Многообразие кишечнополостных, их значение в природе и в жизни человека

Учебное пособие: Многообразие кишечнополостных, их значение в природе и жизни человека

1. Краткое содержание и ключевые концепции

Тип Кишечнополостные объединяет многоклеточных двухслойных животных, обладающих лучевой (радиальной) симметрией тела. К основным общим признакам типа относятся:

• Двуслойность: тело состоит из наружного слоя клеток (эктодермы) и внутреннего слоя (энтодермы), между которыми находится студенистое вещество.
• Анатомические структуры: наличие щупалец, кишечной полости и специализированных стрекательных клеток, используемых для защиты и охоты.

Тип Кишечнополостные подразделяется на три основных класса: Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые полипы.

Систематика и характеристика классов

Класс · Особенности строения и жизнедеятельности · Представители

• Гидроидные (Hydrozoa)** — Включает пресноводных и морских полипов. Способны к почкованию. У колониальных форм дочерние особи не отделяются, образуя единый организм с общей кишечной полостью. Путём почкования могут образовываться свободноплавающие медузы, размножающиеся половым путём.; Гидра, Обелия
• Сцифоидные (Scyphozoa)** — Морские организмы с полупрозрачным зонтиковидным телом. Рот расположен на вогнутой стороне зонтика и окружён щупальцами. Имеют усложнённую нервную систему: скопления нервных клеток (узлы) по краю зонтика образуют нервное кольцо. По краю зонтика расположены органы чувств (светочувствительные глазки и органы равновесия).; Арктическая цианея, Корнерот, Медуза-крестовичок, Морская оса
• Коралловые полипы (Anthozoa)** — Обитают в тёплых морях. Имеют более сложное строение: ротовой диск со щелевидным ртом, длинную трубковидную глотку (выстланную эктодермой) с ресничным желобком для тока воды, кишечную полость, разделённую продольными перегородками на сообщающиеся камеры. Делятся на восьмилучевые (всегда 8 щупалец) и шестилучевые (число щупалец кратно 6). Бывают одиночными и колониальными.; Актинии, каменистые (рифообразующие) кораллы, красный и чёрный кораллы

Подробное описание отдельных представителей и их биологии

Класс Гидроидные: Обелия

Морской колониальный полип обелия внешне напоминает кустик мха. Колония формируется в результате почкования, при котором молодые особи остаются связанными с материнской. У них формируется общая кишечная полость, где происходит пищеварение и распределение питательных веществ между всеми членами колонии. На некоторых особях почкованием образуются маленькие свободноплавающие медузы. Они питаются планктоном и размножаются половым путём. Из оплодотворённых яйцеклеток развиваются покрытые ресничками личинки, которые оседают на дно и дают начало новым колониям.

Класс Коралловые полипы: Актинии и рифообразующие кораллы

• Актинии («Морские цветы»): Одиночные коралловые полипы ярко окрашенных форм, лишённые минерального скелета. Ведут преимущественно сидячий образ жизни на скалах и камнях в прибрежной зоне, но способны медленно передвигаться с помощью мускулистой подошвы. Часто вступают в симбиоз с раками-отшельниками: рак переносит актинию на своей раковине, а актиния защищает его своими стрекательными клетками.
• Рифообразующие (каменистые) кораллы: Колониальные полипы, обладающие развитым извесковым или роговым скелетом. Образуют коралловые рифы в союзе с водорослями и другими морскими организмами. Требовательны к условиям среды:
• Глубина обитания: не более 50 м;
• Температура воды: не ниже 20,5 °C;
• Определённая солёность воды.

Крупнейшим природным объектом, созданным живыми организмами, является Большой Барьерный риф, протянувшийся вдоль северо-восточного побережья Австралии на 2,5 тыс. км.

Значение кишечнополостных в природе и жизни человека

Значение в природе:

1. Звенья пищевых цепей: Будучи хищниками, регулируют численность рачков, личинок рыб и других мелких животных. В свою очередь, полипами питаются многие рыбы, а медузами — морские черепахи.
2. Предоставление убежища: Коралловые рифы служат защитой для множества морских обитателей от крупных хищников. Мальки рыб часто прячутся среди щупалец медуз.

Значение для человека и применение:

• Строительные материалы: Ископаемые коралловые полипы используются для добычи извести и строительного камня.
• Ювелирное дело: Из скелетов чёрного и красного кораллов изготавливают украшения.
• Пищевая промышленность: Некоторые виды медуз употребляются в пищу.
• Бионика и техника: Медузы способны улавливать инфразвуки и ощущать приближение шторма. На основе строения «уха» медузы был сконструирован прибор, способный предупреждать о приближении шторма за 15 часов.

Угрозы коралловым рифам и ядовитые представители

Экологические угрозы рифам:

• Природные факторы: Ураганы, поедание кораллов хищниками (некоторые виды рыб и морские звёзды).
• Антропогенные факторы: Загрязнение вод Мирового океана, браконьерство. Для защиты уникальных биоценозов создаются охраняемые территории.

Опасные для человека виды:

1. Медуза-крестовичок: Ожоги стрекательных клеток вызывают покраснение кожи, сыпь, суставные боли и затруднение дыхания. Основные симптомы отравления проходят через 1 неделю, но полное выздоровление может занимать несколько месяцев.
2. Морская оса: Яд смертельно опасен для человека. Смерть наступает от остановки дыхания и прекращения сердцебиения.

2. Вопросы для проверки знаний (с ответами)

1. Вопрос: Какие основные классы выделяют в типе Кишечнополостные?
   Ответ: Класс Гидроидные, класс Сцифоидные и класс Коралловые полипы.
2. Вопрос: Как происходит питание и распределение веществ в колонии гидроидного полипа обелии?
   Ответ: Все особи колонии связаны между собой и имеют общую кишечную полость, в которой происходит пищеварение и распределение питательных веществ между членами колонии.
3. Вопрос: В чём заключаются особенности строения нервной системы сцифоидных медуз?
   Ответ: Нервная система у них более сложная, чем у гидроидных: по краю зонтика расположены скопления нервных клеток (узлы), образующие нервное кольцо, которое регулирует движение медузы.
4. Вопрос: Какие органы чувств расположены по краю зонтика сцифоидной медузы?
   Ответ: Светочувствительные глазки (способные улавливать свет) и органы равновесия.
5. Вопрос: Каково строение глотки и кишечной полости коралловых полипов?
   Ответ: У них имеется длинная трубковидная глотка, выстланная эктодермой, с желобком из ресничных клеток по краю. Кишечная полость разделена продольными перегородками на камеры, сообщающиеся между собой через отверстия.
6. Вопрос: Назовите критически важные абиотические условия для существования рифообразующих каменистых кораллов.
   Ответ: Глубина не более 50 м, определенный уровень солёности воды и температура воды не ниже 20,5 °C.
7. Вопрос: В чём заключается взаимовыгодное сожительство (симбиоз) актинии и рака-отшельника?
   Ответ: Рак-отшельник поселяет актинию на свою раковину для получения защиты от её стрекательных клеток, при этом обеспечивая актинии перемещение.
8. Вопрос: Какое практическое изобретение человека основано на физиологии медуз?
   Ответ: По принципу чувствительного органа («уха») медузы, улавливающего инфразвуки, сконструирован прибор, предупреждающий о наступлении шторма за 15 часов.
9. Вопрос: Каковы симптомы поражения ядом медузы-крестовичка и сколько длится восстановление?
   Ответ: Покраснение кожи, сыпь, боль в суставах и затруднение дыхания. Основные симптомы проходят через неделю, а полное выздоровление занимает несколько месяцев.
10. Вопрос: Чем опасен контакт человека с медузой «морская оса»?
    Ответ: Её яд смертельно опасен и приводит к гибели человека из-за остановки дыхания и прекращения сердцебиения.

3. Темы для эссе и развернутых ответов

1. Эволюционные усложнения организации кишечнополостных от гидроидных к коралловым полипам.
   Направление мысли: Проанализируйте усложнение нервной системы у сцифоидных (появление нервного кольца и органов чувств) и усложнение внутреннего строения коралловых полипов (эктодермальная глотка, перегородки и камеры в кишечной полости, наличие скелетных образования).
2. Экологическая роль коралловых рифов и проблемы их сохранения.
   Направление мысли: Опишите коралловый риф как уникальное природное сообщество (на примере Большого Барьерного рифа). Рассмотрите факторы среды, необходимые для каменистых кораллов, естественные и антропогенные угрозы (ураганы, хищники, загрязнение океана, браконьерство) и необходимые меры охраны.
3. Сравнительный анализ способов жизнедеятельности и адаптаций свободноплавающих (медузы) и прикрепленных (полипы) форм кишечнополостных.
   Направление мысли: Сравните морфологические особенности зонтиковидных медуз и цилиндрических полипов (на примере актиний и обелии), их способы передвижения, охоты, защиты, а также роль в пищевых цепях Мирового океана.

4. Глоссарий терминов

• Актинии — одиночные коралловые полипы («морские цветы»), ведущие преимущественно сидячий образ жизни, способные медленно ползать при помощи мускулистой подошвы и лишённые минерального скелета.
• Каменистые кораллы — группа колониальных коралловых полипов, имеющих роговой или известковый скелет и образующих коралловые рифы.
• Класс Коралловые полипы — класс морских кишечнополостных, имеющих трубковидную глотку и кишечную полость, разделённую продольными перегородками на камеры.
• Класс Сцифоидные — класс морских кишечнополостных, имеющих полупрозрачное тело зонтиковидной формы, плавающих в толще воды и обладающих нервным кольцом и органами чувств.
• Коралловые рифы — своеобразные природные сообщества, образуемые каменистыми кораллами совместно с водорослями и другими морскими обитателями в тёплых морях.
• Медуза-крестовичок — ядовитая медуза, ожоги которой вызывают у человека поражения кожи, суставные боли и затруднение дыхания.
• Морская оса — чрезвычайно ядовитая медуза, яд которой смертелен для человека и вызывает остановку дыхания и сердца.
• Обелия — морской колониальный полип класса Гидроидные, образующий кустистые колонии с общей кишечной полостью путем почкования.
• Ротовой диск — пространство между щупальцами у коралловых полипов, в центре которого расположено щелевидное ротовое отверстие.
• Стрекательные клетки — специализированные клетки эктодермы кишечнополостных, расположенные преимущественно на щупальцах и используемые для защиты и парализации добычи.