Губки – древние примитивные многоклеточные животные. Обитают в морских, реже пресных водоемах. Ведут неподвижный прикрепленный образ жизни. Являются фильтраторами. Большая часть видов образует колонии. Не имеют тканей и органов. Почти все губки обладают внутренним скелетом. Скелет образуется в мезоглее, может быть минеральным (известковым или кремниевым), роговым (спонгиновым) или смешанным (кремниево-спонгиновым).
Выделяют три типа строения губок: аскон (асконоидный), сикон (сиконоидный), лейкон (лейконоидный)
Наиболее просто организованные губки асконоидного типа имеют форму мешка, который основанием прикреплен к субстрату, а устьем (оскулумом) обращен кверху.
Наружный слой стенки мешка образован покровными клетками (пинакоцитами), внутренний – воротничковыми жгутиковыми клетками (хоаноцитами). Хоаноциты выполняют функцию фильтрации воды и фагоцитоза.
Между наружным и внутренним слоями располагается бесструктурная масса – мезоглея, в которой находятся многочисленные клетки, в том числе образующие спикулы (иглы внутреннего скелета). Все тело губки пронизано тонкими каналами, ведущими в центральную атриальную полость. Непрерывная работа жгутиков хоаноцитов создает ток воды: поры → поровые каналы → атриальная полость → оскулум. Питается губка теми пищевыми частицами, которые приносит вода.
Строение губок
Тело губок пористое, имеет бокаловидную форму. В верхней части тела расположено отверстие - устье, через которое полость тела губки (парагастральная полость) сообщается с окружающей средой. Стенка тела состоит из наружного (эктодермы) и внутреннего (энтодермы) слоёв, между которыми находится студенистое вещество - мезоглея.
Устье - отверстие в теле губок, через которое полость тела сообщается с окружающей средой.
Эктодерма - наружный слой клеток.
В эктодерме располагаются клетки покровного эпителия (плоские клетки). Покровный эпителий - ткань, состоящая из плотно прижатых друг к другу клеток, отделяющая организм от окружающей среды, и выполняющая барьерную и защитную функции.
Энтодерма - внутренний слой клеток. Энтодерма состоит из клеток, имеющих жгутик - хоаноцитов. Движение жгутика обеспечивает нагнетание воды в тело губки.
Мезоглея - студенистое вещество, которое находится между наружным и внутренним слоем тела. В срединном студенистом веществе расположены опорные клетки, которые формируют скелет, амебоциты, которые переваривают пищу и обеспечивают регенерацию, а также половые клетки.
Регенерация - это восстановление утраченных частей тела. Скелет губок состоит из игл - спикул, в его образовании принимает участие вещество - спонгин, которое скрепляет иглы между собой.
Спикулы - иглы, которые образуют скелет губок, в основном известковые или кремниевые.
Спонгин - вещество, которое скрепляет спикулы между собой.
Питание, дыхание и выделение
Питание, дыхание и выделение губок осуществляется благодаря току воды через их тело. Вода попадает в поры и выходит через устье. Питательные вещества из воды захватываются хоаноцитами и передаются амебоцитам, которые их переваривают. Таким образом, по способу питания, губки являются фильтраторами. Благодаря этому губки могут осуществлять очистку воды в водоёме.
Размножение
Губки способны размножаться как половым, так и бесполым путями.
Бесполое размножение осуществляется почкованием или фрагментацией. При фрагментации тело губки распадается на части, каждая из которых даёт начало новому организму. При половом размножении сперматозоид от одной губки с током воды попадает в тело другой. В результате образуется личиночная стадия, которая выходит в окружающую среду, крепится к субстрату и превращается во взрослую губку. Личиночная стадия необходима для расселения губок.
У губок хорошо развита пассивная защита, такая как наличие минеральных игл, выработка ядовитых химических веществ.
Губки - наиболее примитивные и самые древние из современных многоклеточных животных. Их предками, вероятно, были паренхимеллы, перешедшие к обитанию в прикрепленном состоянии на дне водоемов. Сидячий же образ жизни не способствовал усложнению организации губок. Большинство видов типа - колониальные формы, и лишь небольшое количество губок сохранили одиночный образ жизни, характерный для их предков. Известно около 5000 видов этого типа, из которых лишь небольшое количество обитает в пресных водах, а остальные - морские животные.
Основные черты строения.
Наиболее примитивные представители типа - одиночные губки - имеют бокаловидую форму (рис. 22). Стенки их тела состоят из двух слоев клеток - наружного и внутреннего, разделенных студневидной мезоглеей
. В состав наружного слоя входят в основном эпителиальные клетки, выполняющие роль защитного покрова. Во внутреннем слое имеются очень характерные для губок воротничковые клетки
, или хоаноциты,
названные так потому, что их передний край вытянут в прозрачный воротничок, окружающий основания жгутика (рис. 22). В мезоглее находятся неспециализированные клетки, о значении которых будет сказано дальше. Соединение клеток в теле губок, как уже отмечалось, рыхлое и они могут до известной степени менять свое положение.
Стенки тела губок пронизаны множеством мелких пор, которые ведут в полость, окруженную внутренним слоем клеток и открывающуюся наружу более крупным отверстием - оскумомом . Жгутики воротничковых клеток создают ток воды, которая входит через поры в упомянутую полость и выходит наружу через оскулюм. Эту полость не следует считать кишечной, она служит только для прохождения воды и в отличие от настоящей кишечной, или гастральной, полости называется парагастральной . В клетках мезоглеи развиваются скелетные образования разного химического состава: известковые, кремневые, спонгиновые (спонгин - вещество, близкое по химическому строению к шелку). Благодаря скелету губки могут расти вверх, а не растекаться по субстрату, что облегчает движение воды через их тело.
Жизнедеятельность. Раздражимость. Губки медленно и слабо отвечают на разные раздражения, так как в их теле нет нервных клеток. Движение. В теле губок нет мышечных клеток, за исключением тех, которые иногда развиты вокруг оскулюмов. Поэтому тело губок почти не сократимо, а движение воды через их тело осуществляется, как было сказано выше, только благодаря биению жгутиков воротничковых клеток. Кроме того, некоторые клетки могут передвигаться внутри тела, как амебы, т. е. выпуская ложноножки.
Перенос веществ обеспечивается, во-первых, постоянным движением воды через парагастральную полость, доставляющей внутреннему слою кислород и уносящей продукты диссимиляции, во-вторых, диффузным способом (проникновение переваренной пищи, кислорода и других веществ от слоя к слою).
Дыхание. Получение кислорода совершается через внутреннюю и наружную поверхности тела.
Выделение продуктов диссимиляции тоже происходит через поверхность тела. Кроме того, эти продукты могут скопляться в некоторых клетках (главным образом в мезоглее), переходя из растворимого состояния в нерастворимое и поэтому переставая оказывать вредное влияние на организм.
Пищеварение. Пища в виде мелких организмов или их остатков попадает с водой в парагастральную полость и захватывается воротничковыми клетками, которые способны выпускать ложноножки. Захватывать пищу могут и некоторые клетки наружного слоя, а также мезоглеи. Пищеварение, как и у простейших, внутриклеточное. Разложенные в результате пищеварения вещества частично диффундируют в другие клетки и там усваиваются, а частично ассимилируются на месте.
Размножение. У губок очень распространено бесполое размножение, которое совершается путем разных видов почкования. Образование колоний происходит в результате того, что почки остаются на материнском организме. Кроме того, образуются особые почки, которые выпадают из материнского организма после его гибели и дают начало новым организмам. Губки размножаются и половым путем. Большинство представителей этого типа - гермафродиты, меньшинство - раздельнополы. Половые клетки развиваются из недифференцированных клеток мезоглеи, а микрогаметы, по новым данным, могут образоваться также из воротничковых клеток. Сперматозоиды выходят в воду и проникают в тело других губок, где оплодотворяют яйцеклетки.
Развитие. Развитие зиготы происходит через описанные выше стадии - морула, бластула, паренхимула и у морских губок заканчивается образованием планктонных личинок, плавающих при помощи жгутиков наружных клеток. Личинки, плавая в воде и переносимые течениями, способствуют расселению этих сидячих животных. У пресноводных губок планктонных личинок нет и они распространяются другими способами. При превращении личинок во взрослые сидячие формы у губок происходит извращение зародышевых слоев: наружные жгутиковые клетки мигрируют внутрь, а клетки внутреннего слоя перемещаются наружу. Благодаря такому процессу образуется слой воротничковых клеток, окружающих, как было объяснено выше, парагастральную полость, создающий столь важный для описываемых животных ток воды, приносящий пищу и кислород и удаляющий продукты распада обмена веществ.
Происхождение. Простота строения губок, отсутствие у них кишечной полости, завершение эмбрионального развития стадией паренхимулы подтверждают мнение большинства зоологов, что эти животные произошли от паренхимелл.
Тип губки (Porifera, от лат. porus – пора, ferre – нести). К этому типу относятся примитивные многоклеточные животные, ведущие сидячий образ жизни, прикрепившись к твердым субстратам в воде. Известно примерно 5000 видов, большинство их – морские.
Тело радиально симметричное и в принципе состоит из окруженной двуслойной стенкой центральной (парагастральной) полости. Вода входит через поры в стенке в эту полость, а оттуда выходит наружу через широкое устье – на ее верхнем конце; однако у некоторых губок устье редуцировано или отсутствует, что ведет к усилению тока воды сквозь поры. Ее движение обусловлено биением жгутиков, которыми снабжены клетки, выстилающие каналы в стенках. Пища, кислород, половые продукты и отходы метаболизма переносятся этой практически наружной водой.
Внешний вид
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.
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 - прим. сайт). 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.
Экология и практическое значение губок
Наибольшего видового разнообразия губки достигают в тропических и субтропических
зонах Мирового океана‚ хотя и в арктических‚ и субарктических водах их
встречается немало. Большинство губок - обитатели небольших глубин (до 500 м).
Число глубоководных губок невелико, хотя их находили на дне самых глубоких
абиссальных впадин (до 11 км). Губки поселяются преимущественно на каменистых
грунтах, что связано со способом их питания. Большое количество
иловых частиц забивает канальную систему губок и делает их существование
невозможным. Лишь немногие виды живут на илистых грунтах. В этих случаях, у
них обычно имеется одна или несколько гигантских спикул‚ которые втыкаются в ил
и приподнимают губку над его поверхностью (например, виды родов
Hyalostylus из Hyalonema). Губки‚ обитающие в приливно-отливной зоне (на
литорали), где они подвергаются действию прибоя‚ имеют вид наростов,
подушечек, корочек и т.п. У большинства глубоководных губок скелет кремневый -
прочный, но хрупкий, у мелководных губок - массивный или эластичный
(роговые губки). Фильтруя через тело огромное количество воды‚ губки являются
мощными биофильтраторами. Этим они способствуют очистке воды от механического и
органического загрязнения.
Губки часто сожительствуют с другими организмами, причем в одних случаях это сожительство носит характер простого комменсализма (квартирантство), в других приобретает характер обоюдно полезного симбиоза. Так‚ колонии морских губок служат местом поселения большого числа разных организмов - кольчатых червей‚ ракообразных, змеехвосток (иглокожие) и др. В свою очередь, губки часто поселяются на других‚ в том числе подвижных‚ животных, например на панцире крабов‚ раковинах брюхоногих моллюсков и т.п. Для некоторых, в особенности пресноводных губок‚ характерен внутриклеточный симбиоз с одноклеточными зелеными водорослями (зоохлореллами), которые служат дополнительным источником кислорода. При избыточном развитии водоросли частично перевариваются клетками губки.
Своеобразную экологическую группу представляют сверлящие губки (род Cliona).
Поселяясь на известковом субстрате (раковины моллюсков, колонии кораллов,
известковые породы и т.п.), они образуют в нем ходы‚ открывающиеся наружу
небольшими отверстиями. Через эти отверстия выступают выросты тела губки,
несущие оскулумы. Механизм действия сверлящих губок на субстрат еще неясен. В
растворении извести, по-видимому, существенную роль играет выделяемая губкой
углекислота.
Практическое значение губок невелико. В южных странах имеется промысел
обладающих роговым скелетом туалетных губок, используемых для мытья и различных
технических целей. Их ловят в Средиземном и Красном морях, Мексиканском заливе,
Карибском море, Индийском океане, у берегов Австралии.
Промысел стеклянных губок (преимущественно Eupectella), используемых в качестве
украшений и сувениров, существует также у берегов Японии.
Классификация
Классификация типа губок базируется на составе и строении скелета. Различают три
класса.
Класс I. Известковые губки (Calcarea, или Calcispongia)
Скелет слагается из игл углекислой извести, которые могут быть |четырехосными, трехосными или одноосными. Исключительно морские, преимущественно мелководные небольшие губки. Они могут быть построены по асконоидному, сиконоидному или лейконоидному типу. Типичные представители - роды Leusolenia, Sycon‚ Leuconia.
Класс II. Стеклянные губки (Hyalospongia)
Морские преимущественно глубоководные губки высотой до 50 см. Тело трубчатое, мешковидное, иногда в виде бокала. Почти исключительно одиночные формы сиконоидного типа. Кремневые иглы‚ слагающие скелет‚ крайне разнообразны, в основе трехосные. Часто спаиваются концами, образуя решетки разной сложности. Характерная черта стеклянных губок - слабое развитие мезоглеи и слияние клеточных элементов в синцитиальные структуры. Типичный род Euplectella. У некоторых видов этого рода тело цилиндрическое, до 1 м в высоту‚ иглы у основания, втыкающиеся в грунт‚ достигают 3 м длины.
Класс III. Обыкновенные губки (Demospongia)
К этому классу принадлежит большинство современных губок. Скелет кремневый, спонгиновый или сочетание того и другого. Сюда относится отряд четырехлучевых губок (Tetraxonia), скелет которых слагается четырехосными иглами с примесью одноосных. Характерные представители: шаровидные крупные геодии (Geodia), ярко окрашенные оранжево-красные морские апельсины (Tethya), комковидные яркие пробковые губки (сем. Suberitidae), сверлящие губки (сем. Clionidae) и многие другие. Второй отряд класса Demospongia - кремнероговые губки (Cornacuspongia). В состав скелета входит спонгин как единственный компонент скелета или в разных соотношениях с кремневыми иглами. Сюда принадлежат туалетные губки‚ немногочисленные представители пресноводных губок - бадяг из сем. Spongillidae, эндемичные байкальские губки сем. Lubomirskiidae.
На уроке мы рассмотрим вид многоклеточных животных, обсудим характерные черты типа Губки и трех его классов, которых с некоторой долей условности относят к многоклеточным животным, их характерных представителей и особенности их жизни в природе.
Мно-го-кле-точ-ные со-став-ля-ют по-дав-ля-ю-щее боль-шин-ство су-ще-ству-ю-щих на Земле жи-вот-ных. Все они имеют одну очень важ-ную общую черту. Клет-ки тела взрос-лых мно-го-кле-точ-ных утра-ти-ли свою са-мо-сто-я-тель-ность, они вы-пол-ня-ют опре-де-лен-ные функ-ции, силь-но раз-ли-ча-ют-ся по стро-е-нию и объ-еди-не-ны в ткани. Из тка-ней со-сто-ят ор-га-ны. Ор-га-ны, ткани и со-став-ля-ю-щие их клет-ки не спо-соб-ны к са-мо-сто-я-тель-но-му су-ще-ство-ва-нию вне ор-га-низ-ма. У мно-го-кле-точ-ных жи-вот-ных по-яви-лась сим-мет-рия - за-ко-но-мер-ное, пра-виль-ное рас-по-ло-же-ние ча-стей тела от-но-си-тель-но цен-тра или оси сим-мет-рии.
Итак, по-че-му же губок от-но-сят к мно-го-кле-точ-ным жи-вот-ным лишь с неко-то-рой долей услов-но-сти? Пре-жде всего, губки (рис. 1) не имеют на-сто-я-щих тка-ней. Неко-то-рые зре-лые их клет-ки спо-соб-ны те-рять свою форму и сво-бод-но пе-ре-хо-дить из од-но-го слоя кле-ток в дру-гой. Мы-шеч-ная и нерв-ная си-сте-мы от-сут-ству-ют.
Рис. 1. Губка
Часто губки об-ра-зу-ют ко-лонии (рис. 2). Ино-гда очень труд-но по-нять, где за-кан-чи-ва-ет-ся тело одной губки и на-чи-на-ет-ся тело дру-гой.
Рис. 2. Колонии губок
Уче-ные, не от-но-ся-щие губок к мно-го-кле-точ-ным жи-вот-ным, счи-та-ют что губки - вы-со-ко-раз-ви-тые ко-ло-ни-аль-ные про-стей-шие. В любом слу-чае губки - бли-жай-шие род-ствен-ни-ки мно-го-кле-точ-ных жи-вот-ных.
Тело губок по-ри-стое, со-сто-ит из двух кле-точ-ных слоев - на-руж-но-го и внут-рен-не-го (рис. 3).
Рис. 3. Наружный и внутренний слой губки
Между ними на-хо-дит-ся сту-де-ни-стое ве-ще-ство с вклю-че-ни-я-ми из игл - из-вест-ко-вых, крем-ни-е-вых или ро-го-вых, по этому ве-ще-ству раз-бро-са-ны по-движ-ные аме-бо-об-раз-ные клет-ки (рис. 4).
Рис. 4. Студенистое вещество и амебообразные клетки
На-руж-ный слой об-ра-зо-ван плос-ки-ми по-кров-ны-ми клет-ка-ми, на-по-ми-на-ю-щи-ми эпи-те-лий, внут-рен-ний слой об-ра-зо-ван во-рот-нич-ко-вы-ми клет-ка-ми, несу-щи-ми жгу-ти-ки (рис. 5).
Рис. 5. Покровные клетки и жгутики
Би-е-ние жгу-ти-ков со-зда-ет ток воды в во-до-нос-ной си-сте-ме. С ее по-мо-щью у губок осу-ществ-ля-ют-ся ды-ха-ние, пи-та-ние, вы-де-ле-ние и раз-мно-же-ние (рис. 6).
Рис. 6. Функции водоносной системы
К суб-стра-ту губка кре-пит-ся по-дош-вой; на верх-нем конце рас-по-ло-же-но круп-ное от-вер-стие - устье, через ко-то-рое из тела губки вы-во-дит-ся вода. Стен-ки губки про-ни-за-ны мно-го-чис-лен-ны-ми по-ра-ми, через ко-то-рые по-сту-па-ет вода (рис. 7).
Рис. 7. Подошва, устье, поры губки
Губки оби-та-ют в ос-нов-ном в мор-ской воде, хотя есть и прес-но-вод-ные. Боль-шей ча-стью они теп-ло-лю-би-вы. В за-ви-си-мо-сти от усло-вий пред-ста-ви-те-ли од-но-го и того же вида могут раз-ли-чать-ся по форме тела. Как пра-ви-ло, губки живут ко-ло-ни-я-ми в тех ме-стах, где есть твер-дое дно и по-сто-ян-ная смена воды (рис. 8).
Рис. 8. Колонии губок
Зачем губ-кам по-сто-ян-ная смена воды? Дело в том, что губки - филь-тра-то-ры. Каж-дые пять се-кунд губка про-ка-чи-ва-ет через свое тело ко-ли-че-ство воды, рав-ное его объ-е-му. Ток воды со-зда-ет-ся би-е-ни-ем жгу-ти-ков во-рот-нич-ко-вых кле-ток.
Губки от-филь-тро-вы-ва-ют пи-ще-вые ча-сти-цы. Это могут быть од-но-кле-точ-ные планк-тон-ные ор-га-низ-мы, мел-кий ор-га-ни-че-ский дет-рит (рис. 9). Все клет-ки губок спо-соб-ны по-гло-щать ча-сти-цы пищи.
Рис. 9. Одноклеточный планктон и частицы детрита
Каж-дая клет-ка губки по-лу-ча-ет кис-ло-род из воды, про-хо-дя-щей по во-до-нос-ной си-сте-ме. Туда же она вы-де-ля-ет уг-ле-кис-лый газ и дру-гие про-дук-ты об-ме-на. В клет-ках прес-но-вод-ных губок, так же как и прес-но-вод-ных про-стей-ших, име-ют-ся со-кра-ти-тель-ные ва-ку-о-ли. Спе-ци-аль-ных ор-га-нов пи-та-ния, ды-ха-ния и вы-де-ле-ния у губок нет.
Про-дол-жи-тель-ность жизни губок, как пра-ви-ло, от несколь-ких недель до несколь-ких лет. Пред-ста-ви-те-ли мно-гих тро-пи-че-ских видов (а также, воз-мож-но, глу-бо-ко-вод-ные губки) могут жить очень долго, до 200 лет и более. Воз-мож-но, воз-раст ста-рей-ших губок может до-сти-гать 5 и даже 10 тысяч лет.
Взрос-лые губки непо-движ-но при-креп-ле-ны к суб-стра-ту. Такой образ жизни на-зы-ва-ют при-креп-лен-ным. Как и у всех осталь-ных при-креп-лен-ных жи-вот-ных, у губок есть по-движ-ные ли-чин-ки, с по-мо-щью ко-то-рых они рас-се-ля-ют-ся.
Раз-мно-жа-ют-ся губки бес-по-лым и по-ло-вым пу-тя-ми. Бес-по-лое раз-мно-же-ние осу-ществ-ля-ет-ся путем фраг-мен-та-ции или об-ра-зо-ва-ния почек. Фраг-мен-та-ция, как пра-ви-ло, про-ис-хо-дит в ре-зуль-та-те по-вре-жде-ния губки. Ото-рвав-ши-е-ся куски вы-жи-ва-ют бла-го-да-ря неве-ро-ят-ной спо-соб-но-сти к ре-ге-не-ра-ции. Если ку-со-чек губки про-те-реть через мел-ко-я-че-и-стую ткань, то мы по-лу-чим от-дель-ные клет-ки. При по-ме-ще-нии этих кле-ток в воду они со-бе-рут-ся вме-сте, снова фор-ми-руя губку. Мно-гие губки об-ра-зу-ют сотни или даже ты-ся-чи мелких, на-по-ми-на-ю-щих споры, зи-му-ю-щих почек.
Губки - гер-ма-фро-ди-ты , то есть в теле каж-дой губки со-зре-ва-ют и яй-це-клет-ки, и спер-ма-то-зо-и-ды. Когда при-хо-дит время, одна губка вы-бра-сы-ва-ет на-ру-жу спер-ма-то-зо-и-ды, ко-то-рые пе-ре-но-сят-ся то-ка-ми воды к дру-гой губке, внут-ри ко-то-рой про-ис-хо-дит опло-до-тво-ре-ние яиц. Спе-ци-аль-ных по-ло-вых ор-га-нов нет.
У губок хо-ро-шо раз-ви-та так называемая пас-сив-ная за-щи-та. На-при-мер, они могут вы-де-лять непри-ят-ный запах или даже ядо-ви-тые ве-ще-ства. На-ли-чие в теле боль-шо-го ко-ли-че-ства ми-не-раль-ных игл также спа-са-ет от мно-гих хищ-ни-ков. Бы-ва-ют даже такие губки, при-кос-но-ве-ние к ко-то-рым вы-зы-ва-ет силь-ное раз-дра-же-ние кожи, на-при-мер ка-риб-ская «ог-нен-ная» губка.
Характерным пред-ста-ви-те-лем является прес-но-вод-ная губка ба-дя-га, рас-про-стра-нен-ная в во-до-е-мах наших широт (рис. 10).
Рис. 10. Губка бадяга
Встре-ча-ют-ся ба-дя-ги на под-вод-ных пред-ме-тах в виде непра-виль-ных или дре-во-вид-ных об-рас-та-ний до 1 м в длину. Живые бо-дя-ги окра-ше-ны в зе-ле-ный, жел-тый или ко-рич-не-вый цвет. Ске-лет бадяг со-сто-ит в ос-нов-ном из крем-ни-е-вых игл. Раз-мно-жа-ют-ся по-ло-вым путем, а также поч-ко-ва-ни-ем. В уме-рен-ном поясе бадя-ги к зиме от-ми-ра-ют, об-ра-зуя боль-шое число зим-ующих почек. Это ша-ро-вид-ные тель-ца менее 1 мм в диа-мет-ре, оде-тые в проч-ную за-щит-ную обо-лоч-ку. Вес-ной из них раз-ви-ва-ют-ся мо-ло-дые губки. Ба-дя-ги могут при-но-сить вред, по-се-ля-ясь в во-до-про-вод-ных тру-бах и за-со-ряя их.
Ис-ко-па-е-мые губки из-вест-ны с до-кем-брия. В на-сто-я-щее время опи-са-но около 8000 со-вре-мен-ных видов. Их под-раз-де-ля-ют на три клас-са: Из-вест-ко-вые, Стек-лян-ные и Обык-но-вен-ные губки.
Пред-ста-ви-те-ли клас-са, име-ю-щие из-вест-ко-вый ске-лет, оби-та-ют на мел-ко-во-дьях морей и оке-а-нов (рис. 11).
Рис. 11. Известковые губки
Могут жить как оди-ноч-но, так и ко-ло-ни-аль-но, диа-метр их непроч-но-го тела не более 7 см, окрас-ка жел-то-се-рая. Ске-лет-ные иглы могут до-сти-гать до 3 см в длину.
В ос-нов-ном это глу-бо-ко-вод-ные формы вы-со-той до 50 сантиметров (рис. 12).
Рис. 12. Стеклянные губки
Тело легко по-вре-жда-ет-ся, живут в ос-нов-ном оди-ноч-но, ко-ло-нии редки. Окрас-ка тела белая, серая, жел-тая или ко-рич-не-вая. Ске-лет-ные иглы со-дер-жат крем-ний, по ве-ли-чине бы-ва-ют очень мел-кие (около 1 миллиметра) и очень круп-ные (до 30-40 сантиметров).
Пред-ста-ви-те-ли этого клас-са имеют ске-лет, со-сто-я-щий из ор-га-ни-че-ско-го ве-ще-ства и крем-ния, и оби-та-ют не толь-ко в морях и оке-а-нах, но и в прес-ных во-до-е-мах (рис. 13).
Рис. 13. Обыкновенные губки
Формы, окрас-ка и раз-ме-ры этих губок очень раз-но-об-раз-ны. Обык-но-вен-ные губки - ко-ло-ни-аль-ные жи-вот-ные, оди-ноч-ные редки. Ске-лет-ные иглы у неко-то-рых видов могут от-сут-ство-вать. Тело у одних осо-бей проч-ное, у дру-гих мяг-кое, эла-стич-ное. У неко-то-рых видов губки до-сти-га-ют раз-ме-ров до 1 метра.
Несмот-ря на все за-щит-ные при-спо-соб-ле-ния губок, их в боль-шом ко-ли-че-стве по-еда-ют мор-ские звез-ды, неко-то-рые рыбы и другие вод-ные жи-вот-ные. Как и для лю-бо-го за-щи-щен-но-го ор-га-низ-ма, для них все-гда на-хо-дит-ся спе-ци-аль-ный хищ-ник, уме-ю-щий эту за-щи-ту пре-одо-леть. Губки предо-став-ля-ют убе-жи-ще мно-же-ству мел-ких ор-га-низ-мов.
За сутки оди-ноч-ная губка филь-тру-ет до 20 литров воды, а ко-ло-ния - до 1500 литров. Про-пус-кая через себя такое ко-ли-че-ство воды, губки очи-ща-ют ее, тем самым они вы-пол-ня-ют са-ни-тар-ную роль.
Неко-то-рых губок, на-при-мер ба-дя-гу прес-но-вод-ную и туа-лет-ную губку, ак-тив-но со-би-ра-ет че-ло-век. Их ис-поль-зу-ют в ме-ди-цин-ской и пар-фю-мер-ной про-мыш-лен-но-сти, а также для тех-ни-че-ских целей. Су-ше-ную и рас-тер-тую в по-ро-шок прес-но-вод-ную губку бадя-гу ис-поль-зу-ют в ме-ди-цине для ле-че-ния рев-ма-тиз-ма, уши-бов, си-ня-ков.
На этом уроке мы рассмотрели губок, их классы, строение. А так же определили, почему губок с некоторой долей условности относят к многоклеточным животным.
Список литературы
- Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология Животные. 7 класс. - Дрофа, 2011.
- Сонин Н.И., Захаров В.Б. Биология. Многообразие живых организмов. Животные. 7 класс. - М.: Дрофа, 2009, 2013
- Исаева Т.А., Романов Н.И. Биология,7 класс. - М.: Русское слово, 2013
- Интернет портал «licey.net » ()
- Интернет портал «ebio.ru» ()
- Интернет портал «Биофайл» ()
Домашнее задание
- Каково строение губок?
- Как размножаются губки?
- На какие классы подразделяются губки?
Губки размножаются бесполым и половым способом .
Формами бесполого размножения являются:
Наружное почкование . Оно может осуществляться разными способами:
- участвуют в построении почки все слои животного и атриальная полость;
- образование почки из скопления археоцитов на поверхности животного;
- образование почки из археоцитов вне животного (характерно для губки геодии).
Внутреннее почкование . Существует у пресноводных губок и некоторых морских. Этот тип почкования происходит ближе к осени. В мезохиле образуются геммулы - шаровидные скопления археоцитов, окруженные оболочкой. Губка погибает. Оболочку формируют спонгоциты. Оболочка может включать спикулы. На одном полюсе остается микропиле.
Соматический эмбриогенез - образование животного из скопления любых клеток.
Половое размножение губок . Губки раздельнополые и гермафродиты. Оплодотворение происходит в организме. Переносят половые клетки хоаноциты. Дробление яйца происходит в материнском организме. У немногих зигота выносится из организма. Развитие сопровождается инверсией (сменой положения) клеток. Явление смены впервые было описано И. Деляжем в 1892 г. Половое размножение губок варьируется.
У губок выделяют несколько типов личинок:
- целобластула,
- амфибластула,
- паренхимула,
- трихимелла.
У части известковых формируется целобластула, клетки которой имеют жгутики. Целобластула покидает материнский организм, отдельные клетки стенки бластулы вползают в ее полость, теряя жгутики (напоминает иммиграцию). Полая целобластула превращается в лишенную полости стерроб- ластулу.
Личинка паренхимула характерна для большинства обыкновенных губок. Продукт дробления-стерробластула : на поверхности жгутиковые клетки, внутри клетки многих типов.
Личинка трихимелла характерна для стеклянных губок. Представляет собой стерробластулу со жгутиковыми клетками по экватору. Внутри клетки различных типов. Личинка оседает на дно, происходит процесс иммиграции клеток: жгутиковые клетки погружаются внутрь, клетки внутреннего слоя выходят на поверхность.
У большинства известковых губок личинка - амфибластула . Для нее характерны клетки двух типов: жгутиковые на переднем полюсе (жгутики погружены в бластоцель) и безжгутиковые на заднем. Происходит экскурвация (выворачивание через отверстие клеток со жгутиками), отверстие зарастает. Амфибластула покидает материнский организм.
Личинки плавают, оседают на дно водоема, и происходит процесс перегруппировки клеток.
Обоснование инверсии дано в гипотезе В. Н. Беклемишева. Согласно этой гипотезе жгутиковые клетки (кинобласт) свободноплавающих бластул выполняют двигательную функцию, у личинки после прикрепления к субстрату двигательная функция переносится внутрь тела. По мере погружения внутрь другие клеточные элементы, входящие в состав плавающей личинки, образуют наружный слой животного.
