Жизненный цикл кишечнополостных
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
Источник
ГДЗ биология 7 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: 8 Многообразие Кишечнополостных
Стр. 40. Вспомните
№ 1. Каких животных называют хищниками?
Хищниками называют отряд плотоядных животных, которые характеризуются наличием зубного аппарата, специально предназначенного для разрывания, разрезания и пережевывания мяса. Основным рационом питания у них является мясо других животных.
№ 2. Что такое органы чувств?
Органы чувств – это специальная периферическая анатомо-физиологическая система, которая благодаря своим рецепторам способна обеспечивать не только получение информации из окружающего мира от других органов организма из окружающей среды, но и их первичный анализ.
Стр. 43. Вопросы после параграфа
№ 1. Каковые общие черты строения представителей типа кишечнополостных?
Кишечнополостные являются многоклеточными животными, которые имеют единственную полость тела – кишечную и лучевую симметрию. Кишечная полость у них связывается с внешней средой только при помощи рта. Тело кишечнополостных состоит из двух слоев клеток – эктодермы и энтодермы.
Еще одна особенность всех кишечнополостных – образование нервными клетками нервного сплетения. Так как все представители этого типа животных хищники, то для них характерно наличие стрекательных клеток.
Средой обитания всех кишечнополостных является водная (преимущественно моря).
№ 2. Как образуется колония кишечнополостных?
Образование колоний кишечнополостных связано со способом их размножения, при котором на поверхности тела материнского организма образуются бугорки. Эти бугорки имеют вид разросшейся группы клеток.
Со временем они увеличиваются в размерах, меняют свою форму до того момента, пока не станут уменьшенной копией материнского организма. При этом почки могут образовываться не только на внешней, но и на внутренней поверхности материнского организма.
Отдельные организмы один за другим начинают отделяться и переходить уже к самостоятельному образу жизни. Это называется временной колонией. Но чаще всего у кишечнополостных образуются настоящие или постоянные колонии, когда отделившиеся организмы тоже активно делятся – почкуются, но крепятся к грунту или твердым поверхностям рядом с материнским организмом. Одни колонии похожи на кустики или маленькие деревья, а другие – на ершики или птичьи перья.
№ 3. Что такое чередование поколений у кишечнополостных?
Чередование поколений или метагенез – это форма жизненного цикла у животных, которая состоит в закономерном чередовании поколений, размножающихся половым путем и бесполым. У некоторых представителей кишечнополостных, например, у сцифоидных и гидроидных в жизненном цикле наблюдается правильная смена сидячего, донного и часто колониального поколения, которое размножается только вегетативно, со свободноплавающим поколением, размножающимся половым путем.
№ 4. Чем различается образ жизни полипа и медузы?
Полипы ведут прикрепленный или малоподвижный образ жизни, в большинстве своем, передвигаясь только колониями. Исключением являются актиния и гидра, которые передвигаются в одиночку.
Медузы ведут подвижный образ жизни, передвигаясь при помощи щупалец и движения тела.
Также отличается и способ размножения. У полипов – половой и бесполый, у медуз – только половой.
Стр. 43. Задание
Используя материал параграфа, интернет-источники, научно-популярную литературу, подготовьте сообщение на тему «Многообразие кишечнополостных и их значение в природе и жизни человека».
Кишечнополостные – это многоклеточные животные, для которых характерна радиальная симметрия. Их тело состоит только из одной полости – кишечной, а также всего из двух слоев клеток – эктодермы и энтодермы. Кишечная полость у них открывается наружу только одним отверстием – ртом. А между эктодермой и энтодермой у разных представителей в разной степени развит неклеточный слой – мезоглея.
В целом количество видов кишечнополостных насчитывает более 10 000. И если раньше их выделяли в ранге типа, то современные ученые предлагают рассматривать кишечнополостных как отдельную группу без ранга и систематики. Группа кишечнополостных включает в себя два основных типа – Гребневики и Стрекающие. Гребневики представлены немногочисленной по количеству видов, но широко распространенной группой морских животных. Они отличаются уникальным происхождением и особенностями строения. Тип Стрекающие объединяет несколько классов: Сцифоидные, Гидроидные и Коралловые полипы.
Сцифоидные отличаются тем, что в их жизненном цикле преобладает стадия свободно плавающей крупной медузы. А все разнообразие данного класса объединяет более 200 видов. Представители сцифоидных имеют более сложное строение. В их кишечной полости есть как каналы, так и перегородки. Также выделяют глотку, нервное кольцо, органы зрения и равновесия, мышечные клетки. Из зиготы у сцифоидных образуется плавающая личинка, которая оседает на дно водоема и дает началу одиночному полипу. Далее выросший полип начинает делиться на диски, каждый из которых в дальнейшем отпочковывается и превращается в медузу.
Представители гидроидных среди всего многообразия кишечнополостных отличаются наиболее простым строением. Хотя большая их часть обитает в океанах и морях. Также среди них есть и пресноводные гидры. В жизненном цикле гидроидных кишечнополостных представлены только две жизненные формы. Это плавающая медуза (размножается половым путем) и ведущий сидячий образ жизни полип, который размножается путем почкования.
Разнообразие коралловых полипов превышает 6 000 видов. И в отличие от сцифоидных, у коралловых в жизненном цикле медузы отсутствуют. Таким образом, основной жизненной формой является колониальный, а иногда и одиночный полип. Для коралловых полипов характерно наличие рогового или известкового скелета, благодаря которому представители этого класса могут образовывать коралловые рифы.
Значение кишечнополостных в природе нельзя недооценивать. Они повышают биологическую продуктивность водоемов, принимают участие в образовании биоценозов моря. Также они способны в больших количествах поглощать взвешенную органику и тем самым очищать морскую воду.
Также кишечнополостные являются значимым звеном в пищевых цепочках мирового океана. Они регулируют численность ракообразных и рыб, образовывают осадочные породы и принимают непосредственное участие в круговороте кальция в природе.
Многие представители кишечнополостных являются объектами промышленного промысла. Например, некоторые виды медуз используются для приготовления изысканных блюд в ресторанах Китая и Японии. Также из кораллов изготавливаются различные предметы искусства, украшения, сувениры и т.д. Коралловый известняк, например, является хорошим строительным материалом. А вот гидроидные полипы и медузы широко применяются в медицине при лабораторных исследованиях и с целью получения биологически активных веществ.
Стр. 43. Подумайте
Почему кишечнополостных иногда принимают за растения?
Кишечнополостных иногда принимают за растения, потому что ведут они прикрепленный, малоподвижный или неподвижный образ жизни (например, коралловые полипы). Также они имеют лучевую симметрию тела, а рот у них окружен щупальцами, что визуально создает видимость растений.
Источник
