Низшие хордовые. Бесчерепные и оболочники
Мы приступили к изучению новой группы животных — хордовых. Сегодня поговорим о низших хордовых — подтипах Бесчерепные и Оболочники. Мы разберем, какие животные относятся к данным группам, рассмотрим особенности их строения и жизни.
Подтип Бесчерепные
К подтипу бесчерепных, или головохордовых, относится единственный класс животных — ланцетники. Это наиболее примитивные хордовые, дожившие до наших дней, которые обитают только в морях. Главное отличие ланцетников от представителей других подтипов — сохранение хорды, жаберных щелей и нервной трубки на протяжении всей жизни, а не только в эмбриональном периоде развития.
Общая характеристика
Известно около 30 видов ланцетников, самый распространенный — ланцетник европейский. Внешне они напоминают небольших полупрозрачных пугливых рыбок. Они совсем не опасны, не имеют приспособлений для охоты или защиты от врагов. Средняя продолжительность жизни — не более 4 лет.
Они ведут малоподвижный образ жизни, часто зарываются в донный песок и не любят менять место жительства. Как правило, они живут на глубине 10–30 м. Зарывшись в песок, они выставляют наружу переднюю часть тела с ротовым отверстием, окруженным венчиком из 10–20 пар щупальцев.
Впервые ученые обратили внимание на ланцетников в конце XVIII века, обнаружив их в Черном море. Исследователи отнесли к моллюскам, назвав слизнем ланцетовидным. Довольно долго их считали переходной формой жизни от беспозвоночных к позвоночным. Только в 1865 году ученым А. О. Ковалевский доказал, что это хордовое животное, благодаря изучению зародышевого развития ланцетника.
Почему «ланцетники»?
Скрыть
Этот класс получил свое название за счет внешнего сходства с ланцетом. Ланцет — это хирургический инструмент с заостренным лезвием с обоих концов. Сейчас на смену ему пришел скальпель, и в современной медицине ланцетом называют копье или иглу для взятия капиллярной крови (из пальца).
Еще The Lancet — это самый известный и авторитетный в мире медицинский журнал. С 1823 года в нем еженедельно публикуются статьи по общей медицине, обзоры и новости.
Ланцетники — фильтраторы, они питаются мелкими частицами органических остатков, водорослями и планктоном, фильтруя морскую воду. Сами они служат кормом для многих водных животных. В Азии их активно употребляют в пищу в жареном, вареном и сушеном виде, вылавливая более 35 тонн в год.
Внешнее строение и покровы тела
Длина тела ланцетника — примерно 5–8 см, оно не покрыто чешуей и приплюснуто с боков. У них есть хвост и непарный спинной плавник, нет головы и черепа.
Тело покрыто тонкой защитной кутикулой, под которой находятся однослойный эпителий и дерма. У всех хордовых покровы тела устроены так же: наружный слой (эпителий) и внутренний слой (дерма). Кутикула имеет большое число железистых клеток, которые активно вырабатывают слизь, которая смачивает тело.
Под покровами тела располагаются мышцы. Они поделены на 50–80 одинаковых сегментов, которые располагаются по обеим сторонам тела животного. Такая сегментация на одинаковые части называется метамерным строением.
Органы чувств развиты слабо, есть области, отвечающие за осязание. Глаз у ланцетников нет, но они могут различать свет и темноту. В этом им помогают светочувствительные клетки вокруг нервной трубки, которые могут улавливать свет за счет полупрозрачных покровов тела.
Системы органов
Внутренний скелет ланцетников представлен хордой, над которой находится нервная трубка. Хорда и нервная трубка покрыты общей тонкой оболочкой, но передний конец хорды длиннее нервной трубки.
Кровеносная, дыхательная и нервная системы
Кровеносная система замкнутая с одним кругом кровообращения, она состоит из спинного и брюшного сосудов, от которых к внутренним органам ведут мелкие сосуды. В крови нет пигмента, поэтому она не имеет цвета. Как у простейшего представителя хордовых обособленного сердца у ланцетника нет. Движение крови достигается за счет сокращения крупных сосудов.
Круги кровообращения
Скрыть
Мы изучили беспозвоночных преимущественно с незамкнутой кровеносной системой (исключение — кольчатые черви), поэтому не вводили понятие кругов кровообращения.
Когда система замкнутая, то образуется замкнутый круг, или контур, по которому циркулирует жидкость. Такой контур называется кругом кровообращения. Кругов может быть один или два в зависимости от «сложности» строения сердца. Как раз на примере хордовых легко проследить эволюцию кровеносной системы.
Например, у низших хордовых и рыб один круг кровообращения, а у земноводных, пресмыкающихся и птиц — уже два.
Дыхание происходит всей поверхностью тела, поэтому как таковых органов дыхания нет. Функцию газообмена выполняет кожа, а также целомическая жидкость и межжаберные перегородки, в стенках которых есть тонкие сосуды (капилляры).
Нервная система представлена нервной трубкой. На верхней части переднего конца тела имеется углубление, которое называется обонятельной ямкой. Вероятно, она воспринимает химические свойства воды. От нервной трубки отходят парами нервы. На каждый мышечный сегмент приходятся по одному спинному и одному брюшному нервам.
Пищеварительная, выделительная и половая системы
Пищеварительная система — кишка с несколькими отделами. Ланцетники — фильтраторы, поэтому пища попадает через рот в глотку вместе с током воды, вызываемым движением околоротовых щупалец.
Процесс фильтрации происходит благодаря жаберным щелям, которые не видны снаружи — они прикрыты кожей. В глотке может располагаться до 150 пар жаберных щелей, через которые вода попадает в окологлоточную полость. Отсюда она выводится наружу через атриопор — отверстие, ведущее наружу тела.
В глотке есть желобок, который называется эндостиль, покрытый тонким слоем клеток, выделяющих липкую слизь. Пока ланцетник «гонит» воду через глотку и жаберные щели, слизь захватывает частицы пищи. Налипшая на нее пища перемещается по кишке. Под действием ферментов, выделяемых печеночным выростом, пища переваривается и выводится через анальное отверстие.
Органы выделительной системы — протонефридии, которые выглядят как короткие трубочки. Один конец трубочки заходит в целом, а другой выходит в окологлоточную полость. Конец, погруженный в целом, усеян соленоцитами — клетками с мерцательными ресничками. Биение ресничек способствует проникновению продуктов обмена в трубочку и их выводу наружу.
Половая система представлена многочисленными гонадами (половыми железами): у самцов — семенники со сперматозоидами, у самок — яичники. Ланцетники — раздельнополые организмы, практикующие половое размножение.
Оплодотворение наружное: взрослые особи выметывают икру и сперматозоиды в воду. Около 3 месяцев личинки, появившиеся из икры, живут в толще воды, растут и затем опускаются на дно.
Подтип Оболочники
К подтипу оболочников относятся около 3 тыс. видов морских животных. Внутри группы выделяют три класса: асцидии, аппендикулярии и сальпы. Глядя на фотографии некоторых представителей этой группы, вы, вероятно, подумаете, что они больше напоминают губок и кишечнополостных, нежели хордовых.
Общая характеристика
Дело в том, что признаками хордовых оболочники обладают только на личиночной стадии — отсюда их второе название личиночнохордовые. Они имеют хорду, над которой находится нервная трубка. У взрослых особей (кроме аппендикулярий) хорда исчезает, на месте нервной трубки остается только крупный нервный узел и нервы.
Раньше оболочников относили к моллюскам, но А. О. Ковалевский, выдающийся русский биолог и исследователь в области эмбриологии и эволюции в XIX века, обнаружил у личинок хорду и нервную трубку.
Личинки ведут свободноплавающий образ жизни. Взрослые особи асцидий — прикрепленный, а аппендикулярии и сальпы перемещаются в воде при помощи реактивного способа передвижения, выбрасывая струю воды. Часто оболочники живут колониями. Органы чувств развиты слабо.
Оболочники являются фильтраторами, как и ланцетники. Они пропускают через свое тело поток воды, фильтруя и захватывая частички пищи (простейшие, водоросли, мелкий планктон). Сами оболочники являются добычей многих морских хищников. Их употребляют в пищу в Азии, Чили, Франции, Австралии.
Внешнее строение и покровы тела
Личинки асцидий имеют туловище и хвост и похожи на ланцетников. Взрослые особи имеют мешкообразное студенистое тело, похожее на большую банку, длиной от доли миллиметра до 30 см. Низом они прикрепляются к субстрату, а сверху находятся два отверстия (сифона): ротовое и выводное (клоакальное).
Снаружи тело асцидий покрывает кутикула из нескольких слоев, включая слой, который называется туникой. Он содержит плотное клетчаткоподобное вещество туницин и пропитывается неорганическими солями. Все это придает оболочке упругость и плотность.
Зачем японцы сжигают асцидий?
Скрыть
В Японии есть специальные плантации, где выращивают некоторые виды асцидий. Их особенность в том, что в крови содержится ценный металл ванадий. Асцидий собирают, сжигают, а из оставшейся золы получают ванадий. В них содержится концентрация металла, намного превышающая его содержание в руде месторождений.
Аппендикулярии — это свободноплавающие оболочники. Длина их тела не превышает 2–3 см, форма туловища — яйцеобразная, имеется длинный лентообразный хвост.
В отличие от асцидий, туницин не входит в состав покровов тела аппендикулярий. Вместо этого их кожа выделяет густую слизь, которая отделяется и образует «домик», куда животное может целиком поместиться, подвернув хвост. В нем есть отверстия для прохождения воды. Механизмы формирования домика до сих пор неизвестны.
Еще один класс свободноплавающих оболочников — сальпы. По форме их прозрачное тело напоминает бочонок или огурец, а длина может достигать 30 см. Сальпы живут колониями, которая может включать несколько тысяч особей.
Ротовой и выводной сифоны находятся на противоположных концах тела. Само тело покрыто оболочкой, есть туника. Мышечная структура развита хорошо и поделена на сегменты.
Системы органов
Рассмотрим строение оболочников на примере личинки и взрослой особи асцидии.
На стадии личинки у оболочников есть внутренний скелет (хорда) и нервная трубка, находящаяся над ней. Органы чувств представляют собой чувствительные клетки, расположенные около сифонов. Мышечная структура метамерна, как и у ланцетников: состоит из одинаковых сегментов.
Некоторое время личинка плавает в воде, затем прикрепляется к какому-нибудь предмету и осуществляет регрессивный метаморфоз: редуцируется хорда, хвост, нервная трубка, увеличивается количество жаберных щелей, а ротовое и выводное отверстия сближаются.
Пищеварительная и выделительная система и у личинок, и у взрослых особей имеет сходное строение. Через ротовое отверстие вода попадает в глотку, через жаберные щели происходит процесс фильтрации, слизь, вырабатываемая эндостилем, задерживает частицы пищи.
По короткому пищеводу пища попадает в желудок, где обрабатывается ферментами, выделяемыми печеночными выростами. Отфильтрованная вода и продукты обмена выводятся из окологлоточной полости через выводное (клоакальное) отверстие.
Кровеносная система — незамкнутого типа, представлена трубчатым сердцем, передним и задним сосудом (у аппендикулярий сосудов нет). Кровь прозрачного цвета или слегка красноватая.
Примечательная особенность кровеносной системы оболочников — способность сердца качать кровь то в одном направлении, то в другом. Таким образом, ток крови не имеет определенного направления.
Дыхательная функция реализуется через капилляры в жаберных щелях. Сеть капилляров в стенках глотки улавливает растворенный в воде кислород.
Нервная система, представленная у личинок в виде нервной трубки, у взрослых оболочников образована нервным узлом (крупным ганглием).
С точки зрения половой системы практически все оболочники являются гермафродитами, то есть у них есть как мужские, так и женские гонады (железы). Отличительная особенность класса сальп — сочетание полового и бесполого размножения: они чередуют эти способы в каждом цикле размножения. Используя почкование, некоторые виды оболочников формируют колонии.
Часто задаваемые вопросы
Сохранение хорды, жаберных щелей и нервной трубки на протяжении всей жизни, а не только в эмбриональном периоде развития.
Они — фильтраторы.
Признаками хордовых оболочники обладают только на личиночной стадии: они имеют хорду, над которой находится нервная трубка. У взрослых особей (кроме аппендикулярий) хорда исчезает, на месте нервной трубки остается только крупный нервный узел и нервы.
Хотите оставить комментарий?
Войти