Коралловые полипы

Общая характеристика кишечнополостных

К типу кишечнополостных относятся низшие многоклеточные животные, которые, однако, по целому ряду признаков стоят выше губок. Это преимущественно морские животные, и лишь немногие из них живут в пресных водах. Тип кишечнополостных включает около 9000 видов. Тело кишечнополостных образовано двумя слоями клеток: наружным — эктодермой и внутренним — энтодермой. Между эктодермой и энтодермой находится бесструктурное вещество, которое у одних форм (гидры, морские гидроидные полипы) образует тонкую базальную мембрану, а у других (гидромедузы, сцифомедузы, коралловые полипы) представлено студенистой мезоглеей.

У большинства кишечнополостных выражена радиальная, или лучевая, симметрия, однако у более высокоорганизованных коралловых полипов наблюдаются отклонения в сторону двухлучевой и даже двусторонней, или билатеральной, симметрии.

Для кишечнополостных характерны две жизненные формы: сидячий мешковидный полип и плавающая дисковидная медуза. Обе жизненные формы могут чередоваться в жизненном цикле одного и того же вида, т. е. поколение полипов, размножающихся бесполым путем, дает начало поколению плавающих медуз, формирующих половые продукты (морские гидроидные полипы, сцифоидные). Таким образом, большинству кишечнополостных свойственно чередование поколений — метагенез. Однако некоторые группы кишечнополостных не имеют медузоидного поколения (гидры, коралловые полипы) или утеряли жизненную форму полипа (некоторые виды гидроидных и сцифоидных).

Для всех кишечнополостных характерно присутствие особых стрекательных клеток, служащих средством защиты и нападения, которые не встречаются у животных других типов.

Пищеварительная система кишечнополостных очень примитивна. Рот — единственное отверстие, ведущее в слепозамкнутую гастральную полость. В отличие от губок переваривание пищи у кишечнополостных происходит под действием ферментов в гастральной полости. Мелкие пищевые частицы, на которые распадается пища, захватываются клетками энтодермы и перевариваются внутриклеточно. Таким образом, кроме внеклеточного, или полостного, пищеварения, имеет место примитивное внутриклеточное переваривание пищи. Выделение экскрементов происходит через ротовое отверстие. У полипов гастральная полость мешковидная, а у медуз в связи с мощным развитием мезоглеи распадается на систему каналов (радиальных и кольцевого ), которая называется гастроваскулярной. Последняя обеспечивает переваривание пищи и распределение питательных веществ по телу животного. Кроме того, гастроваскулярная система принимает участие в газообмене.

В пределах типа кишечнополостных наблюдается усложнение строения пищеварительной системы. У более примитивных гидроидных и сцифоидных вся гастральная полость образована энтодермой. Они имеют так называемый гастральный тип строения: эктодерма и энтодерма сходятся по краям ротового отверстия, чем напоминают стадию зародыша — гаструлу. У более высокоорганизованных коралловых полипов впервые образуется передний отдел кишечника — эктодермическая глотка. Прогрессивной чертой можно считать также увеличение поверхности гастральной полости, что достигается у полипов образованием перегородок, или септ, а у медуз — усложнением гастроваскулярной системы.

Кишечнополостные находятся на тканевом уровне организации, т. е. у них имеются настоящие, хотя и малодифференцированные, ткани. У более примитивных гидроидных эктодерма и энтодерма образованы преимущественно эпителиально-мускульными клетками. При этом эктодерма совмещает покровную и двигательную функции, а энтодерма — пищеварительную и двигательную. В пределах типа происходит частичное выделение самостоятельной мышечной ткани.

Впервые возникает нервная система диффузного типа, состоящая из разбросанных нервных клеток, соприкасающихся между собой отростками и образующих нервную сеть, или сплетение. У плавающих медуз наблюдаются концентрация тел нервных клеток и образование органов зрения и равновесия.

Кишечнополостные размножаются как бесполым, так и половым способом. Незавершенное бесполое размножение приводит у ряда видов к образованию больших колоний. Многие кишечнополостные раздельнополы, но встречаются и гермафродиты. Половые продукты развиваются у более примитивных форм (гидроидные) в эктодерме, а у более высокоорганизованных (сцифоидные, коралловые полипы) — в энтодерме, чем обеспечивается их лучшее снабжение питательными веществами. Зрелые половые продукты обычно выводятся в воду, оплодотворение наружное. Развитие со свободноплавающей личинкой, одетой ресничками,— планулой — или прямое.

Морфология

Внешний облик

Рот полипа расположен на ротовом диске, который направлен от субстрата и обрамлён одним или, реже, двумя венчиками щупалец. Часто круглое или щелевидное ротовое отверстие находится на небольшом возвышении — ротовом конусе (манубриуме). Число щупалец у разных представителей варьирует и изменяется в ходе жизни. Основная функция этих органов — добыча пищи. Они несут на своей поверхности множество стрекательных клеток и обладают собственной подвижностью: способны сгибаться и сокращаться.

У одиночных форм на аборальном (противоположном рту) полюсе тела располагается подошва или педальный диск. С помощью неё полипы крепятся к субстрату (постоянно или временно). У многих постоянно прикреплённых форм подошва и прилежащая поверхность тела способны выделять хитиновую кутикулу, которую называют перидерма или перисарк. Подошва мадрепоровых коралловых полипов выделяет наружный известковый скелет.

Функциональные единицы колониальных полипов — зооиды — организованы по тому же плану, что и одиночные, но значительно меньше размером. Их аборальный полюс не несёт подошвы, а переходит в общее тело колонии — ценосарк.

Скелет и мускулатура

Колониальный гидроидный полип Millepora, как и коралловые полипы, способен образовывать коралловые рифы

Скелет полипов гидрополипов, сцифополипов и кубиполипов обычно представлен хитиновой перидермой, которая оформлена в виде чашечки вокруг подошвы (у одиночных форм) или одевает всё тело колонии (у колониальных). Коралловые полипы демонстрируют большее разнообразие вариантов организации скелета. Они (равно как, впрочем, и некоторые гидроидные) могут выделять известковый скелет: наружный (мадрепоровые кораллы, некоторые восьмилучевые) или внутренний (горгонарии). У подвижных одиночных форм (например, актиний) распространён другой вариант — гидроскелет: при плотно сомкнутом ротовом отверстии опорную функцию может брать на себя заполненная водой полость кишечника. Наконец, у некоторых коралловых полипов и крупных гидрополипов в мезоглее развивается органический скелет.

Эпителиально-мускульные клетки входят в состав как эпидермиса, так и гастродермиса. В первом они обычно ориентированы продольно, в последнем — поперечно. Обособленные мышечные пучки бывают ассоциированы с септами (перегородками), расположенными в пищеварительной полости.

Другие системы органов

Нервная система и органы чувств развиты значительно слабее, чем у медуз, в основе лежит субэпителиальное нервное сплетение (нервный плексус).

Половые железы имеются только у тех представителей, в жизненном цикле которых отсутствует стадия медузы. Половые клетки происходят из энтодермального зачатка и располагаются в эпидермисе у гидрополипов и в гастродермисе у коралловых полипов. Половые продукты вымётываются наружу через разрывы стенок гонад. В редких случаях (у некоторых актиний) имеет место яйцеживорождение: развитие личинки происходит в гастральной полости материнского организма.

Распространение в группах и отличия от медуз

Полипы характерны для всех традиционно выделяемых классов стрекающих: гидроидных (Hydrozoa), сцифоидных (Scyphozoa), кубозоев (Cubozoa) и, конечно, для лишённых медузоидного поколения коралловых полипов (Anthozoa). Для полипов первых трёх перечисленных групп в литературе существуют особые термины: гидрополип, сцифополип и кубиполип, соответственно. Согласно некоторым трактовкам, полипами также следует считать ведущих прикреплённый образ жизни представителей двух других классов — ставромедуз и полиподия. Однако эта точка зрения оспаривается.

Наиболее принципиальное отличие полипоидного поколения от медузоидного — степень развития мезоглеи (соединительной ткани между эпителием поверхности тела и эпителием кишечника). У полипов мезоглея обычно выражена слабо и представляет собой базальную пластинку этих эпителиев, тогда как мезоглея медуз развита в объёмную студенистую массу, выполняющую скелетную функцию.

То, что в жизненном цикле коралловых полипов стадия медузы отсутствует, даёт некоторые основания полагать, что форма полипа для стрекающих первична.

Существует ряд стрекающих с модифицированным жизненным циклом без полипоидного поколения (например, наркомедузы). По аналогии с метагенезом, который подразумевает чередование поколений, такой цикл называют гипогенезом.

Жизнедеятельность кораллов

Каждая веточка коралла представляет собой скопление мелких полипов, называемое колонией. Каждый такой организм образует вокруг себя известковую оболочку, служащую ему защитой. Когда происходит рождение нового полипа, он прикрепляется к поверхности предыдущего и начинает формировать новую оболочку. Так происходит постепенный рост коралла, который при благоприятных условиях составляет примерно 1 см в год. Большие скопления таких морских организмов образуют коралловые рифы.

1. Имеющие известковый скелет. Именно они принимают участие в процессе формирования рифов.

2. Обладающие белковым скелетом. К ним относятся черные кораллы и горгонарии.

3. Лишенные любого твердого скелета (актинии).

Почкование

Полипы способны к бесполому размножению в форме продольного или, реже, поперечного деления тела. Кроме того, распространено размножение в форме почкования. Почка образуется либо вне венчика щупалец (экстратентакулярное почкования), либо внутри венчика (интратентакулярное почкование). Не доведённое до конца бесполое размножение — механизм роста колониальных форм.

Стробиляция

Основная статья: Стробиляция

Стробиляция — особая форма почкования, характерная для полипов тех представителей сцифоидных и кубозоев, жизненный цикл которых представляет собой метагенез. В ходе стробиляции на оральном диске внутри венчика щупалец (интратентакулярно) закладывается дисковидная почка медузы, отделённая от полипа перетяжкой. У многих сцифоидных таких почек может закладываться несколько (полидисковая стробиляция), тогда они располагаются друг над другом подобно стопке тарелок. Всё тело полипа с почками медуз называют стробилой (лат. strobilus — «шишка»). После отделения от тела полипа почка (эфира) развивается в медузу. Стробиляцию, при которой в стробиле присутствует только одна почка, называют монодисковой.

Взгляды исследователей на то, стоит ли считать образование медуз кубиполипами стробиляцией, разнятся.

Тип «Кишечнополостные»

На Земле насчитывается около 9 тысяч видов животных, относящихся к данному типу. Среди кишечнополостных самые известные – это кораллы, медузы, анемоны. Средой обитания для данного типа в основном являются морские водоёмы.

Рис. 1. Разнообразие кишечнополостных

Тело этих многоклеточных животных представлено в виде двухслойного мешка, внутри которого расположена кишечная полость. На одном конце полость имеет отверстие, покрытое энтодермой, здесь переваривается пища. Это отверстие в данном случае является ртом. Вокруг него расположен целый венец щупалец, которыми захватывается добыча. Остатки пищи, которые не переварились, также выводятся через ротовое отверстие.

Наличие стрекательных клеток является характерной чертой данного типа. Именно с их помощью осуществляется поражение и захват добычи.

Внутреннее строение представлено в виде двух слоёв – эктодермы и энтодермы, между которыми расположена желеобразная мезоглея. Здесь находятся амебоциты, которые принимают участие в пищеварительном тракте, а также в процессах отторжения.

Рис. 2. Внутреннее строение

Разновидности по форме

Кораллы, прежде всего, классифицируют по форме. Всего различают два основных существующих подкласса — восьмилучевые и шестилучевые, и один вымерший — четырёхлучевой. А уже эти подклассы подразделяются на отдельные отряды.

Восьмилучевые кораллы

Восьмилучевые кораллы, они же альционарии, — коралловые полипы, которые образуют колонии из совсем маленьких кустиков. Их размер обычно не превышает 1 см. Особенность этого вида — наличие венчика, восьми щупальцев и столько же перегородок.

Шестилучевые кораллы

Один из самых распространённых видов коралловых полипов. Могут существовать как по одиночке, так и создавать целые колонии. Им характерна шестилучевая симметрия, то есть количество щупальцев у них равняется или кратно 6. В редких случаях — это 5, 8 или 10.

Четырёхлучевые кораллы

Четырёхлучевые кораллы, или ругозы, — подкласс вымерших полипов. Они были распространены в период палеозоя и обитали, как правило, на выровненной области подводной окраины материка (береговой платформе), что примыкает к суше. Условия их выживания были довольно требовательны — только тёплая температура и чистейшая вода.

Сам подкласс ругозы включал два основных отряда — Cystiphyllida и Stauriida, которые насчитывали восемь семейств и 13 подотрядов.

Строение и размножение коралловых полипов

Щупальца вооружены стрекательными клетками и выполняют роль «гарпуна» проплывающей мимо добычи. Работа стрекательных клеток отдаленно напоминает работу пчелиного жала. При соприкосновении с добычей клетка «взрывается», выстреливая шипиком, содержащим яд. После срабатывания стрекательной клетки полипу требуется до 48 часов на ее восстановление. Некоторые полипы имеют ядовитые клетки не только в ротовой области, но и по всему телу. Они используют их для самообороны.

Большинство полипов однополы, но встречаются и гермафродитные виды. Размножение обычно протекает следующим образом: сперматозоиды выпрыскиваются в воду из ротовой полости и так же через ротовую полость попадают внутрь женских особей, где и происходит оплодотворение. В результате образуется личинка, которая свободно плавает, пока не созреет, в толще воды. Через некоторое время личинка опускается на дно. Если она падает на уже существующую колонию, то продолжает ее рост. Если же она приземляется на пустое дно, то дает начало новой колонии.

Некоторые виды коралловых полипов размножаются почкованием.

Образ жизни

Огромное количество морских полипов участвует в образовании рифов. Кораллами чаще всего называют скелетные остатки колоний полипов, которые остались после гибели множества данных мелких организмов. Их отмирание часто провоцируется увеличением содержания органических веществ в воде и донных осадках. Катализатором этого процесса являются микробы.

Большинство коралловых полипов населяет тёплые тропические моря, где температура воды не опускается ниже 20 °C, и на глубинах не более 20 метров, в условиях обильного планктона, которым они питаются. Обычно днём полипы сжимаются, а ночью вытягиваются и расправляют щупальца, с помощью которых ловят различных мелких животных.

Строение

Тело полипа имеет такую структуру: эктодерма (наружный покров и поверхность глотки), мезодерма (гелеобразное вещество, наполняющее пустоты), и эндодерма (из нее сделаны внутренние стенки тела особи).

Как мы уже говорили, у этих многоклеточных есть скелет. Причем, располагаться он может как снаружи, так и внутри. Что касается его состава, то это известь, либо рогоподобное вещество.

Отметим, что коралловые полипы строение имеют схожее с гидроидными. Но никогда не переходят в стадию медузы. Само тело похоже на слегка деформированный цилиндр, на верхней части которого раскинут веер из щупальцев.

В каждом таком «пальце» находятся особые капсулы, внутри которых заключена ядовитая субстанция. Умение ей пользоваться у кишечнополостных называется стрекательной функцией. Каждая такая опасная клетка имеет чувствительную ресничку.

Если к полипу приблизилась жертва, либо он почуял опасность, и даже просто изменение давления воды, капсула раскрывается, из нее выскакивает стрекательная нить (трубка, сжатая спиралью в спокойном состоянии, по ней то и подается яд). Она впивается в тело жертвы, а токсичный секрет вызывает паралич и ожог тканей оппонента. После книдоцит (клетка) погибает, на его замену уже через двое суток приходит новый.

Между щупальцами находится рот. Когда в него попадает что-то съедобное, сразу же отправляется в желудок через глотку. Она достаточно длинная и имеет форму сплюснутой трубочки. Весь этот коридор покрыт ресничками, создающими непрерывное движение тока воды внутри полипа.

Благодаря чему животное получает, во-первых, еду (мелкий планктон), а во-вторых, дышит. Ведь обогащенная кислородом вода попадает внутрь его тела, а выводится уже насыщенная углекислым газом. Глотка заканчивается закрытой кишечной полостью. Она поделена на несколько отсеков.

У основания кишечнополостные коралловые полипы расширяются. Если это одиночка, то такая база служит ему для того, чтобы прочнее прикрепиться к субстрату. Если же речь о колонии, то каждый ее член буквально врастает в общее с собратьями «тело» своим основанием. Как правило в одной системе состоят идентичные особи. Но существуют и такие колонии, где объединились разные полипы.

Класс Сцифоидные

Scyphozoa

Сцифоидные — Группа морских кишечнополостных, специализированных к плавающему образу жизни. Большая часть их жизненного цикла проходит в форме плавающих медуз. Фаза полипа в жизненном цикле кратковременна или?отсутствует. Общий план строения сцифомедуз совпадает с таковым у гидромедуз. Но сцифомедузы имеют существенные отличительные особенности. Как правило, сцифомедузы крупнее гидромедуз, с сильно развитой мезоглеей. У них нет паруса, и они передвигаются путем сокращения стенок зонтика. В отличие от гидроидных, у сцифомедуз более развита нервная система с обособленными ганглиями, сложнее органы чувств, образующие комплексы — ропалии. Гонады образуются в энтодерме. Гастроваскулярная система сложная: с ветвящимися и не- ветвящимися каналами. Желудок разделен на камеры с гастральными нитями. Имеется эктодермальная глотка.

Число видов сцифомедуз невелико, всего около 200. Однако их численность в морях бывает очень высокой. Так, в Южно-Китайском море в период тропических дождей, когда в море сносится много органики и развивается множество планктонных организмов, прибрежные воды переполнены медузами. Они являются объектами промысла в Китае и Японии и используются в пищу.

Сцифомедузы чрезвычайно разнообразны по форме и размерам. Самая крупная медуза, Cyanea arctica, обитает в полярных морях и достигает 2 м в поперечнике, а ее щупальца свешиваются вниз на 20—30 м. Это яркоокрашенная медуза с сильно стрекающими свойствами. Наиболее широко распространена медуза Aurelia aurita, крупные экземпляры которой достигают 40 см в диаметре. Этот вид с нестрекающимисвойствами. Это уплощенная медуза с совершенно прозрачным телом, и только выделяются по цвету розовые или фиолетовые подковообразные гонады.

Этот отряд невелик, его представители имеют обыкновенно четырехгранный высокий зонтик с четырьмя ропалиями и четырьмя простыми либо разветвленными щупальцами. Питаются различными планктонными беспозвоночными, иногда молодью рыб. Кубо- медузы встречаются в мелководье теплых морей. Некоторые виды, частые у берегов Австралии и Индонезии (Chiropsalmus), могут вызывать у человека тяжелые, иногда смертельные ожоги.

Строение

Кораллами обычно называют только скелет колонии, оставшийся после гибели множества мелких полипов. Многие коралловые полипы являются рифообразователями. Скелет может быть наружным, образованным эктодермой, или внутренним, формирующимся в мезоглее. Как правило, полипы занимают на коралле чашевидные углубления, заметные на его поверхности.

Скелет секретируется наружным эпителием полипов, причём главным образом их основанием (подошвой), поэтому живые особи остаются на поверхности кораллового сооружения, а всё оно непрерывно растет. Число участвующих в его образовании полипов также постоянно увеличивается путём их бесполого размножения (почкования). У многих восьмилучевых полипов скелет развит слабо и его заменяет гидроскелет, обеспечиваемый наполняемостью гастральной полости водой.

Коралловые полипы, строение которых несколько отличается в зависимости от их вида, обладают мускульными клетками. Они образуют поперечные и продольные мышцы организма. У полипов есть нервная система, которая представляет собой густое сплетение в области ротового диска этих организмов. Их скелет может быть внутренним, сформированным в мезоглее, или наружным, который образован эктодермой.

Скелет кораллового полипа секретируется наружным эпителием. Больше всего его выделяет основание (подошва) этого морского “сооружения”. Благодаря этому процессу живые особи развиваются на поверхности коралла, а сам он непрерывно растет. Большинство восьмилучевых коралловых полипов имеет слабо развитый скелет. Его заменяет так называемый гидроскелет, который существует благодаря наполнению гастральной полости водой.

Стенка тела полипа состоит из эктодермы (наружного слоя) и энтодермы (внутреннего слоя). Между ними имеется слой бесструктурной мезоглеи. В эктодерме находятся стрекательные клетки, называемые книдобластами. Строение разных видов коралловых полипов может немного отличаться. Например, актинии имеют форму цилиндра.

Вокруг него находятся расположенные группами щупальца. Они образуют несколько кругов. Первый и второй имеют 6, третий – 12, четвертый – 24, пятый – 48 щупалец. После 1 и 2 каждый последующий круг имеет их в 2 раза больше предыдущего. Актинии могут принимать самые разные формы (цветка, помидора, папоротника).

Септы образуют желудок полипа. Сверху они свободным краем прирастают к его глотке. Края септ гофрированы, они утолщены и усажены пищеварительными и стрекательными клетками. Их называют мезентериальными нитями, а их свободные концы – аконциями. Переваривание пищи полипом осуществляется с помощью выделяемых им ферментов.