Кишечнополостные в жизни человека

Кишечнополостные ведут исключительно водный и в большинстве случаев морской образ жизни. Одни из них свободно плавают, другие, не менее многочисленные формы – сидячие и прикрепленные ко дну животные. К Coelenterata относится около 9000 видов.

Строение кишечнополостных характеризуется радиальной, или лучистой, симметрией. В теле их можно различить одну главную продольную ось, вокруг которой в радиальном (лучистом) порядке расположены различные органы. От числа повторяющихся органов зависит порядок радиальной симметрии. Так, если вокруг продольной оси располагается четыре одинаковых органа, то радиальная симметрия в этом случае называется четырехлучевой. Если таких органов шесть, то порядок будет шестилучевым, и т.д. Ввиду подобного расположения органов через тело кишечнополостных всегда можно провести несколько (2, 4, 6, 8 и более) плоскостей симметрии, т.е. плоскостей, которыми тело делится на две половины, зеркально отображающими одна другую. В этом отношении кишечнополостные резко отличаются от двустороннесимметричных, или билатеральных, животных (Bilateria), у которых всего одна плоскость симметрии, делящая тело на две зеркально подобные половинки: правую и левую.

Радиальная симметрия встречается у нескольких далеко друг от друга стоящих групп животных, которые, однако, имеют общую биологическую черту. Все они или ведут в настоящее время сидячий образ жизни, или вели его в прошлом, т.е. происходят от прикрепленных животных. Отсюда можно сделать вывод, что сидячий образ жизни способствует развитию лучистой симметрии.

Биологически это правило объясняется тем, что у сидячих животных один полюс обычно служит для прикрепления, другой, свободный, несет на себе рот. Свободный ротовой полюс животного по отношению к окружающим предметам (в смысле возможности захвата пищи, осязания и т.п.) поставлен со всех сторон в совершенно одинаковые условия, вследствие чего многие органы и получают одинаковое развитие на разных пунктах тела, расположенных вокруг главной оси, проходящей через рот до противоположного ему прикрепленного полюса; результатом этого является выработка лучистой симметрии. Совсем иначе дело обстоит у ползающих животных.

Кишечнополостные – двухслойные животные (Diploblastica): в онтогенезе у них формируются только два зародышевых листка – экто- и энтодерма, отчетливо выраженные у взрослого животного. Эктодерма и энтодерма разделены прослойкой мезоглеи.

В наиболее простом случае тело кишечнополостных имеет вид открытого на одном конце мешка.. В полости мешка, выстланой энтодермой, происходит переваривание пищи, а отверстие служит ртом. Последний обычно окружен несколькими или одним венчиком щупалец, захватывающих пищу. Не переваренные остатки пищи удаляются из тела через ротовое отверстие. По строению наиболее просто организованные из кишечнополостных могут быть сведены к типичной гаструле.

В зависимости от образа жизни эта схема строения может несколько изменяться. Наиболее близки к ней сидячие формы, которым дано общее наименование – полипы: свободноплавающие кишечнополостные испытывают обычно сильное уплощение тела по направлению главной оси – это медузы. Деление на полипов и медуз не систематическое, а чисто морфологическое; иногда один и тот же вид кишечнополостных на различных стадиях жизненного цикла имеет строение то полипа, то медузы. В медузоидном состоянии кишечнополостные, как правило, одиночные животные. Напротив, полипы лишь в редких случаях бывают одиночными. Громадное большинство их, начиная жизнь как одиночный полип, образует затем посредством почкования, не доходящего до конца, колонии, состоящие из сотен и тысяч особей. Колонии состоят из вполне одинаковых особей (мономорфные колонии) или же из особей, имеющих различное строение и выполняющих различные функции (полиморфные колонии).

Характернейшая черта типа – наличие стрекательных клеток. Движение осуществляется путем мускульных сокращений. Тип распадается на классы: Hydrozoa (гидрозии); Scyphozoa (сцифоидные медузы); Anthozoa (коралловые полипы).

2. КЛАСС "ГИДРОЗИИ" (HYDROZOA)

Низший класс, состоящий большей частью из мелких форм, содержит полипов и медуз (2700 видов). В отличие от сцифомедуз и коралловых полипов полипы и медузы, принадлежащие к Hydrozoa, называются гидроидными.

2.1. Подкласс "Гидроидные" (Hydroidea)

Представителем данного подкласса можно считать гидру (Hydra). Гидра – один из наиболее просто устроенных полипов. Это маленький (около 1 см) пресноводный полип, часто встречающийся в озерах и прудах. Тело гидры в виде продолговатого мешочка, прикрепляется к субстрату своим основанием, или подошвой; на свободном конце тела на особом возвышении – ротовом конусе лежит рот, окруженный венчиком из 6 – 12 щупалец. Вся поверхность тела, вплоть до краев ротового отверстия, покрыта эктодермой, состоящей из нескольких сортов клеток. Большая часть ее образована цилиндрическими или кубическими эпителиальными клетками, основание которых,

обращенное к мезоглее, вытягивается в направлении кверху и книзу (по продольной оси животного) в длинный отросток, лежащий параллельно поверхности тела.

Нервная система гидры стоит на самой низкой ступени развития, имеет рассеянный, диффузный характер. Впрочем, даже у гидры отмечаются два сгущения нервного сплетения – вокруг рта и на подошве. Нервные клетки у гидры рассеяны в эктодерме и соединены между собой тонкими отростками, образуя сетевидное нервное сплетение. В эктодерме находятся и особые промежуточные клетки. Они дают начало всем видам других клеток, с ними связан процесс регенерации.

Энтодерма образована эпителиально-мускульными и железистыми клетками. Отростки первых располагаются поперек тела гидры, при сокращении ее тело удлиняется, становится тоньше. Железистые клетки вырабатывают ферменты, расщепляющие белки. У некоторых эпителиально-мускульных клеток имеются жгутики, которые перемешивают содержимое пищеварительной полости. Пищеварение у гидры двух видов: внутриполостное (внеклеточное), характерное для многоклеточного организма, и внутриклеточное, присущее одноклеточным формам.

Гидра размножается бесполым и половым путем. При бесполом размножении (обычно летом) на теле ее образуются почки – выпячивания двухслойной стенки. Почка растет, и дочерний организм первое время существует за счет материнского. Затем на почке появляется рот, подошва. Почка отрывается от материнского организма, падает на дно и переходит к самостоятельной жизни. Осенью с наступлением низких температур гидра размножается половым путем. Пресноводная гидра – гермафродит.

3. КЛАСС "СЦИФОИДНЫЕ" (SCYPHOZOA)

Сцифоидные медузы – морские свободноплавающие животные, имеющие форму зонтика. Диаметр их колеблется от нескольких сантиметров и до 1 – 2 м (у арктической медузы). Тело медуз двухслойное, с выраженной студенистой мезоглеей. Характерным представителем является морская анемона.

Анемона имеет вид приплюснутого цилиндра с одним или двумя[1] венчиками щупалец в верхней его части. У анемоны одно и то же отверстие служит и ротовым отверстием, и выходом для отбросов, а также яиц и спермы. Стенки тела состоят из двух слоев, между которыми находится желеобразное вещество. Энтодерма содержит клетки, выделяющие эффективно действующие пищеварительные соки в кишечную полость. Мышцы, сокращая стенки тела, выбрасывают не переваренные вещества.

Во внешнем покрове спрятаны тысячи стрекательных клеток, большая часть которых расположена на щупальцах. От каждой стрекательной клетки отходит крохотный сигнальный волосок. Действие стрекательных клеток некоторых медуз, как, например, цианеи, или "львиной гривы" (Cyanea), болезненно и опасно для человека, находящегося в воде[2]. Эти существа, крупнейшие из всех известных медуз, достигают 2 метров в диаметре. Самые крупные из них обитают в полярных водах; они столь выносливы, что оживают после того, как, вмерзнув в лед, пробудут там в течение нескольких часов. Купальщики в умеренных водах Атлантики обычно встречаются с цианеями поменьше, диаметром от 30 до 60 сантиметров. Их можно отличить от голубоватой аурелии (Aurelia) – наиболее распространенной в Атлантике и Тихом океане медузы – по их красноватой окраске, тонким щупальцам длиной до 9 метров и огромным "губам", свешивающимся наподобие обтрепанных занавесок. Цианея кормится с помощью щупалец, которые образуют как бы ядовитую сеть.

Иногда из-за штормов или постоянных ветров, дующих в сторону берега, у пляжей Атлантического побережья Соединенных Штатов появляются целые флотилии физалий (Physalia physalia). Их стрекательные капсулы вызывают раздражение, ощущение ожога, в некоторых случаях судороги, тошноту, расстройство дыхания, а изредка даже и смерть. При оказании первой помощи рекомендуется промыть пораженное место спиртом, жидкостью для зажигалок или иным органическим растворителем. Как можно скорее следует послать за врачом.

Морские анемоны изредка размножаются вегетативно, отпочковывая новые особи с боков, но чаще размножение происходит половым путем. Анемоны живут во всех морях. В числе обычных оседлых обитателей их вытаскивают драгой с глубины 10 километров. Размером они бывают меньше 2.5 сантиметра и примерно до 90 сантиметров в поперечнике. За исключением королевских анемон, обитающих в Индийском и Тихом океанах, анемоны не настолько ядовиты, чтобы доставить человеку неприятные ощущения. Прикоснувшийся чувствует лишь легкое щекотание.

Некоторые виды медуз служат предметом промысла в Китае, Японии, где их употребляют в пищу.

4. КЛАСС "КОРАЛЛОВЫЕ ПОЛИПЫ" (ANTHOZOA)

Все представители этого класса – обитатели морей и океанов. Встречаются как одиночные кораллы, так и колониальные формы. Их мешковидное тело с помощью подошвы прикрепляется к подводным предметам (у одиночных форм) или прямо к колонии. Характерная особенность коралловых полипов – наличие скелета, который может быть и известковым, или состоять из рогоподобного вещества и располагается либо внутри тела, либо снаружи (у актинии скелет отсутствует). Коралловые полипы, как и подобает кишечнополостным – настоящие плотоядные животные.

Все коралловые полипы делятся на две группы: восьмилучевые и шестилучевые. У первых всегда восемь щупалец; к ним относятся морские перья, красный и белый кораллы. У шестилучевых число щупалец всегда кратно шести (актинии, мадрепоровые кораллы и др.).

Скелеты погибших колоний коралловых полипов образуют знаменитые коралловые рифы и атоллы. Самое интересное, что все атоллы – и маленькие и большие – состоят из известняка. Образовался он благодаря титанической созидательной деятельности живых организмов – коралловых полипов, которые на протяжении миллионов лет извлекали из морской воды кальций, чтобы создать из него опору для своего маленького студенистого тельца. Полипы жили и умирали, а их известковые домики оставались. Постепенно они скапливались в большие отложения чистой породы. В каждом коралловом полипе живут водоросли-симбионты. Масштабы построек коралловых полипов действительно огромны. Например, простирающийся вдоль северо-восточного берега Австралии Большой Барьерный Риф скопил в себе столько известняка, сколько его не было израсходовано на строительство за всю историю человечества. Толщина его известкового пласта измеряется сотнями метров, а ширина ложа мелководья, отделяющего риф от материка и также сложенного известью, в среднем колеблется между 50 и 100 км.

Мощность известкового слоя у некоторых атоллов совершенно поразительна. Так, во время бурения на атолле Эниветок базальтовое вулканическое основание острова было достигнуто на глубине 1300, а на атолле Бикини до него добрались только на глубине свыше 2000 метров.

Происхождение атоллов и коралловых рифов долгое время оставалось загадкой. Немногие творения природы вызывали столь ожесточенные споры. Одни считали, например, что атоллы образовались на подводных кратерах вулканов, поэтому-то у них такая правильная форма. В самом деле, почему бы кораллам не обосноваться на потухшем вулкане? Ведь есть же острова вулканического происхождения! Смущали только внушительные размеры некоторых атоллов в поперечнике, достигающем десятков километров. Другие ученые придерживались мнения, что полипы возводят свои сооружения в форме кольца в силу особого инстинкта, направленного на то, чтобы защитить себя от прибоя. Но как могут крохотные существа согласовывать свои действия вдоль кольца огромного диаметра? Никто не мог дать на эти вопросы убедительного ответа. Ответ на этот вопрос дал в 1842 году Ч. Дарвин, который предложил так называемую "теорию опускания". Согласно этой теории, всякое поднятие должно быть сбалансировано опусканием в другом месте, скорее всего в океанических впадинах. Дарвин же предложил механизм такого исчезновения: по мере того, как вулканический остров постепенно опускается, с той же скоростью происходит рост кораллов, поддерживающих риф на поверхности.

Разнообразие кораллов очень велико. Одних только мадрепоровых кораллов насчитывают свыше 2500 видов. Любопытна и история самого слова "коралл". Оно происходит от греческого korallion, в свою очередь производного от korax, что означает "крюк". Древнегреческие пловцы-ныряльщики добывали кораллы для знати с помощью специальных крюков, отрывая ими "морские растения", росшие на береговых склонах Средиземного моря на глубине более 20м.

При всем разнообразии кораллов полипы, из которых слагаются колонии, устроены однотипно. Это крошечный, размером в 1-1.5 мм живой комочек протоплазмы, но со сложным внутренним устройством. В центре его помещается рот, окруженный одним или несколькими венчиками щупалец. Рот переходит в глотку, которая открывается в кишечную полость. Один из краев рта и глотка покрыты крупными ресничками, которые гонят воду внутрь полости. Последняя поделена неполными перегородками (септами) на камеры. Число перегородок бывает довольно большим, но равно числу щупалец и у шестилучевых кораллов кратно шести. На септах тоже сидят реснички, и они тоже постоянно движутся, только гонят воду из кишечной полости наружу. Рот одновременно служит и для удаления не переваренных частиц пищи, так как отдельного анального отверстия у коралловых полипов нет.

Скелет у мадрепоровых кораллов развит особенно сильно и достигает большой сложности. Его строят клетки эктодермы полипа. Сначала он похож на пластинку или низкую чашечку, в которой сидит сам полип. Затем, по мере разрастания и образования радиальных перегородок, живой организм оказывается как бы насаженным на свой скелет, который снизу глубоко вдается в его тело. Колонии образуются при бесполом размножении в результате не доведенного до конца почкования.

При своих миниатюрных размерах кораллы растут довольно быстро. Ветвистые формы при благоприятных условиях наращивают за год ветви длиной 20 – 30 см. Массивные колонии, естественно, растут медленнее. Поритес, например, увеличивается за год на 3 – 4 см, а мозговики – только на 1 – 2 см. В способности к регенерации кораллы не отстают от гидры. Из их крошечных обломков вырастают большие новые колонии. Верхушки кораллов, достигнув уровня отлива, останавливаются в росте и, в конце концов, отмирают, колония же продолжает расти с боков. На зрелых рифах именно на краю, под ударами волн, колония и совершает свой самый активный рост. Наращивание скелета идет у них концентрическими слоями, следуя ритму смены лунных фаз.

Чтобы коралловые полипы могли нормально расти и возводить рифы, им необходимы определенные и строго постоянные условия. Кораллы не переносят падения температуры ниже 20.5 градусов Цельсия. Границы их распространения в тропических водах почти полностью совпадают с годовыми изотермами плюс 20 градусов. Местами зона обитания кораллов сильно расширяется, выходя за пределы экваториального пояса, а местами сильно сужается. В мелких хорошо прогреваемых лагунах они выносят предельный нагрев воды до 35 градусов.

Очень чувствительны кораллы и к изменениям солености воды. Нижний предел солености составляет для них около 35 промилле. Если некоторое повышение содержания солей они переносят совершенно безболезненно (в Красном море они отлично развиваются при солености 38 – 40 промилле), то даже кратковременное опреснение оказывает на них самое пагубное воздействие. Массовая гибель кораллов из-за сильных ливней в момент отлива неоднократно отмечалась на рифах к востоку от Австралии. Нижний предел распространения кораллов целиком зависит от их симбионтов – зооксантелл, которые на глубине свыше 50 метров уже не способны к эффективному фотосинтезу: для его нормального протекания там слишком мало света. Непременное требование кораллов – чистота и прозрачность вод.

Для кораллов проблема номер один – удаление трупов, как "своих", так и "чужих". При высокой продуктивности рифового сообщества (она измеряется количеством производимой биомассы) увеличивается и число мертвых растительных и животных организмов, которые падают вниз непрерывным дождем. Кораллы во многих делах самостоятельны, но очищать себя от мертвой органики они не способны. Среди организмов, питающихся падалью, очень важную группу составляют крабы и креветки, живущие в тесном симбиозе с полипами. Санитарную службу на рифах несут и многие рыбы, например рыбы-бабочки из рода хетодон. Если крабы и креветки трудятся ночью, то хетодоны работают днем.

Но у кораллов есть и враги. Самые серьезные враги из рыб – это рыбы-попугаи, названные так за свои массивные челюсти, напоминающие клюв попугая. Другая отличительная черта их внешности – большая шишка на "лбу", которой они наносят удары по колониям. Среди них преобладают рыбы средней величины. У всех толстое, неуклюжее тело, чаще всего окрашенное в зеленый и синий цвета.

Рыбы-попугаи – профессиональные разрушители рифов. Дело в том, что ничем другим кроме кораллов они не питаются. Так как органического вещества в ячейках полипов очень мало, рыбам приходится трудиться очень усердно. За год каждая из этих рыб-камнедробителей перемелет не одну тонну кораллов.

5.ВЫВОДЫ.

Кишечнополостные ведут исключительно водный и в большинстве случаев морской образ жизни.

Кишечнополостные – первые многоклеточные животные, имеющие выделенную нервную систему, обладающую диффузийным характером.

Представители класса "Hydrozoa" не обладают большой ценностью и являются простейшими представителями типа "Coelenterata".

К классу "Scyphozoa" относится ряд представителей, которые имеют для человека как промышленное, так и потребительское значение. Ряд представителей этого класса представляет угрозу для человека.

Представители класса Anthozoa являются многоклеточными животными, образующими коралловые рифы и атоллы в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах.

Использованная литература:

1. Догель В.А. "Зоология беспозвоночных": Учебник для университетов/ Под ред. Полянского Ю.И. – 7-е изд., перераб. и доп. – М: Высшая школа, 1981

2. Назаров В. За порогом вражды: О дружбе и сотрудничестве разных, часто очень далеких существ, которые принадлежат к разным царствам живой природы и не только не поедают друг друга, но, наоборот, поселившись вместе, облегчают себе существование. – М: Мысль, 1981.

3. Біологія: Навч. посібник/ А.О. Слюсарев, О.В. Самсонов, В.М. Мухін та ін.; За ред. та пер. з рос. В.О. Матузного. – 2-ге вид., випр. – К: Вища школа, 1997.

4. Уильям Кромм "Обитатели бездны". – Ленинград.: Гидрометеорологи-ческое издательство, 1971.

5. Неспокойный ландшафт: Пер. с анг. / Под ред. Д. Брандсена и Дж. Дарнкемпа / Перевод Арманд Н.Н.; Под ред. и с предисл. Д.А. Тимофеева. – М.: Мир,1981.

[1] Иногда и больше.

[2] Опасность цианеи для человека сильно преувеличена.