можете с этим поделать — забор крепкий и простоит долго.

Подобная аллегория хорошо иллюстрирует превратности жизни многочисленных обитателей морей, рек и озер, которые ведут прикрепленный или сидячий образ жизни. В начале своей жизни они выбирают подходящее (как им кажется в тот момент) место на твердом субстрате и оседают, навсегда прикрепляясь к нему. Их дальнейшее существование целиком зависит от течения воды, которое приносит им кислород, пищу, сигналы от соседей и дальних родственников, а заодно уносит их метаболиты (выделения).

Самый очевидный пример прикрепленных водных организмов — разнообразные водоросли, хотя их жизнь мало чем отличается от жизни наземных родственников — растений. Животным же обычно приписывают способность к активному передвижению. Однако именно среди водных беспозвоночных животных наблюдается наибольшее разнообразие сидячих и прикрепленных форм. Это и гидроидные и коралловые полипы, и мшанки, брахиоподы, асцидии и даже раки. Отдельно в этом списке стоят губки — единственный тип животных, представленный исключительно прикрепленными формами.

Течения воды для таких животных — это жизнь. И беда, если течения ослабевают или вода вовсе останавливается. Например, если вокруг вырос «лес» из водорослей или других быстро растущих прикрепленных животных, который «затеняет» маленькое животное. Ни подышать, ни поесть. В такой ситуации спасения для большинства сидячих организмов нет.

Губкам, которые представляют собой исключительно сидячие организмы, приходится особо тяжело. В принципе, они способны совершать очень медленные движения: «вздыхать», изменять диаметр отверстия для входа и выхода воды, отделять почки, а некоторые даже могут очень медленно ползать — на расстояние в один миллиметр они перемещаются за 20 часов. Кроме того, губки обладают уникальной способностью к реагрегации, о чем мы рассказывали ранее. Но все это, конечно, никак не способствует «выходу из окружения».

И вот недавно коллектив ученых кафедры зоологии беспозвоночных биофака МГУ впервые обнаружил, что вид Amphilectus lobata способен к активному движению, но при условии полной потери своего прежнего вида и восстановления его на новом свободном месте.

Видео 1. Передвижение губки A. lobatus в лабораторных условиях:

В благоприятных условиях такие животные имеют строение, типичное для многих морских губок: у них есть скелет из скрепленных минеральных спикул (иголочек), который поддерживает их мягкие ткани. И дышат, и питаются они, как большинство губок, прогоняя воду через свое тело. Но если вдруг условия меняются в неблагоприятную сторону, такие губки «разбирают» свое тело на отдельные клетки, которые теряют специализацию, сползают со скелета и расползаются в виде нескольких потоков в разных направлениях.

Клетки перемещаются в «потоке», не теряя связи друг с другом. У такого потока есть лидирующий край, который ползет по субстрату, а за ним в виде тяжа тянется остальная масса клеток. Вместе с собой клетки перемещают и некоторые спикулы скелета. А старый скелет, как пустые строительные леса, остается на старом месте. Отдельные потоки могут сливаться друг с другом или разделяться на несколько меньших.

Видео 2. Передвижение отделившейся части губки A. Lobatus

В подходящем месте поток клеток останавливается, образует скопление и постепенно формирует (восстанавливает) привычную структуру губки. Конечно, все это происходит очень медленно, в течение нескольких дней, но за это время губка может переместиться на расстояние, превышающее ее размеры в 5–10 раз! И часто из одной материнской губки получается несколько дочерних. То есть губка не только «выходит из окружения», но и размножается, так как число особей при этом увеличивается.

Видео 3. Поведение клеток в лидирующем конце перемещающейся губки A. Lobatus

Теперь представьте себе счастливый конец фильма ужасов: человека связали, привязали к стулу и заперли в помещении. И надолго забыли. А человек тем временем теряет телесную форму, клетки его тела сползают со скелета, единой массой ползут к двери и через замочную скважину проникают наружу. А потом где-нибудь собираются в единый ком и постепенно восстанавливают свой прежний облик! С новым скелетом, с руками-ногами, головой… Единственно, никто не гарантирует, что такой человек во всем будет похож на себя прежнего, но зато он выберется на свободу.

Видео 4. Поведение отдельных клеток в движущемся потоке

Жаль, что став сложно организованным и высоко разумным, человек, как и большинство многоклеточных животных, потерял подобную пластичность, свойственную клеткам простых организмов. Однако, разгадав механизмы, которые отвечают за возможность изменения и восстановления специализации клеток и регулируют их кооперативное поведение, мы сможем помочь нашим собратьям и себе в поддержании долголетия.

Игорь Косевич,
доцент кафедры зоологии беспозвоночных
биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

Источник

Биология

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Строение губок

• Домен: Эукариоты (Eukaryota)
• Царство: Животные (Animalia)
• Тип: Губки (Porifera)

Губки — примитивные животные с очень простым строением. Оформленных тканей губок нет. Клетки тела могут перемещаться из одного положения в другое без потери функции органа.

Некоторые зоологи считают, что губки — вовсе не многоклеточные животные, а просто одноклеточные простейшие, которые организуют сложные колонии. Поэтому такие учёные рассматривают этих животных как переходную форму между одноклеточными и многоклеточными.

Бокаловидное тело губок состоит из четырёх компонентов:

1. Наружный слой (эктодерма). Состоит из плоских клеток, плотно прижатых друг к другу (пинакоцитов). Пронизан порами, через которые в губку поступает вода. Эктодерма защищает организм от неблагоприятных условий среды.
2. Внутренний слой (энтодерма). Состоит из воротничковых клеток со жгутиками (хоаноцитов). Когда жгутики двигаются, внутри губки движется вода. Так эти животные питаются, дышат и выделяют ненужные вещества. Этот способ называется фильтрация. Внутреннее пространство, в котором происходят эти процессы, называется парагастральной полостью.

1. Студенистое вещество (мезоглея). Располагается между слоями. Это вещество включает разнообразные иглы (спикулы). Иглы обеспечивают твёрдость и могут состоять из карбоната кальция, кремния или специального органического вещества — спонгина. Спикулы формируют скелет, который может быть: минеральным (известковым или кремниевым), роговым (спонгионовым) или смешанным (кремниево-спонгионовым). Также внутри вещества располагаются клетки, которые способны к амебоидному движению с помощью ложноножек. Эти клетки переваривают поступающие вещества. Также внутри находятся половые клетки, функцией которых является размножение.

1. Подошва. Место крепления к поверхности. В верхней части подошвы расположено устье, через которое из губки выводится вода.

Выделяют три типа строения:

1. Аскон. Наиболее простой тип. Подошвой прикреплён к поверхности, а устьев обращён вверх в водное пространство. В основном, повторяет строение, которое было описано выше. Ток воды проникает через поры, затем через поровые каналы проходит в парагастральную полость и выходит через устье.
2. Сикон. Прозрачное студенистое вещество утолщается, чтобы вода задержалась внутри тела и лучше поддалась фильтрации. Ток воды проникает через поры, затем через поровые каналы проходит в специальные отделы, которые называются жгутиковыми карманами. Далее — в парагастральную полость и устье.
3. Лейкон. Слой мезоглеи утолщается ещё больше. Жгутиковые карманы становятся ещё больше и называются жгутиковыми камерами.

Образ жизни губок

Исходя из строения, можно предположить образ жизни губок. Так как губки ведут прикреплённый образ жизни, то они должны жить там, где есть твёрдая поверхность. То есть на дне.

Губки питаются с помощью фильтрации, поэтому им нужны такие водные пространства, где есть постоянный ток воды. В основном, они предпочитают морскую воду, но могут жить и в пресных водоёмах.

Фильтрация — совершенно особенный тип питания губок. Они вынуждены каждую секунду пропускать через себя огромные объёмы воды, в которых могут затеряться пищевые частицы. Ток воды обеспечивают хоаноциты — клетки со жгутиками.

Пищевые частицы могут быть разными. Обычно это мелкий планктон — одноклеточные организмы, которые свободно плавают в воде. Поедая планктон, фильтраторы очищают водные пространства, в которых они обитают.

Газообмен происходит также с помощью фильтрации. Вместе с током воды через поры во внутреннюю полость поступает кислород, а выходит углекислый газ через устье.

Так как губки — прикреплённые животные, то у них должны быть подвижные стадии для заселения дна. Действительно, такие стадии есть: у губок имеются подвижные личинки при половом пути размножения.

Для губок характерен бесполые и половой пути размножения. Бесполое размножение губок обычно осуществляется при повреждении. Если о губки случайно оторвётся её часть, то при попадании на субстрат из этой части может появиться новый организм. Такой процесс называется регенерацией. Этот способ бесполого размножения также именуется фрагментацией (отделением фрагментов тела).

Кроме фрагментации, к бесполому размножению губок также относится почкование. При этом способе на взрослой губке образуется мелкая особь — почка. Новая особь полностью повторяет материнский организм. Почка отделяется и заселяет новое пространство.

Половое размножение губок осуществляется при помощи половых клеток: яйцеклеток и сперматозоидов. Губки являются гермафродитами, поэтому внутри них образуются оба вида половых клеток. Одна губка выпускает сперматозоиды, и они достигают яйцеклеток другой губки. Так происходит оплодотворение. Из зиготы развивается подвижная личинка, которая находит себе подходящую поверхность. После прикрепления жгутики перемещаются внутрь тела и становятся хоаноцитами. Так происходит превращение во взрослую особь. Из-за этого удивительного процесса учёные иногда называют губок животными, которых вывернули наизнанку.

Несмотря на своё простое строение и образ жизни, эти животные могут себя защитить. От суровых условий среды их защищает плотный слой плоских клеток — эктодерма. Студенистое вещество с множеством игл защищает от хищников твёрдостью. Некоторые губки способны выделять неприятный запах или даже яд.

Значение губок в природе не так высоко. Они участвуют в круговороте веществ: этих животных поедают другие водные животные, которые смогли преодолеть их защитные механизмы.

Главная их функция — фильтрация. Через губок проходит огромное количество воды, которое с их помощью очищается от вредных примесей. Можно сказать, что эти животные являются санитарами воды.

Губки в своих целях использует человек. Бадягу применяют в медицине для лечения синяков и ушибов.

Классификация губок

Все губки принято делить на три класса:

Класс Известковые губки. Представители этого класса имеют известковый скелет, то есть у них известковые иглы губок из карбоната кальция. Это не самые прочные иглы: их тело не такое крепкое, как у других губок. Живут в морской воде ближе к поверхности. Могут жить поодиночке и в колониях. Все представители имеют жёлто-серую окраску. Многие из них вступают в симбиоз с другими организмами, например, цианобактериями.

Класс Стеклянные губки. К особенностям строения губки относят иглы. Такие иглы состоят из кремния и по внешнему виду напоминают стекло — кремниевый скелет. Живут не на поверхности, а на глубине. Предпочитают жить по одному. Тело не очень прочное. Окраска может быть различной: серой, белой, коричневой и жёлтой.

Из-за своей красоты скелеты этих губок используют как сувениры. Самый красивый скелет у губки Корзинка Венеры: он будто состоит из нежнейших ажурных кружев. В Японии скелет стеклянных губок дарят молодожёнам как знак нерушимого союза.

Другой представитель этого класса — гиалонема.

Класс Обыкновенные губки . Самый большой класс, который занимает почти 85% всех губок. Иглы этого класса состоят из кремния и специального органического вещества — спонгина. Также в спикулах может находиться коллаген. Благодаря этому, иглы могут гнуться в различные стороны и выдерживать большую нагрузку, чем иглы представителей других классов. Тип скелета обыкновенных губок — смешанный. Обитают в морских и пресных водных пространствах на всех глубинах. Окраска разнообразная. Обычно предпочитают жить в колониях. Могут вступать в симбиоз с другими животными, например, цианобактериями и коралловыми полипами.

Часто представители этого класса обладают способностью производить опасные яды и токсины. Эти опасные вещества губки используют против хищников, но также могут испускать на прикреплённые организмы, которые могут заселить их территорию. К таким ядовитым веществам относятся суберитин и агелиферин.

К защитным свойствам губок также относят испускание неприятного запаха. Например, губка Lissodendoryxisodictyalis испускает запах чеснока, который отпугивает хищников.

Самый известный представитель обыкновенных губок — бадяга. Она имеет вид зелёного или коричневого растения. Окраску обеспечивает наличие в скелете водорослей, которые живут с бадягой в симбиозе. Спикулы состоят из спонгина и кремнезёма. Размножаются и бесполым, и половым путём. В медицинских целях используют порошок из бадяги, который растирают по коже для устранений болей. Также бадяга устраняет синяки. Эта губка может приносить и вред человеку: иногда бадяги селятся в водопроводных трубах и засоряют их.

Другие известные представители этого класса: туалетная губка, кубок Нептуна.

Источник