Животные, о которых молчит учебник. Что такое морская губка

Губки. Это самые простые многоклеточные организмы (рис. 78). Примитивность их организации подтверждается отсутствием тканей и органов, хотя тело простейших состоит из различных типов клеток. Это неподвижные животные, часто образующие колонии. Живут они, прикрепившись к субстрату, в морях и океанах, реже - в пресных водоемах. Форма тела губок разнообразна, но чаще всего оно напоминает мешок или бокал, пронизанный многочисленными отверстиями - порами. Тело губки образовано двумя слоями клеток, между которыми располагается студенистая масса - мезоглея. В ней образуется известковый или кремниевый скелет губки, поэтому на ощупь тело твердое. Но иногда скелет образуется полностью из эластичного органического вещества. После смерти организма в этом случае остается упругая пористая масса, которую называют туалетной губкой. Через поры и каналы тела идет постоянная фильтрация воды, вместе с которой в полость попадают пищевые частицы. Они захватываются жгутиковыми клетками внутреннего слоя и перевариваются. Непрерывная работа жгутиков обеспечивает ток воды.

Живые губки напоминают сырую печенку и имеют резкий специфический запах. Иногда они содержат токсичные вещества, поэтому другие животные редко используют их в пищу. Губки часто сожительствуют с другими организмами, в их полостях и пустотах обитают мелкие ракообразные, черви, моллюски. В свою очередь, губки сами могут поселяться на панцире крабов, раков-отшельников, раковинах моллюсков.

Рис. 78. Губки: 1 - сифон; 2 - пресноводная бодяга. Кишечнополостные: 3 - гидра (1 - рот; 2 - пищеварительная полость; 3 - клетки эктодермы; 4 - клетки энтодермы; 5 - подошва; 6 - щупальца; 7 - яичник; 8 - семенники); 4 - медуза корнерот; 5 - коралловый полип (колония)

Губкам свойственно как бесполое, так и половое размножение. При бесполом размножении у них образуются внутренние почки. Губки в большинстве случаев обоеполы. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается личинка, из которой развивается новый организм.

Бодяга - это пресноводная губка, обитающая в заросших водоемах, богатых органическими остатками. У бодяг роговой скелет соединен с мельчайшими известковыми иголками. Сухие растертые бодяги употребляют для шлифовки металлов в качестве абразивного материала. Иногда их используют в медицине и как косметическое средство.

В природе губки выполняют роль фильтров, но в загрязненной воде они жить не могут.

Кишечнополостные. Как и губки, кишечнополостные относятся к низшим многоклеточным (см. рис. 78). Насчитывается около 20 тыс. видов кишечнополостных. Для большинства из них характерна прикрепленная форма - полип. Это гидры, коралловые полипы, морские анемоны (актинии). Но есть и свободно плавающие - медузы. Некоторые виды на разных стадиях развития могут иметь как полипоидную, так и медузовидную форму, причем полип представляет собой бесполое поколение, а медуза - половое.

Все кишечнополостные имеют единый план строения. Это двухслойные животные с полостью внутри. Дифференциация клеток более высокая, чем у губок. У кишечнополостных появляются нервные клетки, образующие нервную систему диффузного типа. Кишечнополостные имеют лучевую симметрию тела. У сидячих форм полипов тело имеет цилиндрическую форму, на переднем конце ротовое отверстие, окруженное щупальцами. Количество щупалец различно. У плавающих медуз тело имеет форму зонтика, а ротовое отверстие и щупальца находятся на нижней стороне, под зонтиком. У всех видов на щупальцах расположены стрекательные клетки, служащие для защиты и нападения. При раздражении чувствительного волоска клетка выстреливает нить с гарпуном на конце и поражает жертву ядовитой жидкостью. Парализованные мелкие животные становятся пищей полипа или медузы, которые с помощью щупалец отправляют их в рот. Проглоченная добыча переваривается в кишечной полости и клетках энтодермы. Непереваренные остатки выбрасываются через рот. Размножаются полипы почкованием, иногда образуя целые колонии. Но возможен и половой процесс. Половые клетки созревают на одной особи, но оплодотворение перекрестное. Из оплодотворенного яйца образуется личинка - планула, которая свободно плавает, покрывается плотной оболочкой и может переносить неблагоприятные условия. Прикрепляясь к субстрату, она образует новый полип. У видов со сменой поколений на полипе образуются медузоидные формы, которые отделяются от полипа и свободно плавают. Гаметы созревают только у медуз, а из личинки образуется вновь стадия полипа. Так происходит чередование поколений.

1. Гидроидные. Наиболее известное кишечнополостное наших пресных водоемов из этого класса - гидра. Это небольшое, величиной не более 1 см, животное имеет форму стебелька и ведет прикрепленный образ жизни. На переднем конце у ротового отверстия располагается 6-12 щупалец, с помощью которых гидра захватывает пищу. Размножается она почкованием и половым путем. Летом преобладает почкование, оно идет весьма активно. Оформившиеся молодые особи отделяются от материнского организма. Осенью гидра приступает к половому размножению. Взрослые гидры зимой погибают, а образовавшаяся в результате полового процесса личинка перезимовывает на дне водоема и весной дает начало новому полипу. У гидры развита регенерация - способность восстанавливать утраченные части тела. Если полип разрезать на несколько частей, то из каждой части может возникнуть новый организм.

У морских полипов почка не отделяется от материнского организма, а остается на нем, образуя колонию в виде кустика. Иногда на колонии образуются особые почки, в которых развиваются медузы - половые особи. Они отпочковываются от полипа, и течение переносит их на большое расстояние. Это способствует лучшему расселению вида. Поскольку медузы плавают и ведут активный образ жизни, их нервная система устроена сложнее, а в основании щупалец имеются примитивные глаза и органы равновесия. Поэтому медузы различают свет и тьму, верх и низ в воде. У медуз образуются половые клетки. Оплодотворение происходит в воде, а образующаяся планула дает начало полипоидной стадии.

2. Сцифоидные. Для этих кишечнополостных характерно слабое развитие полипа, но образование сложных и крупных медуз. Размеры видов сцифоидных могут достигать 1-2 м в диаметре, а многочисленные щупальца свисают на 10-12 м. Так, например, у медузы наших морей ушастой аурелии диаметр зонтика составляет 40 см, а у северной цианеи - до 2 м. Многие медузы опасны для человека. Своими стрекательными клетками они могут вызвать ожоги, отравления, а в некоторых, особо тяжелых случаях - даже смерть.

3. Коралловые полипы наиболее многочисленны и разнообразны. Название класса дословно переводится с греческого как животные-цветы. Они живут в морях, образуя целые колонии, и действительно похожи на яркие цветы. Пищеварительная полость у колониальных полипов единая, но поделена на камеры, что увеличивает поверхность, на которой происходит пищеварение. Размножаются они как половым, так и бесполовым путем, но чередование поколений у них отсутствует.

Мягкое нежное тело полипа защищено известковым скелетом, который наращивается от основания вверх. Хотя сами полипы невелики (около 1 см в длину и до 2 мм в диаметре), но колонии из миллиардов живых существ создают мощные известковые сооружения в тропических морях - рифы.

Различают береговые рифы, барьерные рифы и коралловые острова - атоллы. Береговые рифы - результат деятельности кораллов в непосредственной близости от берега. Барьерные рифы расположены в удалении от берега и тянутся на большие расстояния. Большой барьерный риф вблизи Австралии имеет длину в полторы тысячи километров.

Атоллы - это коралловые острова кольцевидной формы, диаметр которых достигает 10 км. В центре атолла обычно находится озеро с морской водой, а берега образованы коралловым известняком. Такой коралловый риф обычно появлялся вокруг вулканического острова, если потухший вулкан постепенно погружался в воду. Кораллы, требовательные к свету, пище и кислороду, нарастали верхней частью, а на глубине около 30 м части колонии отмирали, оставляя свой известковый скелет.

Постройки кораллов со временем прессуются в сплошной плотный коралловый известняк. Коралловые рифы изобилуют многочисленными рыбами, моллюсками, ракообразными и прочими животными.

Среди представителей этого класса есть и одиночные формы, не образующие скелета. Это актинии, или морские анемоны. Они малоподвижны или неподвижны. Некоторые из них поселяются на панцирях рака-отшельника. Рак перетаскивает актинию по дну моря и обеспечивает пищей, а актиния защищает его от врагов, парализуя стрекательными клетками мелких рыб и других животных.

| |
§ 57. Царство животных. Простейшие § 59. Плоские, круглые и кольчатые черви

Тип Губки, особенности строения которых мы рассмотрим в нашей статье, по сей день являются загадкой природы. Да и в учебниках по зоологии о них не так уж и много информации. А ведь губки представляют собой тип многоклеточных животных и широко распространены в природе.

Подцарство Многоклеточные

С течением времени в результате эволюционных преобразований наряду с простейшими в природе появились и многоклеточные животные. У них появился ряд более сложных черт строения. И дело не только в количестве клеток, а в их специализации для выполнения различных функций. Одни из них служат для размножения, другие - обеспечивают передвижение, а третьи - процессы расщепления веществ и т. п.

Группы клеток, одинаковые по строению и функциям, объединяются в ткани, а они, в свою очередь, формируют органы.

Тип Губки: общая характеристика

Губки являются самыми примитивными многоклеточными животными. Они еще не формируют настоящих тканей, но клетки отличаются строгой специализацией.

Губки являются древними животными. Некоторые их виды известны еще с докембрийского и девонского периодов. Их предками ученые считают известковых жгутиконосцев. А вот ветвь эволюции губок оказалась тупиковой.

Долгое время систематики не могли определиться с их положением в системе органического мира. Поэтому губок называли зоофитами - организмами, которые имеют признаки и животных, и растений. Все изменилось только в начале 19-го века. Губок окончательно отнесли к животному царству. Но ученые до сих пор спорят: то ли это колонии простейших, то ли настоящие многоклеточные организмы.

Основы классификации

По типам строения губок объединяют в несколько классов:

  • Обыкновенные. Среди них встречаются одиночные и колониальные формы. Они имеют вид наростов, пластин, комков, небольших кустиков, высота которых может достигать полуметра. Представителями этого класса являются бадяги, туалетные и сверлящие губки.
  • Известковые. Характеризуются наличием внутреннего скелета, иглы которого состоят из углекислого кальция. Форма тела - в виде бочонка или трубки. Представителями являются сикон, асцетта, леукандра.
  • Коралловые. Исключительно колониальные формы. Внутренний скелет состоит из кальцита или кремния. Размеры колоний в ширину достигают метра. Название получили благодаря тому, что обитают среди коралловых рифов Индийского и Тихого океанов.
  • Стеклянные, или Шестилучевые. Одиночные особи бокаловидной формы. Имеют скелет из кремния в виде игл. Обитают исключительно в океанических водах. Благодаря эстетическому виду используются для изготовления бижутерии.


Особенности строения

Большинство представителей типа Губки имеют бокаловидное тело. Его основанием животное прикрепляется к субстрату - камням, дну водоемов или раковинам. Верхняя часть открывается наружу отверстием, ведущим в полость тела. Она называется атриальной.

Все классы типа Губки - это двухслойные животные. Снаружи расположена эктодерма. Этот слой образован плоскими клетками кроющего эпителия. Внутренняя энтодерма состоит из жгутиковых клеток, которые называются хоаноцитами.

Стенки не сплошные, а пронизаны большим количеством пор. Через них происходит обмен веществ губок с окружающей средой. Между слоями тела находится студенистое вещество - мезоглея. Она содержит три вида клеток. Это опорные, которые формируют скелет, половые и амебоидные. С помощью последних осуществляется процесс пищеварения. Они же обеспечивают регенерацию губок, поскольку могут превращаться в любые типы клеток.

Размеры губок варьируют от 1 см до 2 м, а цвет от мутно-коричневого до ярко-фиолетового. Разнообразием отличается и форма тела. Губки могут быть похожи на пластинку, шар, веер или вазу.


Питание

По способу питания представители типа Губки - гетеротрофные фильтраторы. Через их полость тела непрерывно движется вода. Благодаря деятельности жгутиковых клеток она поступает в поры слоев тела, поступает в атриальную полость и выходит наружу через устье.

При этом простейшие, бактерии, фитопланктон и остатки отмерших организмов захватываются амебоцитами. Происходит это путем фагоцитоза - внутриклеточного переваривания. Непереработанные остатки пищи снова поступают в полость и через устье выбрасываются наружу.

Среди губок встречаются и хищники. Они лишены водоносной системы фильтрации. Пищей им служат мелкие рачки и мальки рыб, которые прилипают к их липким нитям. Далее они укорачиваются, подтягиваясь к телу хищника. Губка обволакивает добычу и переваривает ее.


Дыхание и выделение

Животные, принадлежащие к типу Губки не встречаются на суше. Поэтому они приспособлены к поглощению кислорода только из воды. Происходит это с помощью диффузии. Поглощать кислород, как и выводить углекислый газ, способны все клетки тела губок.


Бесполое размножение

Несмотря на примитивность строения, способы репродукции губок достаточно разнообразны. Они могут размножаться путем почкования. При этом на теле животного появляется выпячивание, которое с течением времени увеличивается в размерах. Когда на такой почке сформировались все типы клеток, она отсоединяется от материнской особи и переходит к самостоятельному существованию.

Следующим способом размножения губок является фрагментация. В ее результате тело губки делится на части, каждая из которых дает начало новому организму. Этот процесс еще называют геммулогенезом. Обычно он происходит с наступлением неблагоприятных условий.

Образовавшиеся при этом части губок называются геммулы. Каждая из них покрыта защитной оболочкой, а внутри содержит запас питательных веществ. Геммулы считаются покоящимися стадиями губок. Их способность к выживанию просто невероятна. Они остаются жизнеспособными после действия низкой температуры до -100 градусов и продолжительного обезвоживания.

Половое размножение

Половой процесс осуществляется специализированными клетками. При этом сперматозоид выходит из устья одной губки и с током воды поступает к другой. Там амебоциты доставляют его к яйцеклетке.

По типу развития среди губок различают яйце- и живородящих. У первых деление оплодотворенной яйцеклетки и формирование личинки происходит вне материнского организма. Такие организмы всегда раздельнополые. Среди живородящих представителей часто встречаются гермафродиты. У них развитие зиготы осуществляется в атриальной полости.


Экология

Для распространения животных типа Губки большое значение имеет наличие определенного субстрата. Он должен быть твердым, поскольку ил может забиваться в поры. Это приводит к массовой гибели животных.

Характеристика типа Губки была бы неполной без упоминания о симбиозе. В природе известны случаи их взаимовыгодного сожительства с другими водными обитателями. Это могут быть водоросли, бактерии или грибы.

При такой форме существования обмен веществ губок происходит более интенсивно. К примеру, при сожительстве с водорослями они выделяют в несколько раз больше кислорода и органики. Поскольку взрослые губки несъедобны, многие животные используют их для защиты от врагов. Известны случаи, когда в них поселяются ракообразные. А крабы предпочитают носить губок на своем панцире.


Значение в природе и жизни человека

Губки имеют большое значение для очистки водоемов. Осуществляя фильтрацию, они не только питаются, но и удаляют загрязнения. Свою роль играют эти животные и в трофических цепях. Личинками губок питаются моллюски и определенные виды рыб.

Для человека губки являются сырьем для фармакологии. Всем известны мази от синяков и ушибов на основе губки - бадяги, а также йодсодержащие лекарства. Значение этих животных связано и с их названием. Их действительно долгое время использовали для мытья тела и различных поверхностей. И сейчас губками мы называем подобные синтетические изделия

Итак, в статье мы рассмотрели представителей подцарства Многоклеточные - тип Губки. Это многоклеточные водные животные, которые ведут прикрепленный образ жизни. В их теле различают два слоя - экто- и энтодерму. Каждый из них образован специализированными клетками. Настоящих тканей губки не образуют.

Губки (porifera, или spongia) относятся к типу беспозвоночных, образуя слепую ветвь в основании филогенетического древа многоклеточных. Это исключительно своеобразные животные. Их внешний вид и строение столь необычны, что долгое время не знали, куда отнести эти организмы - к растениям или животным. Лишь во второй половине XVIII века, когда подробнее познакомились с жизнедеятельностью губок, не осталось сомнений в их принадлежности к миру животных . Среди многоклеточных животных они, несомненно, являются наиболее примитивно организованными существами, о чем свидетельствуют простота строения их тела и значительная самостоятельность образующих его клеток. Это неподвижные животные, прикрепленные ко дну или различным подводным предметам. Среди губок встречаются одиночные и колониальные виды. В благоприятных условиях губки образуют иногда сплошные обрастания на подводных предметах. Большинство губок относится к морским животным. Из 5000 видов губок лишь около 150 видов обитают в пресных водоемах.

Пресноводные губки относятся к классу обыкновенных губок, отряду кремнероговых. В этом отряде три семейства: потамолипиды, представители которого обитают в некоторых африканских озерах, космополитное семейство спонгиллиды (или бадяги), обитающие во всех пресноводных водоемах мира, в том числе и в Байкале и эндемичное семействолюбомирскииды, представители которого живут лишь в озере Байкал. Любомирскииды составляют одну из главных достопримечательностей озера Байкал, привлекая внимание исследователей своей непохожестью на другие пресноводные формы губок.

Внешний вид и места обитания губок. Внешний вид губки очень характерен. Кроме ветвистой формы байкальские губки могут быть корковыми, шарообразными, грибовидными (вид сварчевская папирация имеет форму маленьких беловатых изящных "шапочек", диаметром 1-4 см). Размеры губок варьируют в широких пределах: от 1-2 см в диаметре у плоских форм и до 1 м высотой у древовидных. Все байкальские губки более прочные и жесткие, чем бадяги. Ткань губки очень плотная и упругая, разрывается с некоторым усилием. Для всех губок, как пресноводных, так и морских, характерен своеобразный резкий и неприятный запах.

Почти всем пресноводным губкам, выросшим на свету, свойственна ярко-зеленая окраска. Она зависит от симбиотических одноклеточных водорослей зоохлорелл, обитающих в их теле. У губок, выросших на глубине или в тени, зеленая окраска отсутствует. Такие губки могут быть грязно-белого, бурого, голубоватого или красноватого цвета. Иногда лишь часть колонии оказывается зеленой. Различные виды, растущие в прибрежной зоне Байкала, отличаются оттенками зеленого.

Губки поселяются на очень разнообразном субстрате. Бадяги в пресных водоемах пышно развиваются на деревянных сооружениях, дамбах, сваях мостов, облюбовывают затонувшие коряги и хворост. В Байкале они населяют, в основном, прибрежные мелководные заливы и соры, прикрепляясь с отрицательной стороны камней. Любомирскииды предпочитают воды открытого Байкала и колонизируют практически весь спектр глубин (от 1,5 до 900 м и, возможно, ниже). Наиболее массовые поселения встречаются на глубинах от 1,5 до 40 м, где колонии самой крупной ветвистой губки любомирскии байкальской образуют подводные леса.

Внутреннее строение губок. Рассматривая губку, разрезая ее, мы не находим в ней каких-нибудь заметных простым глазом органов, а видим только шероховатое на ощупь вещество, пронизанное пустотами и каналами. При изучении губки под микроскопом при слабых увеличениях в ней можно различить два элемента: скелет и паренхиму. Скелет состоит из кремниевых игл или спикул, склеенных между собой в пучки прозрачным веществом - спонгином. Пучки спикул образуют более или менее правильную сеть или пространственную решетку в теле губки . Форма спикул и архитектоника скелета, т.е. расположение спикульных пучков, имеют диагностическое значение и являются характерными для каждого вида. Спикулы с закругленными концами носят название стронгилей, спикулы с заостренными концами называются оксы. В отличие от бадяг, байкальские губки имеют очень прочный скелет, т.к. их спикулы спаяны большим количеством спонгина.

Скелет пронизывает мягкое слизистое вещество - паренхиму и служит ей опорой. Паренхима состоит из мезоглеи и рассеянных в ней клеточных элементов, для которых мезоглея играет ту же роль, что и плазма крови для кровяных телец. В состав губки входит несколько типов клеток. Снаружи губка покрыта дермальными клетками. Внутренние полости, так называемые жгутиковые камеры, выстланы хоаноцитами, имеющими постоянно движущийся длинный жгут. Силикобласты и спонгиобласты участвуют в работе по образованию кремниевых спикул. Амебоциты находятся в мезоглее и обладают потенциальной возможностью производить все остальные клеточные элементы, в том числе гонады. Нервные клетки у губок отсутствуют, соответственно, нет раздражимости.

Полости, которыми пронизано все тело губки , образуют важнейшую, так называемую ирригационную систему, которая делится на две части - приводящую и отводящую. Приводящая система начинается многочисленными порами на поверхности губки и разветвляется в приводящие каналы и полости. Каналы отводящей системы, постепенно сливаясь друг с другом в более крупные протоки, подходят также к поверхности губки и впадают в оскулярные отверстия или оскулюмы. Тонкие стенки всюду отделяют приводящую систему каналов от сходной с ней отводящей, и между ними нигде нет непосредственной связи. Такое сообщение происходит лишь в жгутиковых камерах. Движение жгутов в жгутиковых камерах представляет тот двигатель, который создает непрерывный ток воды через все тело губки . Жгуты совершают постоянные винтообразные движения. Таким образом, каждая из бесчисленного множества камер выполняет роль насоса. Их соединенные усилия заставляют воду входить в поры, проходить всю сложную систему каналов и выбрасываться через оскулярные отверстия.

Жизнедеятельность губок. Сидячий образ жизни губок делает их похожими на растения. Однако отдельные их клеточные элементы обладают поразительной подвижностью. Скорость передвижения некоторых клеток варьирует от 0,6 до 3,5 микрон в минуту (1 мк =1/1000 мм). Если кусочек живой губки протереть через мелкое сито и несколько капель такой выжимки разболтать в небольшом количестве воды, то под микроскопом можно рассмотреть массу живых клеток, которые движутся, выпуская псевдоподии. Особо подвижны силикобласты, принимающие участие в построении кремниевых спикул, которые образуются внутри материнской клетки. Вначале возникает осевая нить, к которой подходят силикобласты и отлагают на ее поверхности слои кремнезема до тех пор, пока спикула не достигнет необходимой толщины. Готовая спикула затем перемещается в мезоглею другими клетками, которые ставят ее на нужное место в скелетном пучке. Приклеить ее к пучку - задача спонгиобластов, выделяющих спонгин.

Губки питаются взвешенными в воде частицами. Вода, проходя через поры, попадает в жгутиковые камеры, где мелкие частицы захватываются хоаноцитами, а затем выбрасываются в мезоглею, где вторично поглощаются другими клетками - амебоцитами, которые их переваривают и разносят питательные вещества по всему телу. Губки лишены избирательности и захватывают как питательные, так и непитательные вещества. От несъедобных частиц губка постепенно освобождается, выводя их через оскулюмы. Таким образом, пищей для губок служат взвешенные в воде вещества, если величина частиц позволяет проходить им через поры. Но количество взвешенной твердой пищи недостаточно для питания губок, и дополнительным источником являются растворенные в воде органические вещества. Вместе с током воды в тело губки поступает кислород.

Размножение губок. Все губки являются раздельнополыми. Одни особи продуцируют только яйца, другие сперматозоиды, хотя внешне мужские и женские особи ничем не различаются. Сперматозоиды проникают через поры вместе с водным током внутрь женских особей и оплодотворяют яйца. Образование личинки происходит внутри материнского тела. Когда личинка созреет, она покидает его и становится на некоторое время свободноплавающей. Вращаясь, личинка оживленно плавает в поисках подходящего субстрата. Прикрепление личинки происходит обыкновенно в течение первых 12 часов после выхода из материнского тела, но иногда может запаздывать и до двух суток. Осевшая личинка уплощается, превращаясь в маленькое беловатое пятнышко, в котором очень скоро уже можно узнать маленькую губочку. При развитии губки из яйца до свободноплавающей личинки наблюдается полное сходство с эмбриональным развитием других животных. Но метаморфоз личинки, начинающийся после ее прикрепления, представляет характерный для всех губок процесс, отличающий их от всех остальных многоклеточных животных. Зародышевые слои меняются местами, по этой причине губок называют животными "вывернутыми наизнанку".

У всех пресноводных губок, кроме байкальских, имеется также процесс бесполого размножения, результатом которого является образование геммул. Это покоящиеся стадии, предназначенные для сохранения вида в течение неблагоприятных сезонов (холодных или засушливых). Также геммулы спонгиллид выполняют функцию расселения по другим водоемам, куда они могут заноситься ветром, водяными птицами или другим путем. Геммулы сохраняют жизнеспособность в течение нескольких лет, способны переносить замораживание и высыхание.

Очень важным отличием байкальских эндемичных губок от космополитных спонгиллид является отсутствие у них способности к размножению с образованием геммул. Постоянство температурного режима глубоководного озера способствовало исчезновению этой стадии из их цикла развития. Интересно, что и некоторые космополитные спонгиллиды, живущие в Байкале, также утратили способность к геммулообразованию.

Биологическое значение губок. Являясь активными биофильтраторами и благодаря массовому распространению в Байкале, губки составляют важное звено в экосистеме озера и играют существенную роль в его гидробиологическом режиме. Роль губок определяется их участием в трофических цепях, поскольку они являются важнейшими потребителями зоо- и фитопланктона, развивающегося в толще прибрежных вод, а также кремния, необходимого для постройки скелета.

Систематика губок. Эндемичное семейство любомирскииды представлено в Байкале 14 видами, относящимися к четырем родам. Род любомирския, куда входит наиболее известная ветвистая губка любомирския байкальская, характеризуется хорошо дифференцированными продольными и поперечными пучками скелетных игл или спикул, заостренными с обоих концов и покрытых шипиками. Кроме ветвистой формы сюда входят еще 3 вида корковых губок. Виды рода байкалоспонгия не ветвятся, а образуют массивные корки, желваки, твердые, жесткие наросты или имеют глобульную, грибовидную форму. Скелетная решетка менее упорядоченная; среди спикул преобладают стронгили. Род сварчевския включает в себя один вид - сварчевския папирусная. Это губки в виде маленьких беловатых "шапочек", часто с одним оскулярным отверстием на вершине. Недавно открытый новый род резинковия включает два вида.

Е.В.Вейнберг

Губки - водные сидячие многоклеточные животные. Настоя­щих тканей и органов нет. Нервная система у них отсутствует. Тело в виде мешка или бокала состоит из разнообразных клеток, вы­полняющих различные функции, и межклеточного вещества.

Стенка тела губок пронизана многочисленными порами и иду­щими от них каналами, сообщающимися с внутренней полостью. Полости и каналы выстланы жгутиковыми воротничковыми клет­ками. За немногими исключениями, губки имеют сложный мине­ральный или органический скелет. Ископаемые остатки губок из­вестны уже из протерозойских пород.

Известковые и стеклянные губки:

1 - Polymastia corticata; 2 - губка морской каравай (Halichondria panicea); 3 - чаша Нептуна (Poterion neptuni); 4 - байкальская губка (Lubomirskia baikalensis);

5, 6 - Clathrina primordialis; 7 - Pheronema giganteum; 8 - Hyalonema sieboldi

Описано около 5 тыс. видов губок, большинство их обитает в морях. Тип делится на четыре класса: известковые губки, кремнероговые или обыкновенные, губки стеклянные или шестилучевые и коралловые губки. Последний класс включает небольшое число видов, которые обитают в гротах и туннелях среди коралловых рифов и имеют скелет, состоящий из массивного известкового основания из карбоната кальция и крем­невых одноосных игл.

В качестве примера рассмотрим строение известковой губки. Тело ее мешковидное, основанием оно прикреплено к субстрату, а от­верстием, или устьем, обращено кверху. Парагастральная область тела сообщается с наружной средой многочисленными канала­ми, начинающимися наружными порами.

В теле взрослой губки имеются два слоя клеток - экто- и энто­дерма, между которыми залегает прослойка бесструктурного ве­щества - мезоглеи - с разбросанными в ней клетками. Мезоглея занимает большую часть тела, содержит скелет и кроме прочих - половые клетки. Наружный слой образован плоскими эктодермальными клетками, внутренний - воротничковыми клетками - хо-аноцитами, из свободного конца которых торчит длинный жгу­тик. Клетки, свободно рассеянные в мезоглее, подразделяются на неподвижные - звездчатые, выполняющие опорную функцию (колленциты), скелетные подвижные (склеробласты), занятые пере­вариванием пищи (амебоциты), резервные амебоидные, которые могут превращаться в любой из названных типов, и половые. Спо­собность клеточных элементов переходить друг в друга говорит об отсутствии дифференцированных тканей.

По строению стенки тела и канальной системы, а также месту расположения участков жгутиконосного слоя различают три типа губок, наиболее простой из которых аскон и более сложные - сикон и лейкон.

Различные типы строения губок и их канальной системы:

А - аскон; Б - сикон; В - лейкон. Стрелки показывают ток воды в теле губки

Скелет губок образуется в мезоглее. Минеральный (известковый или кремневый) скелет состоит из отдельных или спаянных меж­ду собой игл (спикул), формирующихся внутри клеток склеробластов. Органический (спонгиновый) скелет слагается из сети волокон, близких по химическому составу к шелку и образую­щихся межклеточно.

Губки относятся к организмам-фильтратам. Через их тело идет непрерывный ток воды, вызываемый действием воротничковых клеток, жгутики которых бьют в одном направлении - к парагастральной полости. Воротничковые клетки захватывают из прохо­дящей мимо них воды пищевые частицы (бактерий, одноклеточ­ных и т. д.) и заглатывают их. Часть пищи переваривается на месте, часть передается амебоцитам. Отфильтрованная вода выбрасыва­ется из парагастральной полости через устье.

Размножаются губки как бесполым (почкованием), так и по­ловым способом. Большинство губок - гермафродиты. Половые клетки залегают в мезоглее. Сперматозоиды выходят в каналы, выводятся через устье, проникают в другие особи губок и опло­дотворяют их яйца. Зигота дробится, вследствие чего появляется бластула. У неизвестковых и некото­рых известковых губок бластула состоит из более или менее оди­наковых жгутиковых клеток (целобластула).

В дальнейшем часть клеток, теряя жгутики, погружается внутрь, заполняя полость бластулы, и в итоге возникает личинка-паренхимула.

Чаще губки живут колониями, получающимися в результате недоведенного до конца почкования. Только немногие губки яв­ляются одиночными. Встречаются также вторичноодиночные орга­низмы. Значение их в жизни водоемов очень велико. Фильт­руя через свое тело огромное количество воды, они способствуют ее очищению от загрязнений твердыми частицами.

Цель: изучить тип губки, как первых животных, относящихся к многоклеточным.

Задачи:

  • рассмотреть историю появления губок, их многообразие и значение;
  • привлечь внимание учащихся к малоизученной группе животных;
  • познакомить с разнообразием губок.

Оборудование: таблицы по классификации губок, презентация «Губки». Видеофрагмент: «Регенерация губок».

Основные термины и понятия: многоклеточность, дифференциация клеток, хоаноциты, биофильтраторы, регенерация, симбиоз. Использован системный подход развивающего обучения.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Настрой учащихся на урок.

II. Проверка знаний

Вместо точек подберите соответствующие слова

Вариант 1.

  1. Амёбы передвигаются при помощи …
  2. В состав пищи инфузорий – туфелек в основном входят …
  3. У пресноводных простейших продукты обмена веществ и избыток воды выводятся через …
  4. Реакции простейших на действие раздражителей называют …
  5. Эвглены зелёные … реагируют на свет.
  6. При наступлении неблагоприятных условий большинство простейших переходит в состояние …
  7. Заболевание малярию вызывает, попавший в кровь …

Вариант 2.

III. Рассказ учителя:

1. История открытия губок

Много ли мы знаем о губках? Да и большинство учебников упоминает губок как-то вскользь, не очень подробно и, похоже, не очень охотно. В чем же дело, почему так не повезло целому типу животных, довольно многочисленному и широко распространенному?
Зоологи до сих пор не знают точно, куда, в какое место животного царства поместить губок. То ли это колонии простейших, то есть одноклеточных организмов, то ли примитивные, но все же многоклеточные животные. Да и статус животных организмов губки получили только в 1825 г., а до этого их вместе с некоторыми другими сидячими животными относили к зоофитам – полуживотным, полурастениям.
Известковые губки известны с докембрия, стеклянные – с девона. В настоящее время большинство исследователей, вслед за Иваном Мечниковым , рассматривают в качестве предка губок гипотетическое животное – фагоцителлу. Об этом свидетельствует строение личинки губок, близкой к наиболее архаичным животным из подцарства фагоцителлообразных – трихоплаксам .
Однако Геккель считал, что губки произошли от воротничковых жгутиконосцев, в колониях которых возникли анатомические и функциональные различия.
Губки оказались слепой ветвью эволюции, от них никто не произошел.

2. Многоклеточные животные – губки

– Предположите, какие особенности будут иметь губки в отличие от простейших? Используйте параграф 5 учебника, стр. 22. Выпишите особенности в тетрадь.

Дополнения учителя:

1. Наличие клеток хоаноцитов или воротниковых клеток со жгутиками, биение которых создает ток воды, необходимый для снабжения организма пищей и кислородом и для удаления двуокиси углерода и продуктов обмена. Хоаноциты некоторых сложно устроенных губок способны ежеминутно «перекачивать» объем воды, равный объему самой губки .

Поперечный срез через стенку тела губки 1 – устье, 2 – полость тела, 3 – каналы

2. Тело состоит в основном из студнеобразного вещества, внутри которого находится скелет из белка, углекислого кальция или кремнезема. Губки относятся к клеточному уровню организации

3. У губок имеется уже дифференциация клеток, но еще нет или почти нет координации между клетками, необходимой для организации их в ткани.

4. Клетки образуют очень рыхлый, непрочный комплекс, и если протереть губку через шелковое сито, то связи между ними можно совершенно нарушить, хотя сами клетки при этом не повреждаются. Затем клетки могут снова объединиться в комплекс, сходный с первоначальным.

5. Так как губки обладают рядом своеобразных морфологических особенностей, свойственных только этому, типу, их обычно считают боковой ветвью эволюционного ствола многоклеточных животных. Они произошли от жгутиковых независимо от других Metazoa и не дали начала никакому другому типу.

6. Живые губки напоминают кусок сырой печенки; обычно они имеют грязно-коричневую окраску, слизистую поверхность и неприятный запах.

7. Губки – сидячие организмы различной величины от 1 см до 2 м в высоту; они могут образовать плоский нарост, могут быть шаровидными, веерообразными или иметь форму чаши или вазы.

Три типа строения тела губок: темной полосой обозначен слой хоаноцитов

8. Большинство губок гермафродиты. Размножение половое и бесполое. Бесполое размножение происходит путём почкования, иногда и внутреннего. Почки, образующиеся на теле, как правило, не отделяются от материнского организма, что приводит к появлению колоний самой причудливой формы.

9. В половом процессе сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку; из яйца выходит личинка, некоторое время плавающая в воде, а затем прикрепляющаяся ко дну.

10. При превращении личинок во взрослые сидячие формы у губок происходит извращение зародышевых слоев: наружные жгутиковые клетки мигрируют внутрь, а клетки внутреннего слоя перемещаются наружу.

11. Губки медленно и слабо отвечают на разные раздражения, так как в их теле нет нервных клеток.

12. Получение кислорода и выделение продуктов диссимиляции совершается через внутреннюю и наружную поверхности тела.

13. Пищеварение, как и у простейших, внутриклеточное.

14. Разложенные в результате пищеварения вещества частично диффундируют в другие клетки и там усваиваются, а частично ассимилируются на месте.


VI. Знаете ли вы?

История применения губки

1. Туалетная губка в древнем Риме.

Туалетной бумаги древние римляне не знали, вместо нее использовали простое приспособление – обычную средиземноморскую губку на палочке.

Немного о губке. Это морское беспозвоночное животное, скелет которого состоит из кремнезема, или кремнезема и спонгина, или одного спонгина. Вот этот скелет используют люди с древних времён.


Туалетная губка

В высушенном состоянии он твердый и ломкий, но если намочить – губка становится мягкой и хорошо держит воду. Кроме того, в виду присутствия в тканях антисептических веществ губка обладает бактерицидными свойствами
Срок "жизни" банной губки в современных условиях у одного хозяина – пара месяцев. Губки до сих пор – предмет промысла, и на рынках почти всех стран Средиземноморья можно увидеть развалы губок.

Судя по свидетельствам современников, губки находились в общем пользовании (было бы странно представить римлянина, несущего в общественный туалет личную губку). В помещении туалета обычно стоял сосуд – ведро или таз, чаще из камня, в котором находились несколько губок. Предполагается, что до и после использования ее следовало помыть в небольшом канале с проточной водой, который обычно устраивался в центре туалета. В приличном туалете за губками присматривал служитель.

Маленький частный туалет в банном комплексе на римской вилле

1) Губки представляют чрезвычайно удобное убежище для других организмов, и целый ряд мелких водных обитателей использует их поры в качестве жилищ. Здесь надо, прежде всего, назвать личинку сетчатокрылого – сизиры (Sisyra fuscata), имеющую 4,5 мм в длину, черно-бурого цвета. Кроме того, губки дают приют некоторым видам ручейников (Hydropsyche ornatula), хирономид (Glyptotendipes), водных клещей (Unionicola crassipes) и др. Постоянными комменсалистами губок являются некоторые виды инфузорий и коловраток. Иногда губки живут в тесном сожительстве с мшанками, причем эти организмы даже прорастают друг друга.
2) Губки – активные биофильтраторы, некоторые из них способны пропускать через свое тело десятки и сотни литров воды в сутки.
3) Случается, что губки, разрастаясь в водоемах, приносят некоторый, правда небольшой, вред.
4) Наблюдали, что они засоряли отверстия водопроводных труб и таким образом нарушали работу водопроводных сооружений.
5) Днища деревянных судов могут обрастать губками, что препятствует быстроте их движения.
6) В рыбоводных прудах бодяга считается нежелательной. При сильном развитии она портит воду, придавая ей неприятный запах и вкус.

2. Используется губка бодяга в медицине.
У человека при контакте с губкой может развиться сильный зуд и слабый отек пальцев, возможно обусловленный гистаминоподобным действием экстракта из губки.
Под конец упомянем о японцах. Они, как всегда, "впереди планеты всей", завели у себя плантации туалетных губок, и те, кому в голову пришла такая благая мысль, явно не прогадали. Зарабатывают хорошо.

VII. Проверка усвоения материала. Заполнение кроссворда

1. Глубоководные формы губок высотой до 50 см. Скелетные иглы содержат кремний. Окраска тела – белая, серая, жёлтая или коричневая.
2. Закономерное, правильное расположение частей тела относительно центра у многоклеточных животных.
3. Губки, имеющие известковый скелет, обитающие на мелководье морей и океанов. Окраска желто-серая.
4. Образ жизни животного, когда оно прикреплено неподвижно к субстрату (каменное дно или крупный предмет).
5. Губка, используемая человеком в медицине для лечения ревматизма, ушибов, синяков.
6. Губки, имеющие кремниевый скелет. Окраска разнообразная. Могут достигать размеров до 1 метра.
7. Одноклеточная водоросль, встречающаяся в цитоплазме губок обеспечивающая ее кислородом.
8. Клетки, выполняющие индивидуальную функцию.
9. Скелетные образования, имеющиеся в студенистом веществе тела губок.

Интернет-ресурсы:

Оригинал новости:

Литература:

  1. Н.Грин, У. Стаут, Д.Тейлор . Биология, т.1. – М.: Мир, 1996.
  2. В.А. Догель . Зоология беспозвоночных. – Л.: Высшая школа, 1983.
  3. В.А. Догель . Курс сравнительной анатомии беспозвоночных. – Л.: Ленинградский университет, 1967.
  4. В. М. Колтун . Жизнь животных, т. 1, М., 1968
  5. А.А Яхонтов . Зоология для учителя издательство « Просвещение». Москва 1968 год
  6. Основы палеонтологии. Губки, археоциаты, кишечнополостные, черви, М., 1962;

Этот живой организм уникален в своем возрасте. Антарктическая губка – это долгожитель из долгожителей. Вполне возможно, что губки растут очень медленно в связи с низкими температурами. У них замедлен метаболизм.

Ученные обнаружили, что возраст самой «пожилой» антарктической губки составляет более полторы тысячи лет. А теперь на минуту представьте себе, сколько всего интересного повидала эта губка на своем веку. Именно этим живым существам принадлежит рекорд долгожительства в мире животных

Губки для великанов и карликов. Слайд 11

Среди примитивных морских животных – губок – самая высокая – кубок Нептуна.
«Рост» этого сидячего, действительно похожего на кубок существа, может достигать 120 сантиметров. А вот самую тяжелую губку нашли на Багамских островах. Она была в обхвате почти два метра и весила 41 килограмм. Правда, после того, как ее высушили, вес губки стал намного меньше – всего 5 кг 440 г. Ну а самой маленькой губочкой, пожалуй, не смогла бы мыться даже Дюймовочка: ее диаметр – всего-навсего 3 мм.

Губка кубок Нептуна Сварчевския папирусная 1-4 мм.

Тело цилиндрической формы до 30 см длиной, состоит из шестиугольных игл, в состав которых входит кремнезем. Глубоководный вид тропической зоны Тихого и Индийского океанов.

В Японии евплектелла связана со свадебной церемонией. Молодые люди при заключении брака получают в подарок красивую полупрозрачную корзиночку с парой засушенных креветок внутри. Японцы давно заметили, что в каждой такой губке живут две креветки – самец и самка. Они забираются туда еще на личиночной стадии и, вырастая, уже не могут ее покинуть. Поэтому подарок имеет для молодоженов символическое значение – он служит олицетворением постоянной любви, верности и долгого супружеского счастья. В переводе с японского губка так и называется – «вместе прожить, состариться и умереть».

Корзинка Венеры

Губок изучают немногие зоологи. Объясняется это просто – большого практического значения они не имеют, внешне малопривлекательны, не то что, например, птицы, тигры или морские звезды. В то же время имя одного из самых крупных русских специалистов по морским губкам известно каждому. Сейчас мало кто помнит, что великий русский путешественник, этнограф и антрополог Николай Николаевич Миклухо-Маклай был зоологом по образованию. Ученик и ассистент великого Эрнста Геккеля, он много занимался губками наших морей. В конце многих научных названий губок, обитающих в северных морях, мы встречаем имя автора описания вида – Miclucho-Maclay .

Калимнос. Ныряльщики за губками.

Калимнос довольно небольшой остров в Эгейском море, является частью группы более 50 Додеканеских островов на юге Греции. Хотя ныряние за губками было источником дохода для многих греческих островов в последние столетия, Калимнос известен как центр греческой отрасли добычи губок. Воды вокруг греческих островов благотворны для их роста, из-за высокой температуры воды. Лучшие губки по качеству были на юге Средиземного моря. Точно неизвестно когда губка вошла в употребление. В древних писаниях(Платона, Гомера) губка упоминается как предмет для мытья. На Калимносе также ныряние за губками имеют корни с древних времён. Это одна из самых старых профессий на острове. Ныряние за губками дало социальное и экономическое развитие острову. В прошлом ныряли методом «скин дайвинг». Команда выходила в море на маленькой лодке. Для поиска губок на дне использовали цилиндрический объект со стеклянным дном. Как только находилась губка ныряльшик доставал её со дна. Обычно он нёс на себе 15 кг плоский камень, извесный как «скандалопетра», чтобы быстро достать до дна. Срезанную губку собирал в специальные сети. Глубина и время погружения зависели от размера лёгких ныряльщика. Хотя это было довольно трудно добывать таким способом, но таким образом было добыто и продано очень много губок. Многие торговцы на Калимносе стали очень богаты. С 1865 г. В торговле губками наступил бум. Причиной для этого стало представление стандартного водолазного костюма или Скафандро как назвали греки. Торговец с острова Сими завёз снаряжение, вероятно Сибе Гормана. Преимущества были на лицо. Теперь, ныряльщики могли оставаться на сколько угодно и на больших глубинах. Лучшие губки находили на глубине около 70 метров. Ныряльщик мог теперь ходить по дну и искать их.

В 1868 г. Флот ныряльщиков за губками составлял:

300 кораблей с ныряльщиками(от 6 до 15 ныряльщиков на каждом корабле) 70 кораблей которые добывали губки гарпунами.
С появлением костюма торговля получила огромный рост. С Калимноса корабли уходили в Эгейское и Средиземное моря. Уходили так далеко как Тунис, Ливия, Египет, Сирия. Они находились в море по 6 месяцев.
Выгода на добыче и продаже губок была высокой. Для ныряльщиков рабочие условия в костюме были. Однако, появилась большая опасность при погружениях – декомпрессионные заболевания. Скоро после введения скафандра произошли первые несчастные случаи с ныряльщиками. Симптомы, тяжелые боли, паралич и смерть в конечном итоге были ужасающими для водолазов и других экипажей, поскольку они не имели понятия, что являлось причиной всего этого!
Ежедневные погружения на 70 метров и больше и всплытие без остановок безопасности нанесли разрушительный эффект: в первый год использования скафандра около половины ныряльщиков было парализованы или умерли от декомпрессионной болезни. Между 1886 и 1910 г. Погибли около 10000 ныряльщиков и 20000 были нетрудоспособны.
Это оказало большое влияние на всех жителей Калимноса. В каждой семье были отцы, дети, братья и другие родственники которые были парализованы или не вернувшиеся с сезона. К концу19-го века это вызвало большие волнения на Калимносе, особенно среди женщин. В то время остров был оккупирован турками. Женщины просили турецкого султана запретить скафандр, что он и сделал в 1882 году. Прибыль упала, ныряльщики вернулись к старому способу добычи (скин дайвинг). Примерно через 4 года скафандр снова начали использовать произошли и новые несчастные случаи.

Современная добыча губок

Наиболее широкое применение с древнейших времен до наших дней имеют туалетные губки, скелет которых лишен минеральных игл. Промысел туалетных губок ведется в умеренных, субтропических и отчасти тропических морях на небольшой глубине.
Ныряльщик отрывает губку от камня или другого субстрата и укладывает ее в сетку, которую затем поднимают с помощью веревки в лодку. Иногда применяют драгу или железную кошку, но при таком способе добычи много губок повреждается.

VIII. Опережающее домашнее задание: повторить § 5, найти интересные факты по типу «Кишечнополостные».