Полный цикл развития кишечнополостных
Тип Кишечнополостные – это многоклеточные особи, обитатели водных просторов, преимущественно морей. Одни виды приспособились к малоподвижному образу жизни (прикрепляются к дну или субстрату), другие активно передвигаются, преодолевая большие расстояния.
Насчитывается более 10000 видов кишечнополостных организмов. Разнообразие кишечнополостных очень велико: встречаются мелкие особи до пары миллиметров, и огромные представители – это медуза цианея, шириной около двух метров, а щупальца достигают 15 метров в длину.
Медуза цианея / арктическая цианея / волосистая цианея
Почему кишечнополостные животные получили такое название? Кишечнополостные имеют двухслойное тело, так что между клетками слоев образуется полость, которая снабжена одним ротовым отверстием. Полость называется кишечной, так и сформировалось название кишечнополостные.
Строение кишечнополостных
Для кишечнополостных характерна радиальная симметрия, если провести линию от нижнего края до верхнего, то противоположные участки тела относительно проведенной оси буду идентичны. Стенка полипа состоит из трех слоев.
Эпидермис
Первый слой — наружный шар эпителиальных клеток (эпидермис).
В состав эктодермы также входят:
- Сократительные клетки (обеспечивают передвижение);
- стрекательные, которые выполняют защитную функцию. В капсуле стрекательных клеток находится парализующий яд, при приближении опасности ядовитые вещества поступают в специальный канал, который расположен в стрекательной нити и направляется к телу жертвы. После выплёскивания яда клетка погибает, начинает формироваться новая из промежуточных клеток;
- промежуточные клетки способны к постоянному делению и превращению в специализированные, так осуществляется регенерация организма;
- половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды, формируются в эктодермальных бугорках.
Эндодерма
Второй слой — внутренний (эндодерма). Клеточный шар выстилает кишечную полость, состоит из двух типов клеток:
- Пищеварительных – имеют жгутики и ложноножки, с помощью которых захватывают частицы пищи и осуществляют внутриклеточное пищеварение;
- железистых — выделяют ферменты для расщепления продуктов питания в гастральной полости.
Мезоглея
Мезоглеи, которая находится между слоями и представляет собой желеобразную массу, с коллагеновыми волокнами, не содержит клеток.
У кишечнополостных отсутствует мезодерма – средний зародышевый листок.
Органы кишечнополостных
Все представители лишены специализированных органов дыхания, кровообращения, выделения. Нервная система кишечнополостных представлена нервными клетками, которые соединены в нервное сплетение. У медуз возле рта и купола расположены нервные кольца.
Пищеварение осуществляется в кишечной полости за счет железистых клеток, за внутриклеточное переваривание отвечают эпителиально-мускульные клетки. Выводятся переваренные остатки через ротовое отверстие (пищеварительная система замкнутая).
Размножение кишечнополостных идет путем почкования, это бесполый механизм, когда тело делится в продольном или поперечном направлениях. При половом делении сперматозоиды и яйцеклетки попадают во внешнюю среду, где происходит их слияние. Сначала формируется зигота, а затем выходит личинка – планула. После преобразования планулы из нее может сформироваться или полип или медуза.
Жизненный цикл кишечнополостных
В зависимости от жизненного цикла кишечнополостных выделяют две группы: бесполое поколение (полипы) и половое (медузы).
Полипы – это одиночные организмы или колониальные, которые объединяют от десятков до тысяч отдельных особей. Оснащены ротовым отверстием со щупальцами, которое переходит в гастральную полость. Нижняя часть полипа – это подошва, с помощью которой он крепится к подводным предметам или дну.
Внутренняя полость разделена септами, количество которых соответствует числу щупалец. От септ отходят реснички, которые находятся в постоянном движении и обеспечивают регулярную смену воды внутри полипа.
Беспрерывное перемещение воды обеспечивает повышенное давление в кишечной полости, так полипы расправляются и долгое время находятся в таком положении. Когда он устает, то сменяет свою позу, наклонившись или переместившись на небольшое расстояние.
Коралловые полипы
Медузы формой тела похожи на колокол, сократительные клетки которого обеспечивают активное перемещение особей в воде. Мезоглея на 98% состоит из воды, остальное приходится на соединительную ткань. Медузам, из-за высокого содержания воды, легко удерживаться в водной среде.
На нижней части колокола находится ротовое отверстие с ротовыми лопастями. С помощью рта, идет захват пищи, которая поступает в кишечную полость. Она состоит из множества канальцев, отошедших от центральной полости. В области рта расположены стрекательные клетки, служащие для добычи пищи и защиты от врагов.
Медузы обладают органами чувств, на поверхности тела есть глазки, воспринимающие световые лучи. Если медузу вынесет на берег, она погибнет из-за полного испарения воды.
Какая стадия жизненного цикла кишечнополостных способствует их расселению?
Расселение животных по морским просторам идет на личиночной и медузоидной стадии. В эти периоды жизни они способны передвигаться или разносятся течением. Полип же может за весь период существование переместится только на пару метров, а большинство вовсе неподвижные.
Виды кишечнополостных
Выделяют следующие виды кишечнополостных: гидроидные, сцифоидные и коралловые полипы.
Гидроидные – имеют относительно простое строение в сравнении с другими представителями типа. Питаются планктоном, мелкими животными. В весенне-летний период размножается бесполым путем, на теле развиваются почки, которые дозревая, покидают материнскую особь. Осенью идет половое размножение, с формированием яйца, которое по весне даст жизнь новым организмам.
Сцифоидные – класс свободноплавающих медуз, стадия полипа или отсутствует, или слабо развита. Размножение половое, формируется сцифостома, от которой отпочковываются медузы (молодая форма – эфир).
Коралловые – организмы, с внутренним ороговевшим скелетом. Ведут сидячий образ жизни, размножаются почкованием, при этом не отделяются от материнского организма, или половым путем.
| Сравнительная таблица отличия плоских червей от кишечнополостных животных | ||
|---|---|---|
| Характеристика | Тип Кишечнополостные | Плоские черви |
| Место обитания | Водная среда | |
| Категория | Многоклеточные | |
| Тип строения тела | Радиальная симметрия | Двусторонняя симметрия |
| Структура стенки | Два слоя клеток | Три слоя клеток |
| Органы и системы | Наличие только специализированных клеток: мускульных, нервных, половых | Характерно для всех представителей |
Плоские черви имеют более сложное строение и развитые, дифференцировку тканей и органов. Но представители кишечнополостных значительно эволюционировали в сравнении с простейшими организмами, что проявляется в строении, способе жизни, продолжении рода.
Сравните особенности жизнедеятельности кишечнополостных и простейших с помощью представленной таблицы.
| Сравнение жизнедеятельности кишечнополостных и простейших | ||
|---|---|---|
| Характеристика | Кишечнополостные | Простейшие |
| Категория | Многоклеточные | Одноклеточные |
| Место обитания | Водная среда | Почва, вода |
| Передвижение | С помощью сокращения мускульных клеток | За счет жгутиков и сократительных вакуолей |
| Специализированные клетки | Присутствуют | Отсутствуют |
| Питание | Гетеротрофы | |
| Размножение | Половое и бесполое | |
| Дыхание | Поверхностью тела | |
Роль кишечнополостных в природе
Участвуют в регуляции численности мелких рыб, ракообразных, так как они являются пищей для кишечнополостных организмов.
Являются составляющей частью морского биоценоза.
Образуют коралловые рифы – массовое скопление мадрепоровых кораллов. Располагаются вблизи островов, постепенно нарастая вверх, формируя острова (атоллы).
Атоллы — острова из коралловых рифов
Служат сырьем для добычи извести.
Кишечнополостные организмы могут жить в симбиозе с другими животными. Актинии, которые ведут малоподвижный способ жизни, часто прикрепляются к ракам и таким образом, быстрее перемещаются. Сожительство выгодно и для рака, так как актиния защищает его от врагов.
Щупальца актинии служат местом укрытия для небольших креветок.
Значение кишечнополостных организмов в жизни человека
Широко используются в пищевой промышленности (съедобные медузы – корнероты). Японцы каждый год вылавливают несколько тысяч тонн медуз Ропилем, из которых готовят разные блюда.
Делают ювелирные изделия из скелета красного кораллового полипа.
Острова коралловых рифов стают преградой на пути транспортных судов.
Опасный для здоровья человека яд, который выделяют стрекательные клетки кишечнополостных, вызывает тяжелые ожоги, а также дыхательную недостаточность и сердечную аритмию.
Источник
Жизненный цикл кишечнополостных, чередование поколений
Из современных нам кишечнополостных животных наиболее просто завершается жизненный цикл коралловых полипов. Оплодотворенное яйцо начинает дробиться. Сначала оно делится надвое, затем каждая из образовавшихся клеточек в свою очередь также разделяется, и так далее. В результате образуется большое количество мелких клеток, расположенных в один слой и имеющих вид маленького полого шарика. Вслед за этим часть клеток начинает погружаться внутрь, в результате чего получается двуслойный зародыш. Из его внутреннего слоя впоследствии формируется энтодерма, а из наружного – эктодерма будущего полипа.
Эктодерма покрыта многочисленными мелкими ресничками, при помощи которых зародыш получает способность плавать; с этого момента он превращается в личинку, называемую планулой. Планула не способна питаться и размножаться. Она некоторое время плавает в толще воды, затем садится на дно, прикрепляясь к нему передним концом. Вскоре после этого на заднем (теперь уже верхнем) конце планулы прорывается ротовое отверстие и образуется венчик щупалец. Так возникает первый полип. У колониальных форм этот полип вскоре выпочковывает на себе других полипов, те в свою очередь следующих и т. д. Возникает колония. По достижении колонией определенной степени развития составляющие ее полипы начинают размножаться также и половым путем, образуя яйца. На этом цикл замыкается.
Иначе протекает жизненный цикл у гидроидных и сцифоидных. Дробление яйца и развитие планулы происходит у них так же, как у коралловых полипов, аналогичным способом возникает и первый полип – основатель колонии, а потом и вся колония (у сцифоидных колонии обычно не образуется). Однако полипы гидроидных и сцифоидных совершенно лишены способности к половому размножению, зато они выпочковывают или отделяют не только подобных себе полипов, но совершенно не похожих на них медуз. Медузы и являются половыми особями. Образование медуз у гидроидных и сцифоидных происходит по-разному.
У гидрополипов медузы возникают из почек. Вначале такая почка внешне похожа на обычную почку, из которой развивается полип, но затем появляются отличия. Медузоидная почка сильно увеличивается в размере, становится полупрозрачной, внутри ее появляются 4 радиально расположенных канала и отходящий от места их скрещивания ротовой хоботок. Теперь молодая медузка внешне напоминает маленький колокольчик или зонтик. Вскоре она отрывается от колонии полипов и уплывает. Медузы самостоятельно питаются и увеличиваются в размерах, затем у них возникают половые железы. Яйца и сперма выбрасываются прямо в морскую воду, где происходит оплодотворение яиц. Из яиц возникает личинка – планула. На рисунке 149 показан типичный жизненный цикл на примере гидроида из рода Корине (Соrynе sarsii).
У сцифоидных, как правило, полипы (их называют сцифистомами) не образуют колоний: возникшие в результате почкования полипчики отделяются от материнской сцифистомы и ведут самостоятельный образ жизни. Вскоре каждый такой полип претерпевает серьезные изменения: его щупальца укорачиваются, а на теле появляется ряд кольцевидных перетяжек, которые становятся все более и более глубокими, как это показано на рисунке 150. Затем начиная с верхнего конца от полипа отделяются дисковидные медузы (на этой стадии их называют эфирами), которые переворачиваются ротовой стороной вниз и уплывают. Эфиры питаются, растут и превращаются в крупных половозрелых сцифоидных медуз, размножающихся исключительно половым путем.
Таким образом, на примере гидроидных и сцифоидных мы имеем возможность познакомиться с весьма своеобразным явлением, называемым чередованием поколений. Действительно, в жизненном цикле этих двух групп кишечнополостных наблюдается правильная смена донного, сидячего, часто колониального полипоидного поколения, размножающегося вегетативно, с поколением свободноплавающим, одиночным, медузоидным, размножающимся половым путем. Разные поколения ведут различный образ жизни и устроены неодинаково, поэтому до открытия явления чередования поколений их считали самостоятельными группами животных.
Чередование поколений имеет очень большое значение для жизни гидроидных и сцифоидных: прикрепленный образ жизни полипов препятствует их расселению, а медузы, покинув колонию, могут далеко уноситься морскими течениями и разбрасывать яйца на очень большом пространстве, заселяя все новые и новые области. Чередование различно устроенных поколений довольно широко встречается в животном мире. Кроме кишечнополостных, оно обнаружено у некоторых плоских, круглых и кольчатых червей, у ряда ракообразных и даже у низших хордовых.
Именно у представителей хордовых – сальп – известный зоолог и поэт Шамиссо в 1819 г. открыл чередование поколений. Это открытие повлекло за собой поиски новых случаев чередования поколений. В 1841 г. М. Сарс описал чередование поколений у двух сцифоидных медуз – аурелии (Aurelia) и цианеи (Суапеа), а годом позже Стенструп установил, что гидроидные также развиваются с чередованием поколений.
Исследования Шамиссо, Сарса и Стенструпа явились значительным событием для зоологов прошлого века, благодаря им пришлось пересмотреть многие старые представления о биологии и систематике.
Описанный выше способ чередования поколений у кишечнополостных называют метагенезом, а животных с этим типом жизненного цикла – метагенетическими. Для метагенеза характерно правильное чередование полового поколения с поколением, размножающимся вегетативно, путем деления или почкования.
Не следует думать, что жизненный цикл у всех видов гидроидных и сцифоидных идет строго по той схеме, с которой мы уже ознакомились. В большинстве случаев от такого типичного проявления метагенеза имеются более или менее заметные отклонения, зависящие от целого ряда причин.
Главной причиной, вызывающей нарушение правильного метагенеза, следует считать различие условий среды, в которых обитают полипы и медузы. В самом деле, придонный, неподвижный образ жизни полипов неизбежно вызывает у них появление целого ряда приспособлений, отвечающих условиям их существования. Так как полипы неподвижно сидят на дне, они не нуждаются в особых органах чувств, позволяющих им на расстоянии узнавать о приближении врага или добычи: ни приблизиться к добыче, ни уйти от врагов они все равно не могут. Поэтому полипы сохранили одно только чувство осязания, позволяющее им ощупью ловить добычу, прикоснувшуюся к расставленным щупальцам.
Другой способ защиты полипов заключается в образовании наружного скелета. Чем прочнее и тяжелее скелет, тем надежнее он защищает полипов и лучше удерживает всю колонию на морском дне. Указанные выше особенности полипов характерны не для одних только кишечнополостных – они вырабатываются у многих прикрепленных водных организмов. Общим свойством большинства сидячих животных является также образование колоний. Очень характерно оно и для полипов кишечнополостных и для сифонофор. С образованием колоний часто связано разделение функций ее членами.
Особенно ярко это проявляется у гидроидных полипов. Только у очень немногих видов все полипы устроены одинаково и каждый из них может отпочковывать медуз. Гораздо чаще одни полипы, снабженные щупальцами и ртом, ловят для колонии добычу, но не способны размножаться, тогда как другие лишены щупалец и рта, зато приспособлены исключительно к почкованию медуз. Так дело обстоит у широко распространенного гидроида обелии (Obelia geniculata). У таких видов правильность метагенеза нарушается, так как часть полипов (кормящие особи) не дает полового потомства.
Чем сложнее становится колония, тем большее значение приобретает она в жизненном цикле. Роль медуз при этом уменьшается. Большая колония способна прокормить не только полипов, но и медуз. Поэтому медузы долгое время не отрываются от колонии и покидают ее только тогда, когда их половые продукты созревают. Наконец, имеется много таких видов гидроидных, колония которых настолько усложнена, что медузы вообще прекращают отрываться и становятся такими же прикрепленными организмами, как полипы. При этом характерные признаки медузы – зонтик, глазки, каналы гастроваскулярной системы – постепенно утрачиваются и медуза становится похожей на набитый яйцами мешочек. У пресноводных гидр медузы вовсе не образуются.
Но вернемся к типичному метагенезу и проследим за свободноплавающими медузами. Их образ жизни резко отличается от того, который ведут полипы. Медузы – подвижные животные, и потому у них вырабатываются приспособления для движения и ориентировки в пространстве. В первую очередь это касается развития зонтика и мускулатуры, а также органов чувств. У отдельных видов эти приспособления развиты настолько хорошо, что медузы могут далеко уплывать от тех мест, где они начали свою самостоятельную жизнь, отделившись от полипа.
Часто они попадают в такие места, где нет подходящих условий для развития полипо-идного поколения, например в открытое море, над большими глубинами. Планулы таких медуз, не найдя подходящего места для прикрепления, погибают. Но так обстоит дело далеко не со всеми видами гидроидных и сцифоидных медуз. Часть из них приспособилась к жизни именно в поверхностных слоях воды в открытом море, но при этом изменился и их жизненный цикл.
У гидромедузы бугенвиллии (Bougainvillia platygaster) яйца не выбрасываются в воду, а развиваются в половой железе самки, здесь же происходит и образование маленьких полипчиков, которые выпочковывают новых медуз. Случай этот не единственный, развитие полипов прямо на половой железе медузы характерно также и для одного вида кампанулярии (Campanularia maccrady), и для некоторых других медуз. У этих видов полипоидное поколение хотя и имеется, но оно перестало быть донным и не образует больших колоний. У некоторых видов подавление полипоидной стадии пошло еще дальше и полипы вовсе исчезли из жизненного цикла. Из планулы таких медуз возникают не полипы, а такие же медузы. Так протекает жизненный цикл большой группы гидроидных медуз – трахилид, а из сцифоидных у видов рода пелагия (Pelagia), живущих в открытом море.
Как видно из приведенных примеров, метагенетический жизненный цикл весьма пластичен. Пока он является выгодным для процветания вида, он сохраняется, но как только условия меняются и одно из поколений получает некоторое преимущество, другое поколение подавляется и может совсем исчезнуть.
Жизнь животных. Том первый. Простейшие. Кишечнополостные. Черви. Москва «просвещение» 1981
AOF |
04.01.2019 20:14:23
Источник