лекции биология / Кишечнополостные

Тип Кишечнополостные.

Включает более 9 тыс. (около 10 тыс) видов водных, преимущественно морских животных, ведущих прикрепленный или свободный образ жизни. Длина самых мелких – около 1 мм, наиболее крупных – более 1 м.

Систематика:

Подтип: Стрекающие

3 класса: гидроидные, сцифоидные, коралловые полипы

Подтип Гребневики

Класс Гребневики.

Характерные черты строения:

1. Двухслойные животные, состоят из эктодермы и энтодермы. Между ними располагается тонкая базальная мембрана (мезоглея) – студенистый неклеточный слой.

2. Тело радиально – симметричное.

3. Есть внутренняя пищеварительная полость (гастроваскулярная), с единственным ротовым отверстием.

4. Пищеварение двойное: полостное и клеточное.

5. Нервная система диффузного типа.

6. Газообмен происходит за счет диффузии.

7. Тканей еще нет, но есть специализация клеток.

8. Наличие стрекательных клеток, характерно только для этого типа.

Класс Гидроидные.

Отряд Гидроиды.

Представитель – гидроид Корине. Колониальные животные с сидячим образом жизни. Колонии образуются вследствие размножения почкованием, со сменой поколений. Бесполое размножение – почкование свободноплавающих медуз. В теле медузы (они гермафродиты) развиваются половые продукты. Оплодотворение наружное. Из оплодотворенного яйца развивается личинка – планула, которая через некоторое время оседает на дно и основывает новую колонию. Такой тип чередования поколений называется метагенезом (полип – медузы – зигота – личинка планула – полип).

Отряд гидры. Это одиночные пресноводные полипы. Медузы в чередовании поколений отсутствуют.

Представитель – гидра стебельчатая.

Размер около 1 см. нижняя часть – подошва прикрепляется к субстрату, на противоположной стороне находится ротовой конус, окруженный 6 – 12 щупальцами.

У стебельчатой гидры гастральная полость в заднем отделе сужена, образуя стебелек. На границе гастрального отдела и стебелька формируются почки.

Образ жизни сидяче-прикрепленный. Способна к перемещению кувырком.

Покров. Стенка тела или щупальца состоит из двух клеточных слоев: эктодермы и энтодермы. Опорная пластинка (мезоглея) образована за счет выделений секрета клетками и эктодермы и энтодермы.

Эктодерму составляют пять основных типов клеток:

1. Эпителиально-мышечные (Эпителиально – мускульные). Наружу или в полость кишечника обращены их цилиндрические «эпителиальные» части, где находится ядро, цитоплазма и все органоиды. А к мезоглее примыкают мускульные отростки – выросты, которые могут менять длину в десятки раз. Покровные клетки с базальным расширением, содержат сократительные миофибриллы, ориентированные продольно телу кишечнополостного. (В энтодерме отростки охватывают тело, как полукольца). Эпителиально – мускульные клетки могут делиться. быстрее всего новые клетки образуются у середины тела. Более старые клетки постепенно отодвигаются к подошве и концам щупалец и там отмирают. У эпителиально – мускульных клеток энтодермы есть 2 – 4 жгутика, выступающих в кишечную полость. Они могут образовывать ложноножки.

2. Интерстициальные клетки – содержат крупные ядра и мало цитоплазмы, являются недифференцированными или эмбриональными. Способны к образованию других типов клеток.

3. Стрекательные клетки – содержат способные выворачиваться структуры – книдоцисты или нематоцисты.

4. Слизисто – железистые клетки – вырабатывают слизь для защиты, ловли добычи и приклеивания.

5. Чувствительные и нервные клетки. Удлиненные клетки, расположенные под прямым углом к поверхности эктодермы – чувствительные клетки. Клетки с ветвящимися отростками (мультиполярные), образующие неправильную сеть (плексус) – нервные.

Энтодерма состоит из пяти основных типов клеток:

1. Фагоцитарные (пищеварительные) напоминают эпителиально-мышечные клетки, снабжены жгутиком. Выполняют функции:

• поглощают пищевые частицы для последующего внутриклеточного пищеварения;

• с помощью жгутиков создают ток воды в гастральной полости, тем самым перемешивая пищу;

• способны к сокращению, т.к. имеют микрофибриллы, образующие кольцевидные мышечные слои.

2. Железистые клетки вырабатывают пищеварительные ферменты, необходимые в гастральной полости.

3. Слизистые клетки вырабатывают слизь, для защиты внутреннего слоя от действия ферментов.

4. Чувствительные (воспринимают разные раздражения) и нервные клетки (передают импульсы) в энтодерме или составляют самостоятельную нервную сеть, или совместную с нервной сетью эктодермы.

5. Стрекательные клетки крайне редки, например, у актинии.

Нервная система – диффузного типа.

Пищеварение - двойное (внутриклеточное и полостное).

Размножение. Бесполое – почкованием (интерстициальные клетки формируют почку). Летом на теле гидры образуется почка (эктодерма и знтодерма), растет, развивается венчик щупалец. Происходит отрыв от материнского организма и образование нового полипа. Осенью происходит половое размножение. Интерстициальные клетки эктодермы образуют половые бугорки – гонады, в которых развиваются или многочисленные одножгутиковые сперматозоиды, или одна амебоидная яйцеклетка. Оплодотворение в воде. Оплодотворенная яйцеклетка покрывается толстой оболочкой. Тело гидры разрушается, а зигота опускается на дно, где и зимует. Весной развивается новая особь. Личиночной стадии не имеется.

Гидры являются классическим объектом изучения регенерации. Регенерация – процесс восстановления утраченных или поврежденных частей тела. Обеспечивают регенерацию интерстициальные (промежуточные) клетки.

Другой представитель класса Гидроидные – гидроид Обелия. Колониальная форма. Имеет вид деревца. От основания общего ствола отходят отростки, которыми она прикрепляется к субстрату. Отдельные особи, располагающиеся на веточках – гидранты. Кишечные полости всех гидрантов сообщаются между собой, что обеспечивает перераспределение пищи.

Все особи колонии покрыты защитной эктодермальной оболочкой в виде колпачков. Размножение почкованием обеспечивает рост колонии (полипы).

При половом размножении на стебле образуются половые особи – медузы. Медузы, отрываясь, переходят к свободно плавающему образу жизни.

Морфология – форма колокола или зонтика. Сильно развита мезоглея. Между щупальцами находится рот. На нижней стороне зонтика располагаются гонады. Половые клетки выходят через разрывы в стенке тела в воду, где происходит их слияние. Из зиготы развивается личинка - планула, покрытая ресничками. Через некоторое время плавающие планулы прикрепляются к субстрату, давая начало новому поколению полипов. Гаметы – гаплоидны. Полипы и медузы - диплоидны.

Класс Сцифоидные медузы.

Представитель: Корнерот, Аурелия, цианея.

Место обитания – морские воды.

Форма тела – колокола или зонтика. Размеры зонтика цианеи до 2 м в диаметре. Длина щупалец до 30м. На нижней вогнутой стороне помещается ротовой стебелек. Рот ведет в эктодермальную глотку, которая открывается в желудок. От желудка расходятся радиальные каналы, формирующие гастральную систему. По краю зонтика располагаются щупальца. Некоторые щупальца видоизменены в т.н. краевые тельца – ропалии, содержащие органы равновесия и светочувствительные глазки.

Нервная система усложняется. По краю зонтика нервные клетки образуют скопления в виде кольца, а также ганглии около ропалий.

Медузы раздельнополы. Гонады располагаются в карманах желудка. Созревшие половые клетки прорывают стенку гонады и выделяются через рот наружу. Из оплодотворенных яиц образуются планулы, которые сначала плавают, потом прикрепляются к субстрату и образуют новый полип, по строению напоминающий гидру. Затем полип делится поперечными перетяжками а множество дисков – молодых медуз, ведущих плавающий образ жизни.

В жизненном цикле преобладает половое (медузоидное) поколение.

Класс Коралловые полипы.

Место обитания – тропические и теплые морские воды.

Форма – чаще колониальная, редко – одиночные. Отсутствуют медузоидные формы и чередование поколений.

Коралловые полипы обладают всеми характерными чертами типа Кишечнополостных, но их отличительной особенностью является наличие внутреннего или наружного скелета известкового или органического происхождения. Экологическая роль – образование известковых горных пород, береговых и барьерных рифов, атоллов.

Ядовитые кишечнополостные.

Наличие стрекающих клеток может вызывать поражения кожи, воспалительную реакцию, общее отравление организма – медуза крестовичок, португальский кораблик.

Значение кишечнополостных:

1. коралловые полипы участвуют в образовании рельефа земной коры.

2. место заселения других животных.

3. ядовитые представители опасны для человека.

Признаки, которые относят медуз к подцарству Eumetazoa.

1. при развитии из оплодотворенной яйцеклетки образуется однослойный зародыш – бластула. Затем он становится двуслойным. Из наружного слоя клеток формируются покровы тела и нервная система, а из внутреннего – кишечник.

2. имеются нервные клетки, способные передавать электрические сигналы, и мышечные клетки, которые могут сокращаться и обеспечивают движения животного.

3. обычно есть ротовое отверстие, через него пища попадает внутрь тела, где происходит пищеварение.

По плану строения медузы и полипы очень похожи: радиально – симметричны, двуслойны, имеют слепозамкнутую кишечную полость.

Отличия кишечнополостных от губок.

1. кишечнополостные способны к сложным движениям.

2. хищники. Могут ловить и заглатывать крупную добычу.

Размножение у гидры есть и половое, и вегетативное. Вегетативным способом гидра размножается в течение лета. Недалеко от середины тела ее клетки интенсивно делятся, формируя выпуклости. Это – зачатки дочерних полипов = почки. При хорошем питании почки быстро растут, у их верхушек появляются будущие щупальца. Постепенно щупальца начинают самостоятельно ловить добычу. Кишечная полость у почек и материнского полипа общая. Они образуют временную колонию. Иногда дочерние полипы, еще не отделившись от материнского, сами образуют почки. через 1 – 2 дня почка отделяется. Для этого материнский и дочерний полипы прикрепляются щупальцами к каким – нибудь подводным предметам и сокращают тела. При отделении дочернего полипа клетки его стебелька смыкаются, и кишечник становится замкнутым.

Осенью гидры переходят к половому размножению. Большинство гидр раздельнополы. У мужских особей образуются вздутия со сперматозоидами. Через разрыв между эпителиально – мускульными клетками сперматозоиды выходят в воду и подплывают к женским особям. Затем оплодотворяют их. Дробление яйцеклетки начинается еще на материнском полипе, образуется бластула. Затем в результате делений и перемещения клеток его полость заполняется. Возникает стадия, похожая на паренхимулу – гаструла. Ее наружные стенки выделяют плотную оболочку. Зародыш отрывается от тела матери, опускается на дно, и зимует в состоянии покоя. Весной развитие продолжается. Внутренние клетки выстраиваются в эпителиальный слой. Образуется мезоглея. Затем клетки эктодермы и энтодермы дифференцируются на эпителиально – мускульные, стрекательные, нервные. Образуется зачатки щупалец. После этого молодая гидра выходит из оболочки. Таким образом у гидр происходит прямое развитие.

Резюме

Клетки, составляющие сплошные слои эктодермы и энтодермы у гидры, называются эпителиально – мускульными. Они имеют мускульные отростки, примыкающие к слою мезоглеи, и тела, удаленные от нее.

Отростки клеток эктодермы направлены вдоль тела гидры, а отростки клеток энтодермы охватывают тело и щупальца по кольцу. Сокращение отростков в эктодерме укорачивает все тело. При сокращении отростков в энтодерме тело и щупальца вытягиваются в ниточки. Сокращение части отростков эпителиально – мускульных клеток позволяет гидре изгибаться в разных направлениях.

С помощью щупалец гидра ловит, подносит ко рту и заглатывает крупную добычу – рачков, червей. Для удержания добычи служат стрекательные клетки. Они при прикосновении выбрасывают полую нить, протыкающую тело добычи. Через эту нить вводится яд. После выстреливания стрекательная клетка гибнет.

Энтодерма содержит железистые клетки, выделяющие в кишечную полость пищеварительные ферменты. С помощью этих ферментов клетки добычи разрушаются, а их содержимое фагоцитируют эпителиально – мускульные клетки.

В эктодерме и энтодерме есть нервные клетки. Под действием внешних раздражителей в них возникают электрические сигналы, которые передаются другим клеткам. Эти сигналы заставляют сокращаться мускульные отростки. У кишечнополостных нервные клетки образуют сеть, оплетающую все тело.

Эпителиально – мускульные клетки делятся, а нервные и стрекательные образуются в результате деления промежуточных (интерстициальные) неспециализированных = недифференцированных клеток, сидящих у основания эпителиально – мускульных.

Гидра способна к вегетативному и половому размножению. При вегетативном размножении в средней части тела образуются почки – боковые выросты, похожие на материнский полип и имеющие общую с ним кишечную полость. Затем молодые полипы обтеляются и начинают самостоятельно питаться.

При половом размножении в эктодерме из промежуточных клеток образуются яйцеклетки или сперматозоиды. Подвижные сперматозоиды плывут в воде и сливаются с яйцеклетками, которые остаются на материнском полипе. Здесь же начинается дробление. Образуется зародыш, похожий на паренхимулу. Половое размножение происходит осенью. После него полипы гибнут, а зародыши одеваются оболочкой и зимуют на дне водоема. Весной развитие продолжается – и из – под оболочки выходит молодая гидра, похожая на взрослое животное.

Гидра способна восстанавливать утраченные щупальца и другие части тела. Целый организм может восстановиться из небольшого кусочка. Способность к регенерации хорошо развита у полипов и слабо – у медуз.

5