Губки. губки. Тип Губки (Porifera)
 Скачать 1.36 Mb.
|
Клеточная биология, размножение, жизненный циклГубки являются исключительно водными животными, ведущими неподвижный образ жизни, подобно многим растениям. Они прочно обосновываются на каком-нибудь твердом субстрате, и не покидают "насиженное место" по собственной воле. Это настолько примитивные организмы, что к самостоятельному передвижению по грунту или в толще воды у них способностей нет. Неподвижный образ жизни губок обусловлен тем, что губки не имеют организованной мышечной и нервной системы, поскольку клетки, составляющие их тело, дифференцированы, и не способны действовать «коллективно». Зачаточные способности реагировать на сильные раздражители у них связаны с сокращением миоцитов или протоплазмы клеток эпителия и мезоглеи, при этом каждая клетка отвечает на раздражение самостоятельно. Эксперименты, направленные на изучение способностей губок реагировать на внешние раздражители показали, что эта реакция чрезвычайно медленная. Так, губки, обитающие на мелководье, способны закрывать устье (во время отлива) за три минуты, а полностью открывать - за 7-10 минут. Кроме способностей сокращаться, некоторые клетки губок (в частности - амебоциты) способны медленно передвигаться при помощи псевдоподий и ложноножек в толще мезоглеи [1, с. 113]. Неспособность губок двигать частями своего тела негативно сказалась бы на их жизнеспособности - ведь для нормального существования губкам необходим водоток, приносящий через каналы к клеткам тела питание, газы и уносящий отходы жизнедеятельности. В стоячей воде губки не смогли бы нормально развиваться и существовать, если бы не хоаноциты. Эти клетки расположены вдоль каналов и камер, проходящих сквозь пористое тело губки, и оснащены подвижными жгутиками, находящимися в постоянном движении. Именно жгутики хоаноцитов создают необходимый ток воды через тело животного. Если аквариумной губке в тело ввести шприцем краситель, то через некоторое время из устья появится облачко окрашенной воды. Как и все водные животные, губки используют для дыхания кислород, растворенный в воде. В результате окислительных процессов губки выделяют углекислоту, которую необходимо удалять от клеток во внешнюю среду. Газообмен происходит во время протекания воды по каналам и жгутиковым камерам, при этом клетки мезоглеи, расположены вблизи водотока, захватывают кислород, отдают продукты жизнедеятельности. Поскольку многие клетки мезоглеи подвижны, а сама мезоглея имеет вид студня, клетки в ней медленно перемешиваются, и большинство из них способно получить питание и удалить отходы. Определенную роль в снабжении клеток кислородом и удалении углекислоты играют микроскопические водоросли, которые попадают в каналы и поры губок с водой, и некоторое время живут там. Между губками и фитоводорослями в этом случае, наблюдаются симбиотические отношения. Водоток способствует не только газообмену, но и получению клетками губок питательных веществ и минеральных солей, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Поскольку клетки губок дифференцированы, о существовании какой-либо, даже зачаточной системы пищеварения у этих животных говорить не приходится. Каждая клетка тела самостоятельно извлекает из воды все необходимое, и выделяет в воду все ненужное. Можно сказать, что уровень физиологии губок в этом отношении напоминает физиологию одноклеточных организмов[9]. Питанием для губок служат органические микрочастицы, находящиеся в воде во взвешенном состоянии - останки микроскопических животных и растений, одноклеточные организмы. Частички попадают в каналы и жгутиковые камеры при помощи все тех же хоаноцитов, затем захватываются подвижными амебоцитами и разносятся по всей мезоглее. При этом амебоциты выпускают ложноножку, охватывает частицу и втягивает ее внутрь клетки. В ложноножке появляется вакуоля - пузырек, наполненный средой, способной растворять и переваривать органику. Частица растворяется, а на поверхности вакуоли появляется зерна жироподобного вещества. Если питательная частица слишком крупная, чтобы ее смог переварить один амебоцит, в дело вступает группа амебоцитов - они окружают частичку со всех сторон и переваривают ее сообща. Строение хоаноцитов у некоторых видов губок позволяет им тоже принимать участие в переваривании пищи. Губки пропускают сквозь свои поры, каналы и жгутиковые камеры все, что содержится в воде, в том числе и несъедобные частицы. При этом амебоциты захватывают и органику, и то, что не может быть переварено в вакуоли. Непереваренные остатки пищи и неудобоваримое содержимое выделяется в мезоглею и постепенно перемещается к стенкам каналов, откуда жгутиками хоаноцитов выгоняются во внешнюю среду через атриальную полость и устье. Размножение губок происходит несколькими способами. Так один из способов — это почкование, на поверхности губки набухает почка, в которой формируется новая жизнь. Вырастая, почка отделяется от материнского тела, после чего самостоятельно прикрепляется к дну рядом с материнской. Дочерняя особь может представлять собой просто участок материнской клетки (так сказать выделившийся участок). Такое почкование в основном характерно для известковых губок, правда наблюдается также у некоторых стеклянных видов[4, с. 176]. Если формирование почек происходит на концах игл, то при этом возможно образование серии почек, соединенных между собой. В данном случае связь с материнской особью слабая. Размножение губок может происходить и половым путем. Среди колоний находятся раздельнополые особи, также существуют и губки гермафродиты. На сегодняшний день, наиболее детально изучено размножение известковых, четырехлучевых и кремнероговых видов. Необходимо отметить, что внешнего различия между мужскими и женскими особями нет. В мезоглее губки образуются половые клетки. Здесь же происходит созревание яиц, а так же формирование их сперматозоидов. Учитывая то, что губки фильтраты (прокачивают через себя воду), сперматозоиды подхватываются током воды и посредством каналов, могут, как выйти наружу, так и попасть в жгутиковые камеры соседних губок. При условии того, что в жгутиковых камерах находятся созревшие яйца, при помощи амебоцитов, транспортируются к созревшим яйцам. Оплодотворение яйца, с последующим его дроблением (с формирование «личинки»), происходит в материнском организме. Хотя имеются некоторые виды четырехлучевых губок, у которых яйца выводятся наружу, где и происходит развитие губок. Личинка губок имеет вид либо шара, либо объемного овала, размер которого может достигать одного миллиметра. Поверхность личинки усыпана жгутиками, они, постоянно сокращаясь, придают личинке ускорение, и она движется. Свободное «плавание» может составлять до трех суток, после чего, она либо прикрепляется к субстрату, либо погибает. Личинка (плавающая) имеет следующее строение: внутренняя масса (крупные зернистые клетки), снаружи клетки покрыты слоем жгутиковых клеток (цилиндрических). Личинка из двух слоев носит название паренхимулы. Причина возникновения — неправильное (неравномерное) дробление яйца. Первые стадии дробления яйца приводят к образованию клеток различной величины. Так называемые микромеры и макромеры. Микромеры быстро делятся, обволакивают более крупные макромеры, таким образом, достигается двухслойность паренхимула. Часть губок имеют личинки в виде пузырька (в основном это известковые виды). Оболочка пузырька состоит лишь из одного слоя клеток со жгутиками. Такая личинка носит название целобастулы. Выходя из материнского организма, часть клеток отбрасывает свои жгутики и происходит погружаение внутрь личинки. Так начинается развитие губки. Такие преобразования приводят к тому, что личинка превращается в паренхтмулу. При размножении, губки имеют две формы личинок паренхимулы и амфибластулы. Находясь в воде некоторое время (плавая), личинка оседает на дно, и именно там, происходит ее закрепление, с последующим формирование и развитием губки. Редко, но это имеет место быть, бесполое размножение губок. Такое размножение губок представляет собой отделение от организма участка (величина может быть весьма различной). Далее отделившийся участок развивается в полноценный организм губки. При неблагоприятных условиях размножение губок может происходить при помощи редукционных телец. При восстановлении нормальных условий обитания редукционные тельца воспроизводят новые губки[1, с. 151].  Рисунок 5 - Жизненный цикл губки Разные виды губок могут достигать различного возраста в процессе развития и жизнедеятельности. Некоторые губки могут прожить всего несколько недель или месяцев, но есть и долгожители, способные "пройти жизненный путь" длиной в несколько десятков лет. Особенно много долгожителей среди крупных видов стеклянных и обыкновенных губок. В качестве примера можно привести конскую губку (Hippospongia communis), которая, по мнению ученых, способна прожить не менее 50 лет. Эта губка достигает размеров около 100 см в диаметре и растет очень медленно, достигая диаметра 30 см на 5-7 году жизни. Вероятно, это далеко не предел долгожительства губок. Скорость роста губок связана с их долгожительством, как, впрочем, у многих представителей животного мира. Чем скоротечнее жизненный цикл губки, тем быстрее она растет и достигает половозрелого возраста. Так, почка губки морской апельсин вырастает до размеров материнского организма в течение одного месяца, есть и более интенсивно растущие виды. Продолжительность жизни и скорость роста губок во многом зависят от факторов среды обитания - наличии водотока, пищи, температурных условий, освещенности и др. Среди пресноводных губок долгожителей нет, все известные виды живут менее года. Однако, в некоторых случаях они способны создавать особые многолетние колонии, достигающие значительных размеров. Впрочем, колониями такие образования можно назвать лишь условно - их тело состоит из вымерших отдельных частей, покрытых жизнедеятельным слоем. Процесс возникновения таких образований заключается в постоянной смене поколений губки, которая однажды закрепившись на субстрате, вырастает в небольшую колонию, образует геммулы и умирает. Переждав неблагоприятный период развития, спустя некоторое время, из геммул вырастают молодые особи, которые поднимаются на поверхность умершей материнской колонии, сливаются друг с другом и образуют новую колонию. По достижении половозрелого возраста, внутри колонии вновь образуются геммулы и процесс продолжается. Таким образом появляются многолетние колониальные образования пресноводных губок, которые могут достигать веса в 1 кг и даже более. Если рассмотреть продолжительность жизни представителей разных классов губок, то можно отметить, что известковые губки обычно живут в среднем до одного года. Некоторые из них (Sycon coronatum, Grantia compressa) отмирают сразу же по достижении половой зрелости, как только сформировавшиеся личинки нового поколения покидают их организм. Большинство мелких четырехлучевых и кремнероговых губок живет в пределах 1-2 лет. Как уже отмечалось выше, среди стеклянных и обыкновенных губок нередко встречаются и долгоживущие организмы. Рекордсменом по долгожительству среди губок считается антарктическая губка Scolymastra joubini, особи и колонии которой способны прожить, по подсчетам ученых, тысячи лет! Эти губки растут очень медленно, как и все живое в холодной воде, поскольку жизненные процессы в их организме заторможены. Ледяные воды Арктики и Антарктики "пригрели" множество долгожителей-животных, в том числе и антарктическую губку. Особь Scolymastra joubini, достигающая двухметрового размера, по оценке зоологов должна иметь возраст почти 23 тысячи лет! Выводы ошеломляющие. Но арктическая губка, пожалуй, исключение из правил - вряд ли кто-либо из ее теплолюбивых сестер способен дожить даже до векового возраста[6, с. 67]. Продолжительность жизненного цикла любого существа - понятие относительное, и сравнивать его с продолжительностью жизни, например, человека, не совсем объективно. Ведь многие животные-однодневки успевают за крошечный миг жизни, который им отвела природа, выполнить главное свое предназначение - дать жизнь новому поколению. А многие долгожители, в том числе и некоторые человеческие индивидуумы, не успевают оставить потомство и в течение долгих лет. |