АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Происхождение и особенности строения.

Тип Кишечнополостные: общая характеристика

Многоклеточные организмы. Важным этапом в эволюции животного мира стало появление многоклеточных организмов. Многоклеточные животные обладают более высоким уровнем организации, чем одноклеточные. Их тела состоят из множества клеток и их производных (например, межклеточного вещества), выполняющих разные функции. У колониальных простейших тело тоже состоит из многих клеток, однако клеточная дифференциация у них отсутствует. Отдельные клетки, отделенные от колонии, способны восстановить целую колонию. У многоклеточных животных клетки в связи со специализацией утратили способность к самостоятельному существованию.

Многоклеточные поддерживают целостность организма путем межклеточного взаимодействия, а одноклеточные — за счет процессов саморегуляции внутри одной клетки.

Рост у многоклеточных организмов происходит благодаря делению клеток, а у одноклеточных — в результате формирования органоидов и увеличения размеров единственной клетки. Деление клетки у одноклеточных — это про­цесс размножения.

Многоклеточные, как правило, крупнее одноклеточных. Увеличение размера приводило к увеличению отношения объема тела к площади поверхности. Это способствовало усложнению внутреннего строения и появлению специаль­ных систем органов, выполняющих отдельные функции. Одной клетке легко осуществлять газообмен через всю поверхность мембраны. Не возникает сложности с дыханием у двуслойной гидры или плоского червя. Однако организм более крупный, например дождевой червь, моллюск или представитель типа хордовых, не сможет обеспечить свой организм кислородом путем газообмена через поверхность тела. Ему уже требуются специальные системы, обеспечивающие доставку кислорода ко всем клеткам тела. Эту функцию выполняют дыхательная и кровеносная системы.

Совершенствование процессов метаболизма, формирование внутренней среды и систем специализированных органов обеспечило многоклеточным более устойчивое и на­дежное существование в течение длительного времени, т. е. увеличило продолжительность жизни.

Происхождение многоклеточности. Вопрос происхождения многоклеточных животных представляет большой интерес, так как является основой для понимания эволю­ции животного мира.

В настоящее время наиболее серьезно аргументированы колониальные теории происхождения многоклеточности. В их основе лежит признание в качестве предков многоклеточных животных колониальных простейших.

Первую колониальную гипотезу происхождения многоклеточных предложил в 1874 г. зоолог-эволюционист Э. Геккель. Его гипотеза получила название «гипотеза гастреи». Ученый считал, что предком многоклеточных была шаровидная колония жгутиковых, похожая на стадию бластулы в развитии многих современных многоклеточных. В ходе эволюции из этой колонии путем инвагинации (впячивания) могли возникнуть первые двуслойные многоклеточные с кишечной полостью. Этого гипотетического предка Геккель назвал гастреей, по аналогии со стадией гаструлы в развитии многоклеточных. Наружный слой жгутиковых клеток (эктодерма) выполнял в первую очередь двигатель­ную функцию, а внутренний слой (энтодерма) — пищеварительную.

В 1988 г. русский биолог И. И. Мечников опубликовал другую колониальную гипотезу — «гипотезу фагоцителлы». По мнению ученого, предок многоклеточных (фагоцителла) мог возникнуть из шаровидных колоний жгутиконосцев путем иммиграции части клеток внутрь колонии. При этом наружные жгутиковые клетки продолжали вы­полнять двигательную функцию, а внутренние утрачивали жгутики, становились похожими на амеб и выполняли функцию фагоцитоза (отсюда и возникло название предковой формы).

Гипотеза фагоцителлыИ. И. Мечникова завоевала широкое признание и нашла дальнейшее развитие в трудах многих ученых.

Тип Кишечнополостные, или Стрекающие. Кишечнополостные — это исключительно водные организмы, обитающие в морях или, реже, в пресных водоемах, ведущие сидячий или свободно плавающий образ жизни. В настоящее время насчитывают более 10 тыс. видов кишечнополостных. У этих животных впервые появляется настоящая кишечная полость, где происходит переваривание пищи, и, кроме того, они обязательно обладают стрекательными клетками. Эти характерные признаки отражены в двух существующих названиях типа.

Тип Кишечнополостные подразделяют на три класса: Гидроидные (Гидрозои), Сцифоидные медузы, Коралловые полипы.

Рассмотрим основные морфофизиологические особенности кишечнополостных.

Симметрия. Радиальная (лучевая) симметрия. Эта симметрия характерна для донных животных, ведущих сидячий или малоподвижный образ жизни, а также для организмов, медленно плавающих в толще воды. Такие животные со всех сторон имеют совершенно одинаковые условия внешней среды. Это и формирует расположение одинаковых органов в радиальных направлениях по отношению оси тела.

Строение. Тело кишечнополостных представляет собой мешок, состоящий всего из двух слоев клеток: наружного — эктодермы и внутреннего — энтодермы (рис. 17). Между этими слоями расположено неклеточное вещество — мезоглея. Энтодерма образует выстилку слепо замкнутой кишечной полости, сообщающейся с внешней средой только ротовым отверстием. Вокруг рта расположены щупальца, которые служат для ловли добычи и защиты от хищников.

У кишечнополостных существует дифференцировка клеток. В зависимости от функциональной специализации клетки эктодермы подразделяют на эпителиально-мускульные, стрекательные, нервные и промежуточные (интерстициальные). Энтодерма состоит из клеток двух типов: эпителиально-мускульных пищеварительных и железистых. Однако в отличие от более высокоорганизованных животных у кишечнополостных клетки не образуют крупных скоплений, поэтому нельзя говорить о существовании у них пол­ноценных тканей.

Более подробно мы рассмотрим значение и особенности функционирования разных типов клеток позже, на примере гидры.

Питание. Все кишечнополостные — хищники. Они ловят добычу с помощью щупалец, вооруженных стрекатель­ными клетками. Морфологически выделяют несколько типов стрекательных клеток. Одни из них с помощью специальных приспособлений загарпунивают добычу, а затем впрыскивают в ранку яд. Другие выстреливают нить, кото­рая приклеивается к жертве, опутывает ее и ограничивает подвижность. Пойманная добыча подтягивается щупальцами ко рту и заглатывается. Пищеварение происходит вну­три полости, но также велика роль внутриклеточного пищеварения, осуществляемого клетками энтодермы путем фагоцитоза. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через рот.

Дыхание и выделение. Дыхание и выделение продуктов обмена происходят через всю поверхность тела животных.

Нервная система и органы чувств. У кишечнополостных впервые появляется примитивная нервная система, состоящая из разбросанных по всему телу звездчатых нервных клеток с длинными отростками. Отростки соединяются между собой и образуют единую сеть (рис. 18). Такую нервную систему называют диффузной или сетчатой. Иногда наблюдается концентрация нервных элементов и образование стволов, кап, например, нервное кольцо по краю зонтика у медуз. У полипов в основном присутствует только осязательная чувствительность. У медуз, кроме этого, по краям купола имеются множественные просто устроенные глаза и органы равновесия.

Жизненные формы. В жизненном цикле кишечнополостных, как правило, происходит смена двух жизненных форм: полипа и медузы.

Полипы — это донные формы, имеющие обычно цилиндрическую форму тела. На верхнем конце тела расположен рот, окруженный щупальцами. Полипы могут быть как одиночными, так и образовывать колонии.

Медузы, за редким исключением, одиночные, свободно плавающие формы. Их тело напоминает зонтик или колокол. Рот находится на нижней стороне тела.

У полипов мезоглея представлена тонкой пластинкой, а у медуз — толстым студенистым слоем (см. рис. 17).

Размножение и жизненный цикл. Размножаются кишечнополостные как бесполым, так и половым путем. Бесполое размножение большей частью свойственно полипам, а половое — медузам, но существуют и исключения.

Рис. 18. Схема расположения нервных клеток в теле гидры (по Гессе)

Бесполой стадией в жизненном цикле является полип. При бесполом размножении на теле полипа образуется бугорок — почка, из которой развивается новый полип или медуза. Сформировавшиеся полипы или медузы отрываются и переходят к самостоятельному образу жизни. При не доведенном до конца бесполом размножении формируются колонии полипов: вновь образованные полипы не отделяются от материнского организма и сами приступают к почкованию.

Половой стадией в жизненном цикле кишечнополостных является медуза. У медуз закладываются половые железы (гонады), в которых развиваются половые клетки (гаме­ты). Медузы чаще всего раздельнополы. В женских гонадах развиваются яйцеклетки, а в мужских — сперматозоиды. Оплодотворение яйцеклеток может происходить в толще воды или в материнском организме. Из образовавшейся зиготы развивается двуслойная, покрытая ресничками личинка — планула. Личинка плавает, затем оседает на субстрат и превращается в полипа.

У большинства видов классов Сцифоидные медузы и Гидроидные в жизненном цикле происходит закономерная смена полисов и медуз, т. е. чередование бесполого и полового поколений. Однако встречаются виды, у которых в жизненном цикле отсутствует стадия медузы (например, гидра). В этом случае половым способом размножается полип. У некоторых гидроидных медуз полностью отсутствует стадия полипа, и они размножаются только половым путем. В классе Коралловые полипы отсутствует стадия медузы.

Многообразие и среда обитания. Кишечнополостные обитают главным образом в морских водоемах, и лишь некоторые виды встречаются в пресных водах. Среди предста­вителей типа есть гиганты — длина щупалец некоторых сцифоидных медуз достигает 10 и более метров; и карлики — полипы длиной около 1 мм, обитающие среди песчинок. Обладающие прочным известковым скелетом склерактиниевые кораллы способны образовывать целые острова — атоллы или гигантские барьерные рифы длиной несколько сотен километров.

Вопросы для повторения и задания

1. Какие вам известны гипотезы происхождения многоклеточности?

2. Докажите, что многоклеточные животные обладают более высоким уровнем организации, чем одноклеточные.

3. Какие основные признаки типа отражены в его двух, существующих названиях?

4. Сколько слоев клеток образует тело кишечнополостных?

5. В чем принципиальные отличия двух жизненных форм кишечнополостных?

6. Какие преимущества дает радиальная симметрия тела животным, ведущим прикрепленный или малоподвижный образ жизни?

§ 8. Многообразие кишечнополостных

Клеточный состав эктодермы. В состав эктодермы входит множество клеток с разными функциями (рис. 20).

Эпителиально-мускульные клетки цилиндрической формы составляют основу эктодермы. Они тесно соприкасаются друг с другом. От основания каждой клетки отходят два длинных мышечных сократимых отростка, прилегающих к мезоглее и ориентированных вдоль вертикальной оси тела. При одновременном сокращении всех мышечных отростков тело животного укорачивается, а при расслаблении вытягивается. Если отростки на одной стороне сокращаются, а на другой расслабляются, то тело гидры изгибается.

Между эпителиально-мускульными клетками, ближе к их основанию, небольшими группами располагаются промежуточные (интерстициальные) клетки. Они значительно мельче других клеток, имеют округлую форму и очень крупные ядра. Функционально они являются стволовыми (недифференцированными) клетками, и именно они дают начало всем другим клеточным элементам эктодермы и энтодермы. Однако следует заметить, что эпителиально - мускульные и железистые клетки энтодермы способны также делиться самостоятельно.

Нервные клетки расположены в эктодерме диффузно, образуя скопления на подошве, вокруг рта и на щупальцах. Отростки соседних нервных клеток контактируют друг с другом и с эпителиально-мускульными клетками. Такой диффузный тип нервной системы является наиболее примитивным в животном мире, потому что все клетки находятся на поверхности тела, слабо защищены и не формируют крупных скоплений.

Рис. 20. Гидра: А — продольный разрез; Б — участок среза при большом увеличении; В — эктодермальная эпителиально-мускульная клетка; 1 — почка, 2 — ротовой конус, 3 — ротовое отверстие, 4 — мужские половые клетки, 5 — гастральная полость, 6 — яйцеклетка, 7 — подошва, 8 — нервные клетки, 9 — эктодермальные эпителиально- мускульные клетки, 10 — интерстициальные клетки, 11 — стрекательные клетки, 12 — железистые клетки, 13 — энтодермальные эпителиально-мускульные клетки, 14 — мезоглея, 15 — мышечные отростки

Стрекательные клетки рассеяны по всему телу гидры, но больше всего их на щупальцах, где они образуют бугорки — так называемые стрекательные батареи. Эти клетки служат как для нападения на добычу, так и для защиты "от врагов. Каждая стрекательная клетка, помимо ядра и обычного набора органоидов, имеет капсулу, заполненную ядовитым веществом (рис. 21). В капсуле, ввернутая внутрь как палец перчатки, располагается спирально скрученная полая стрекательная нить, вооруженная многочисленными зубчиками и шипами. Наружу на поверхность клетки выступает чувствительный волосок, при раздражении которого стрекательная нить выбрасывается. Нить пробивает покровы жертвы и, вонзаясь, заякоривается в теле шипами и зубчиками. Затем по трубке стрекательной нити в тело жертвы впрыскивается яд. После выстреливания нити стрекательные клетки погибают. Их место занимают новые, об­разующиеся из промежуточных клеток.

Книдоциль

(Чувствительный волосок)

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 1382 | Нарушение авторских прав