Как используется кислород в клетках губок
Жизнедеятельность губок
Губки — неподвижные животные, они не способны к активным изменениям формы тела. Лишь поры и устья, а также просветы каналов могут очень медленно сужаться благодаря сокращению миоцитов или протоплазмы других клеток. Большинство клеток в теле губок способно выпускать и втягивать ложноножки, или псевдоподии, и даже с их помощью передвигаться в мезоглее.
Особенной подвижностью отличаются амебоциты, перемещающиеся иногда со скоростью до 20 мкм/мин. Но самые деятельные клетки губок — хоаноциты, жгутики которых находятся в постоянном движении. Благодаря их согласованный винтообразным колебаниям внутри губки создается ток воды. Она поступает через поры и систему приводящих каналов в жгутиковые камеры откуда направляется по отводящим каналам в атриальную полость и через устье выводится наружу.
У губок сиконоидного, в особенности асконоидного строения путь воды сокращается, но oi всегда имеет одно и то же направление. Очень хорошо ток воды наблюдать, если в тело губки шприцем ввести немного кармина,— сразу же из ближайших устьевых отверстий начнут бит» фонтанчики красной жидкости. Наличие в канальной системе губок постоянного движения воды играет важнейшую роль в их жизни.
Дыхание. Как и большинство животных, обитающих в водной среде, губки используют дли дыхания растворенный в воде кислород. Ток воды, проникающий во все полости и каналы губкж. снабжает близлежащие клетки и мезоглею кислородом и уносит выделяемый ими углекислый газ.
Питание. Губки питаются главным образом взвешенными в воде остатками отмерших растении и животных, а также одноклеточными организмами (простейшими и бактериями). Размер пищевых частиц обычно не превышает 10 мкм. С током воды- пища приносится к жгутиковым камерам, где мелкие ее частицы захватываются хоаноцитами и затем поступают в мезоглею. Здесь пища попадает к амебоцитам, которые разносят ее по всему телу.
В вакуолях, образующихся вокруг захваченных частиц, переваривается пища. Этот процесс пищеварения у губок можно наблюдать непосредственно под микроскопом. Видно, как амебоцит образует вырост клетки — ложноножку, направленную в сторону частицы пищи, поступившей в мезоглею.
Постепенно ложноножка охватывает добычу целиком и втягивает ее внутрь клетки. Уже в вытянутой ложноножке появляется пищеварительная вакуоля — пузырек, наполненный жидким содержимым, имеющим вначале кислую, а затем щелочную реакцию, при которой и происходит переваривание пищи.
Поглощенная частица растворяется, а на поверхности вакуоли появляются зерна жироподобного вещества. Более крупные частицы, застревающие в приводящих каналах, захватываются выстилающими их клетками и также попадают в мезоглею. Если такая частица слишком крупна и не помещается внутри амебоидной клетки, она окружается несколькими амебоцитами, и пища переваривается в такой клеточной массе. У некоторых губок пищеварительный процесс наблюдается также и в хоаноцитах.
Выделение. Непригодные остатки пищи выбрасываются в мезоглею и постепенно скапливаются около отводящих каналов, а затем поступают в их просветы и выводятся наружу. Иногда сами амебоциты, приближаясь к отводящим каналам, выделяют туда зернистое содержимое своих вакуолей. Губки не обладают избирательной способностью к захвату только пищевых частиц, они поглощают все взвешенное в воде.
Поэтому в теле губок постоянно наблюдается большое количество мелких неорганических включений. О дальнейшей судьбе их свидетельствует опыт по окраске воды аквариума кармином. Микроскопические зерна последнего попадают внутрь хоаноцитов, а затем в мезоглею, где подхватываются амебоцитами. Постепенно вся губка окрашивается в красный цвет, а ее клетки переполняются частицами кармина. Через несколько дней клетки губки, и в первую очередь хоаноциты, освобождаются от этих включений и губка приобретает нормальный цвет.
Жизнь животных. Том первый. Простейшие. Кишечнополостные. Черви. Москва «просвещение» 1981
Все о губках
Биология и образ жизни губок
Биология и образ жизни губок
Дыхание губок
Как и все водные животные, губки используют для дыхания кислород, растворенный в воде. В результате окислительных процессов губки выделяют углекислоту, которую необходимо удалять от клеток во внешнюю среду. Газообмен происходит во время протекания воды по каналам и жгутиковым камерам, при этом клетки мезоглеи, расположены вблизи водотока, захватывают кислород, отдают продукты жизнедеятельности. Поскольку многие клетки мезоглеи подвижны, а сама мезоглея имеет вид студня, клетки в ней медленно перемешиваются, и большинство из них способно получить питание и удалить отходы.
Определенную роль в снабжении клеток кислородом и удалении углекислоты играют микроскопические водоросли, которые попадают в каналы и поры губок с водой, и некоторое время живут там. Между губками и фитоводорослями в этом случае, наблюдаются симбиотические отношения.
Питание и выделения губок
Водоток способствует не только газообмену, но и получению клетками губок питательных веществ и минеральных солей, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Поскольку клетки губок дифференцированы, о существовании какой-либо, даже зачаточной системы пищеварения у этих животных говорить не приходится. Каждая клетка тела самостоятельно извлекает из воды все необходимое, и выделяет в воду все ненужное. Можно сказать, что уровень физиологии губок в этом отношении напоминает физиологию одноклеточных организмов.
Губки пропускают сквозь свои поры, каналы и жгутиковые камеры все, что содержится в воде, в том числе и несъедобные частицы. При этом амебоциты захватывают и органику, и то, что не может быть переварено в вакуоли. Непереваренные остатки пищи и неудобоваримое содержимое выделяется в мезоглею и постепенно перемещается к стенкам каналов, откуда жгутиками хоаноцитов выгоняются во внешнюю среду через атриальную полость и устье.
Губки
Основные особенности животных типа Губки
Всего описано около 15 000 видов губок. Подавляющая их часть обитает в морях, только около 219 видов освоили пресные водоёмы. Они встречаются везде, где есть прочный субстрат, подходящий для прикрепления: коралловые рифы, скалы, затопленные брёвна, раковины моллюсков. Некоторые селятся на иле или песке. Во взрослом состоянии почти все они неподвижны, только малая их часть способны на весьма ограниченные перемещения и движения отдельными участками тела.
Большая часть представителей типа предпочитает мелководье. Но некоторые, например, почти все стеклянные губки, встречаются на большой глубине. Размер тела губок варьирует от нескольких миллиметров до трёх метров и более в диаметре и в высоту (как, например, у бочонковидной губки Spheciospongia vesparium). Они живут колониями или одиночно.
Внешнее строение губок
Все губки — двухслойные животные:
Губки с аксоноидным строением не бывают крупными. Их цилиндрические тела обычно не превышают 1 мм в диаметре. Такой тип строения накладывает ограничения на их размер, поскольку увеличение диаметра тела в этом случае нарушает оптимальное соотношение площади поверхности и объема. У особей рода Leucosolenia тело имеет вид отдельных трубок, часто соединённых своими основаниями, напоминающих пучки. У видов рода Clathrina оно организовано в форме трубчатой сети.
Чтобы увеличить свои размеры, губкам пришлось изменить строение тела. Сиконоидный тип строения позволяет увеличить площадь поверхности и сократить объём атриума за счёт глубоких трубчатых впячиваний на внутренней и внешней поверхности тела. Впячивания хоанодермы (камеры и отводящие, или жгутиковые каналы) направлены от центра наружу. Впячивания пинакодермы называются приводящими каналами. Многочисленные отверстия — прозопиле, соединяют приводящие каналы и жгутиковые камеры.
Вода в теле сиконоидных губок проходит следующий путь: остии — приводящие каналы — прозопили — жгутиковые каналы — атриум — оскулум. Губки с таким строением тела имеют больший диаметр — от 1 до нескольких см. Сиконоидное строение характерно для родов Grantia и Sycon.
Наибольшего размера (от нескольких см до 1 метра и более) достигают представители типа с лейконоидным телом. Вода в их, лишённых крупных полостей телах, проходит по сложной сети сосудов. Вместо одной полости в них расположены многочисленные (до 10 000 шт.) небольшие сферические камеры, покрытые жгутиковыми клетками, к которым подходят приводящие и отводящие каналы. Оскулумов, как и отверстий отводящих каналов, на теле таких губок много.
Любое увеличение их тела просто приводит к появлению дополнительных жгутиковых камер. Форма лейконоидных губок разнообразна: они бывают корковыми, подушковидными, ветвистыми, пальцевидными, плоскими, трубчатыми и похожими на вазы.
В настоящее время самой крупной губкой считается вид, пока не имеющий чёткого описания и названия из семейства Rossellidae (найден он на глубине 2,1 км вблизи Гавайских островов). Он достигает 3,5 м в длину, 2 м в высоту и 1,5 м в ширину.
Клеточное строение губок
У асконоидных губок стенка самая тонкая, у лейконоидных наиболее толстая. Но качественно стенка отличается только у стеклянных губок. Она состоит не из отдельных клеток, как у всех остальных, а представляет собой многоядерную цитоплазматическую массу, ограниченную поверхностной мембраной ( синцитий ). У обыкновенных и известковых губок стенка состоит из клеток, образующих ложные ткани двух разных типов: «соединительную» и «эпителиальную». «Эпителиальная ткань» чаще лишена характерных для эпителия межклеточных контактов и не подстилается базальной пластинкой.
У губок «эпителиальные ткани» — это:
2. Хоанодерма состоит из хоаноцитов — одножгутиковых воротничковых клеток. По строению они похожи на хоанофлагеллят.
3. Между пинакодермой и хоанодермой лежит мезохил — слой, похожий на соединительную ткань. Особенно хорошо он выражен у туалетных губок, представленный густой волокнистой сетью.
Мезохил — единственный слой тела губок, который не омывается водой, да и вообще он слоем не считается (помните, что губки двухслойны?). Он состоит из совокупность межклеточного матрикса и населяющих его разнообразных клеток. Среди его многочисленных клеток есть:
Скелет
Губки подвергаются натиску течения воды, и чтобы ему противостоять, они обзавелись скелетными элементами. Они бывают жёсткими и хрупкими или эластичными как резина — минеральными и органическими (из спонгина). Чаще они расположены в мезохиле (эндоскелет), но есть виды с наружным скелетными элементами (экзоскелет), покрывающими либо всё тело губки, либо только отдельные его участки. Жёсткость скелета сильно отличается даже у губок одного вида, она зависит от формы их тела.
Скелетом мягких корковых форм, таких, как Oscarella и Halisarca, является студенистый мезохил, пронизанный лишь тонкими коллагеновыми волокнами. Чаще всего мезохил бывает укреплённым минеральными спикулами или спонгином или тем и другим одновременно. Концы спикул могут выходит наружу из пинакодермы и осуществлять дополнительную механическую защиту губки.
Скелет из спикул может представлять собой жёсткую хрупкую решётку или каркас, как у стеклянной губки Euplectella aspergillum или известковой Minchinella sp. Коралловые губки Demospongia имеют массивный экзоскелет из СаСО3, дополняемый спикулами из кремнезёма, как и у большинства обыкновенных губок.
У некоторых губок нет спикул, зато есть органический спонгин. Их тело пористое и эластичное, легко сжимается. Большое количество спонгина делает тело похожим на резину. Иногда в спонгине заключаются инородные частицы, например песчинки. У большинства губок присутствует и спонгин и спикулы.
Спикулы — это элементы скелета, построенные из кремнёзема (SiО2) или углекислого кальция (СаСО3). Их состав, размер и форма используются в систематике губок на всех таксономических уровнях. Они бывают крупными и мелкими, в форме игл с прямым и закруглённым концом и трёхлучевыми.
Фильтрация
По способу питания и по образу жизни все губки относятся к организмам-биофильтраторам. Ток воды не только приносит пищевые частички к клеткам их тела, но и снабжает их кислородом (дышат они путём диффузии), удаляет продукты обмена веществ, выносит личинок и половые клетки. Объём жидкости, который прогоняют через себя губки, поразителен. В среднем каждые 5 сек. губка прокачивает количество воды, равное объёму своего тела.
Морская губка Geodia cydonium весом 1 кг процеживает около 24 тысяч литров воды в сутки, а пресноводная Spongilla lacustris фильтрует воду со скоростью 0,3 мл/с на 1 г сырого веса, что для губки весом 1 кг составляет примерно 25 тысяч литров воды в сутки.
Они могут снижать скорость фильтрации и совсем прекращать поток воды, чтобы, например, предотвратить попадание ила в тело. Осуществляют они это при помощи регуляции диаметра оскулума.
Направленный ток воды создаётся при помощи хоаноцитов. Оскулумы у многих видов губок расположены на вершине и работают по типу «вытяжных труб». У основания губок скорость течения воды ниже, чем рядом с оскулумами. В результате создаётся разность давления и поток устремляется из области высокого давления к области низкого — от остий к оскулумам.
Питание
Есть хищные виды, относящиеся к роду Cladorhizidae. Они ловят мелких животных, типа рачков, которые прилипают к клейким нитям, раскинутым губкой. Пойманное животное подтягивается к стенкам тела губки и переваривается при помощи археоцитов.
У многих губок есть автотрофные симбионты (зоохлореллы, зооксантеллы, цианобактерии), от которых они получают питательные вещества. Некоторые губки с Большого Барьерного рифа (Австралия) за счет симбиотических цианобактерии покрывают от 48 до 80 % своих энергетических потребностей.
Токсичность губок
Многие губки вырабатывают и накапливают на поверхности тела продукты обмена, которые часто бывают токсичными для определённых хищников. Например, 9 из 16 антарктических губок и 27 из 36 карибских губок токсичны для рыб. Но они отпугивают не всех животных. Да и среди рыб встречаются губкоядные виды (рыбы-ангелы и единороговые). Охотно питаются губками морские черепахи, особенно бисса.
Некоторые губки используют вырабатываемые ими вещества в борьбе с конкурентами за пространство. Так, карибский вид Chondrilla nucula таким способом убивает находящиеся поблизости кораллы и после обрастает вокруг их прочных скелетов.
Неприятным сильным запахом обладает «чесночная» губка Lissodendoryx isodictyalis. А прикосновение к карибской «огненной» губке Tedania ignis вызывает сильное раздражение на коже.
Движение губок
Подавляющее большинство губок — прикреплённые животные. Но некоторые из них способны к ограниченному передвижению. Морские (Chondrilla, Hymeniacidon, Tethya) и пресноводные (Ephydatia) перемещаются по субстрату со скоростью от 1 до 4 мм в день. Двигаются они при помощи более или менее согласованного перемещения амёбоидных клеток. Также губки могут сокращаться и регулировать размер оскулума при помощи миоцитов.
Отличительная особенность губок в способности многих их клеток свободно перемещаться. Амёбоидные клетки мезохила двигаются постоянно. Хоаноциты и эндопиканоциты также способны менять своё место расположения в ходе перестройки водоносной системы.
Размножение
Губки размножаются бесполым и половым путём и в жизненном цикле многих из них происходит чередование половой и бесполой стадий. Бесполое размножение осуществляется путём фрагментации, почкования или образования зимующих пропагул (геммул).
Половое размножение
Почти все губки (за редким исключением) гермафродиты. В подходящий период все они выбрасывает сперматозоиды, которые током воды переносятся к другой губке, где их захватывают хоаноциты, теряя жгутик и превращаясь в клетку-носителя. Они переносят сперматозоиды к яйцеклеткам. Внутри мезохила происходит слияние сперматозоида с яйцеклеткой (оплодотворение). У некоторых губок зиготы выходят в окружающую среду и развиваются там. У других наблюдается живорождение (личинкорождение), зигота развивается в личинку внутри материнского организма.
Личинки губок весьма разнообразны. И называются они тоже по-разному:
Личинки всех губок живут недолго. Вскоре они оседают и принимаются ползать по дну в поисках подходящего для прикрепления места. Прикрепляются, претерпевают метаморфоз и становятся молодыми губками.
Значение губок
Как биофильтраторы они выполняют важнейшую роль в очистке воды. Очищают миллионы тонн воды, улучшая санитарное состояние водной среды. Кроме микроорганизмов и жидкой органики, они адсорбируют также тяжёлые металлы и галогены.
Пресноводные губки служат индикаторами загрязнения воды. Их кремниевые спикулы отличаются быстрым реагированием на загрязнения. Многие губки разрушают известковые кораллы и раковины моллюсков.
У острорылого краба ( Oregonia gracilis ) оригинальный способ маскировки. Он селит на свой панцирь прикреплённых животных, в том числе и губок или растения, которые разрастаясь, скрывают его от хищников.
Многие мелкие животные используют тело губок как убежище. В их водоносных каналах селятся ракообразные и офиуры.
Класс Известковые губки (Calcarea)
Класс Homoscleromorpha
Относительно молодой таксон, выделенный совсем недавно, ранее представителей класса причисляли к обыкновенным губкам. Их особенности:
Класс Обыкновенные губки (Demospongiae)
Класс Стеклянные губки (Hexactinellida, Hyalospongia)
У некоторых видов рода тело цилиндрическое, до 1 м. в высоту, иглы у основания, втыкающиеся в грунт, достигают 3 метров длины.
Вам будет интересно
Зоология (от др.греч. ζῷον — животное и λόγος — учение) — это раздел биологии, комплексная…
Хоанофлагеллаты, или воротничковые жгутиконосцы (Choanoflagellata) — (от др.-греч. χοaνη — воронка (по форме воротничка) и…
Споровики (Sporozoa), или апикомплексы (Apicomplexa) — тип одноклеточных простейших из надтипа альвеолят (Alveolata). Если брать…
Жгутиковые, или жгутиконосцы — это гетеротрофные, фотоавтотрофные или миксотрофные протисты, передвигающиеся и захватывающие пищу при…
Многоклеточные животные. Тип Губки
Урок 9. Беспозвоночные животные [биология 7 класс]
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Многоклеточные животные. Тип Губки»
Царство Животные делится на два подцарства – Одноклеточные и Многоклеточные.
Многоклеточные животные – животные, тело которых состоит из множества клеток, образующих ткани. Ткани образуют органы, а органы – системы органов, которые обеспечивают работу организма многоклеточного животного как единого целого.
Наиболее примитивными древними многоклеточными беспозвоночными животными являются губки.
Обитают они чаще всего в тёплых морях тропической и субтропической зон Мирового океана, некоторые виды освоили и арктические воды. Форма губок очень разнообразна: бокаловидная, чашевидная, древовидная или подушковидная.
Размеры губок изменяются в широких пределах: от нескольких сантиметров до 1 метра. Многие губки имеют мягкое тело, только некоторые жёсткие и твёрдые. Тело легко рвется, ломается и крошится. Лишь немногие виды живут в пресных водоёмах (реках и озёрах). Это бодяги. Встречаются на подводных предметах в виде неправильных или древовидных обрастаний до 1 метра в длину. Живые бодяги окрашены в зелёный, жёлтый или коричневый цвета.
Губки – двуслойные животные. Их тело образовано двумя слоями клеток: эктодермой, покрывающей тело снаружи, и энтодермой, выстилающей тело изнутри.
Губки – радиальносимметричные или асимметричные животные.
Радиальная, или лучевая, симметрия – тип симметрии, при котором через тело можно провести несколько осей симметрии. Она характерна для животных, ведущих малоподвижный или прикреплённый образ жизни. У таких животных все органы многократно повторяются по радиусам вокруг оси, проходящей через основание и верхний конец тела.
Асимметрия – отсутствие симметрии.
Губки ведут неподвижный образ жизни, прикрепляясь к различным подводным предметам. Часто образуют колонии. Их колонии часто похожи на кустики, подушковидные наросты, шары. Продолжительность жизни губок различна: то нескольких недель да пятидесяти лет.
Всё тело пронизано порами (через них в губку проникает вода с растворённым в ней кислородом – так происходит пассивное дыхание губок). Губки еще не имеют органов и тканей. Тело состоит из наружного слоя – эктодермы и внутреннего слоя – энтодермы, между которыми расположена не имеющая клеточного строения прослойка – мезоглея. Вода и непереваренные остатки пищи выходит из губки через выводное отверстие – устье.
Эктодерма состоит из плоских эпителиальных клеток, которые выполняют защитную функцию.
Энтодерма состоит из воротничковых клеток (они имеют форму колбочек, и отходящий от верхней части жгутик окружён воротничком). Движение жгутиков создаёт ток воды, который приносит пищу животному, и пищевые частицы попадают внутрь воротничковых клеток.
В мезоглее располагаются клетки нескольких типов:
· Клетки–скелетообразовательницы – образуют скелет губок.
· Амёбовидные клетки – по строению и движению похожи на амёб и необходимы для переваривания пищи и ее доставки ко всем частям тела. Таким образом, губки имеют внутриклеточное пищеварение.
· Резервные клетки могут превращаться в любые другие клетки. Благодаря этим клеткам губки способны к регенерации – восстановлению утраченных частей тела. Если губку протереть через мелкое сито, образуется кашица из клеток, из которой через некоторое время образуется новая губка.
Губки – фильтраторы, т.к. они питаются, пропуская воду через поры в стенках тела. Вместе с водой во внутреннюю полость губки попадают плавающие мелкие организмы, которыми губка питается, остатки отмерших растений и животных. Губки не обладают избирательной проницаемостью. Они поглощают всё взвешенное в воде.
Размножаются губки бесполым (почкование) и половым способом. При почковании на теле образуется бугорок, в который продолжаются все слои тела губки. Бугорок растёт и превращается в молодую губку, которая отделяется от материнского организма, оседает на дно и начинает жить самостоятельно. Образование колоний происходит в результате того, что почки остаются на материнском организме.
При половом размножении из амебоидных клеток образуются половые клетки. После оплодотворения образуется личинка, которая покрыта ресничками. Она выходит в воду, плавает, затем оседает на подводные предметы и развивается во взрослую губку.
Большинство представителей этого типа – гермафродиты, меньшинство – раздельнополы. Гермафродиты – организмы, которые имеют одновременно и женскую, и мужскую половые системы.
Губки способны выделять запах, который отпугивает многих животных. Они имеют в теле большое количество скелетных игл, которые, также являются средством защиты.
Тип Губки включает около 5 тыс. видов и подразделяется на 3 класса: Известковые, Стеклянные и Обыкновенные губки. Систематика губок основана на разнообразии форм и составе их скелетных образований – игл.
Класс Известковые губки. Представители данного класса имеют известковый скелет, обитают на мелководьях морей и океанов. Имеют непрочное тело и диаметр до 7 см, жёлто-серую окраску. Живут одиночно или колониально. К этому классу относится сикон.
Класс Стеклянные губки – это глубоководные формы, высотой до 50 см. Живут в основном одиночно. Окраска тела белая, серая, желтая или коричневая. Скелеты некоторых видов очень красивы и используются в качестве коллекционных объектов и сувениров. Представители: корзинка Венеры, гиалонема.
Класс Обыкновенные губки. К этому классу относится подавляющее большинство современных видов губок. Имеют кремниевый скелет. Могут обитать не только в морях и океанах, но и в пресных водоёмах. В основном живут колониально. Форма и окраска очень разнообразны. У некоторых видов могут отсутствовать скелетные иглы. Представители: туалетная губка, кубок Нептуна (в высоту может достигать 1 метра 25 сантиметров).
· В природе губки играют большую роль как биофильтры (они, фильтруя воду, участвуют в биологической очистке воды).
· Губки служат показателем состояния воды в водоемах. Если в водоёме живёт много губок, значит вода в нём чистая и в ней много кислорода.
· Практическое значение губок невелико. Ряд морских губок, например, губку туалетную, или греческую, добывают со дна моря и используют для мытья.
· Скелет некоторых губок служит для изготовления украшений.
· В народной медицине широко применяется пресноводная губка бодяга для лечения угревой сыпи (акне).
· Порошок из сухой бодяги применяется при ревматических и других болях, мазь – для устранения гематом.
· Служат пищей морским звёздам, некоторым рыбам и другим животным.
· Они являются средой обитания для мелких паразитических ракообразных и червей.
Губок характеризуют следующие признаки:
· Радиальная симметрия или асимметрия;
· Прикреплённый образ жизни;
· Отсутствие тканей и органов;
· Отсутствие нервных клеток, и, следовательно, способности воспринимать раздражение и отвечать на него;