Класс Коралловые полипы (Anthozoa)
Коралловые полипы - морские колониальные, реже одиночные полипы, развивающиеся без смены поколений. Преимущественно обитают в теплых тропических морях, где температура воды не ниже 20°С, и на глубинах не более 20 м, в условиях обильного планктона, которым они питаются. Всего известно около 6 тыс. видов коралловых полипов. Многие из них имеют известковый скелет и являются рифообразователями.
Коралловые полипы, несмотря на общее сходство строения с гидроидными, отличаются от последних следующими особенностями:
Размеры коралловых полипов крупнее и у них сильно развита мезоглея ,
У большинства видов хорошо развит скелет (роговой или известковый). Скелет может быть наружным, образованным эктодермой, или внутренним, формирующимся в мезоглее;
- гастрольная полость подразделена перегородками-септами на камеры. Имеется эктодермальная глотка со жгутиковыми бороздками-сифоноглифами, обеспечивающими ток воды в гастральной полости;- гонады образуются в энтодерме. Размножение бесполое и половое. Развитие с метаморфозом. Личинка - планула. Чередования поколений нет;
Имеются мускульные клетки , образующие продольные и поперечные мышцы;
- нервная система образует густое сплетение на ротовом диске;
Лучевая симметрия нарушена и наблюдается переход к двулучевой , или билатеральной, симметрии.
Рис. 96. Строение шестилучевого кораллового полипа (по Пфургшеллеру): 1 - щупальца, 2 - рот, 3 - глотка, 4 - септы, 5 - подошвенная пластинка, 6 - чашечка, 7 - склеросепты, 8 - ткани полипа
Рис. 97. Образование внутреннего скелета у восьмилучевых полипов (по Хадорну): 1 - щупальца, 2 - скелетные иглы у основания щупалец, 3 - желудок с септами, где созревают яйца, 4 - скелетные тяжи, 5 - мезоглея, гастральный канал в стволе колонии, окруженный скелетом, 6 - ствол колонии
Различают два подкласса современных коралловых полипов: Восьмилучевые (Octocorallia) и Шестилучевые (Hexacorallia), между которыми наблюдаются существенные различия в организации. Поэтому, характеризуя морфологию и физиологию коралловых полипов, удобнее дать сравнительный очерк организации Octocorallia и Hexacorallia.
Сравнительная морфофизиологическая характеристика 6- и 8-лучевых коралловых полипов. Тело полипов цилиндрическое. Одиночные полипы подошвой прикрепляются к субстрату, а колониальные к телу колонии - ценосарку. На оральном полюсе полипа находится рот, окруженный всегда полыми щупальцами (рис. 96). По числу щупалец легко различить подклассы коралловых полипов: у 8-лучевых всегда восемь щупалец и они перистые, с боковыми выростами, а у 6-лучевых щупальца гладкие и их число кратно шести (рис. 96, 97).
Гастральная полость сложная. Рот ведет в сплющенную в одном направлении глотку со складчатой эктодермальной выстилкой. У Octocorallia в одном конце глоточной щели имеется сифоноглиф - желобок, выстланный мерцательным эпителием. У Hexacorallia сифоноглифов два - в обоих углах глоточной щели. Сифоноглифы обеспечивают ток воды через гастральную полость. Щелевидная глотка и наличие 1- 2 сифоноглифов нарушают радиальную симметрию полипов, и потому у 8-лучевых полипов можно провести только одну, а у б-лучевых только две плоскости симметрии. Глотка ведет в гастральную полость, которая подразделена
Рис. 98. Поперечные разрезы через восьмилучевой и шестилучевой полипы (А - по Хиксону, Б - по Хайману): 1 - глотка, 2 - полость глотки, 3 - сифоноглиф, 4 - вентральная направительная камера, 5 - септа, 6 - мускульный валик септы, 7 - дорзальная направительная камера, 8 - внутренние камеры между септами первого порядка, 9 - внутренние камеры между вторично возникающими септами, 10 - промежуточные камеры, 11 - эктодерма, 12 - энтодерма, мезоглея зачернена
радиальными перегородками - септами. Септы представляют собой боковые складки энтодермы, причем каждая складка соответственно состоит из двух слоев энтодермы, между которыми находится мезоглея с мускульными клетками. Септы свободным краем прирастают к глотке, а ниже глотки не смыкаются, образуя желудок. Края септ утолщены, гофрированы, усажены стрекательными и пищеварительными клетками, образуя мезентериальные нити. Их свободные концы называются аконциями. Добыча, попадающая в желудок полипа, плотно облегается мезентериальными нитями, умерщвляется и постепенно переваривается под воздействием пищеварительных ферментов. Наличие септ увеличивает пищеварительную поверхность у полипов. Число септ и их расположение различно в двух подклассах (рис. 98).
У Octocorallia восемь септ с мышечными валиками. Пары септ, отходящие от двух углов уплощенной глотки, называются направительными Направительная камера напротив единственного сифоноглифа отличается тем, что мускульные валики в ее септах обращены внутрь. Эту камеру условно называют "вентральной". На септах противоположно расположенной "дорзальной" камеры валики обращены наружу от камеры. Таким образом, расположение мускульных валиков в септах Octocorallia также нарушает радиальную симметрию.
У Hexacoralha септ много, не менее 12, и их число кратно шести. Мускульные валики в направительных камерах обращены наружу и не нарушают двулучевой симметрии, определяемой формой глотки и двумя
сифоноглифами. Септы у 6-лучевых полипов формируются постепенно. Вначале возникает шесть пар септ первого порядка, которые прирастают к глотке. Между септами каждой пары образуются основные камеры, а между ними - промежуточные, в которых образуются дополнительные пары септ второго порядка и т. д. (рис. 98).
Питание у коралловых полипов разнообразно. Многие питаются планктоном или ловят мелких животных при помощи щупалец. Крупные одиночные полипы - Актинии (Actinia) способны ловить и крупных животных: рыбу, креветок. Ну а в последнее время выяснилось, что часть видов коралловых полипов живут за счет симбиоза с одноклеточными водорослями, которые у них живут в мезоглее.
Для коралловых полипов, ведущих в основном прикрепленный образ жизни, характерно наличие скелета, который образуется по-разному у разных подклассов.
У 8-лучевых полипов скелет внутренний и образуется в мезоглее, он может быть роговым или известковым. Скелетные элементы (рис. 99) образуются в клетках-склеробластах. Скелетные иглы могут сливаться между собой или соединяться роговым веществом, формируя скелет колонии. Например, у благородного коралла (Corallium rubrum) скелетный ствол колонии известковый, пурпурного цвета. Сверху ветвь колонии покрыта эктодермой. Внутренний скелет пронизан сетью энтодермальных каналов, связывающих всех членов колонии (рис. 97).
У 6-лучевых полипов скелет наружный, выделяемый эктодермой, реже внутренний или отсутствует. Рост наружного скелета вокруг молодого полипчика происходит от области подошвы, где возникает вначале подошвенная пластинка, а на ней формируются известковые септы - склеросепты, а затем уже образуется чашечка - тека, которая защищает весь полип до уровня щупалец. Скелет часто обрастает складками кожи сверху и производит впечатление внутреннего.
Имеются полипы без скелета, например актинии. У многих 8-луче-вых полипов скелет развит слабо и его заменяет гидроскелет - тургор колонии, обеспечиваемый наполняемостью гастральной полости водой.
Размножение и развитие . Полипы могут размножаться бесполым путем: почкованием, делением в поперечном и продольном направлениях.
Перед половым размножением на септах в энтодерме созревают гонады. Полипы, как правило, раздельнополые. Сперматозоиды через разрывы стенки гонад выходят в гастральную полость, а затем наружу и проникают через рот в полость женской особи. Оплодотворенные яйцеклетки некоторое время развиваются в мезоглее септ. Личинки-планулы обычно покидают материнский полип, а затем оседают на твердый субстрат и превращаются в полипов (рис. 100, 5). У многих коралловых полипов развитие протекает без метаморфоза и личинка планула не образуется.
Обзор подклассов и отрядов коралловых полипов . Всего известно пять подклассов коралловых полипов, из которых три подкласса известны лишь в ископаемом состоянии (Tabulata, Rugosa, Heliolitoidea). Два подкласса представлены современными формами (Octocorallia и НехасогаШа) (рис. 101, 102).
Подкласс Восьмилучевые кораллы (Octocorallia)
У восьмилучевых кораллов восемь щупалец, восемь септ, скелет внутренний. Наблюдается нарушение радиальной симметрии до билатеральной в связи с наличием одного сифоноглифа и расположением мускулистых валиков в септах (рис. 98 А).
Отряд Альционарии (Alcyonaria) - самый многочисленный, включающий около 1300 видов морских полипов. Среди них большинство - мягкие кораллы, без развитого скелета, с отдельными разбросанными в мезоглее спикулами. Они образуют колонии разнообразной формы: ветвистые, дольчатые, шаровидные. Примером мягких кораллов могут служить колонии альционарии - "руки" (рис. 103). Лишь некоторые виды рода Tubipora - органчика обладают развитым известковым скелетом, образующим трубочки в мезоглее, спаянные поперечными пластинками. Их скелет отдаленно по форме напоминает орган, с чем и связано их название. Органчики образуют крупные шаровидные колонии и участвуют в рифообразовании. На Белом море распространены кораллы рода Versemia fruticosa. Альционарии нередко образуют густые заросли на скалистых грунтах.
Отряд Роговые кораллы (Gorgonacea) составляют полипы с внутренним роговым скелетом. Это также богатый видами отряд (1200 видов), встречающийся преимущественно в тропических областях, но некоторые из них припособились к обитанию в полярных районах. Вееровидные колонии образуют полипы рода Gorgonia, называемые веером Венеры.
Рис. 101. Восьмилучевые кораллы (по Догелю): А - альционария Gersemia,
Б - морское перо Pennatula, В - роговой коралл Leptogorgia
К числу горгонарий относятся промысловые красные кораллы (Corallium rubrum) и близкие к нему виды, добываемые в Средиземном, Красном и других морях. Их органический скелет пропитан известью и обладает различными оттенками красного цвета. Из красного коралла изготавливают ценные ювелирные изделия.
Отряд Морские перья (Pennatulacea). Морские перья образуют колонии перьевидной формы: с толстым стволом, на котором по бокам правильными рядами располагаются полипы. Число видов невелико (300). Некоторые виды распространены в Ледовитом океане, причем среди них встречаются самые крупные колонии высотой до 2,5 м (Umbrella encrinus). Колонии Pennatula способны к свечению. Морские перья, в отличие от других коралловых полипов, не прирастают к субстрату. Они заякориваются в грунте, а иногда переплывают с места на место.
Подкласс Шестилучевые кораллы (Hexacorallia)
У шестилучевых кораллов множество гладких щупалец, число которых кратно шести. Гастроваскулярная полость разделена сложной системой септ, число которых также кратно шести. Шестилучевая симметрия нарушается до двухлучевой из-за двух сифоноглифов и щелевидной формы глотки. Часто скелет наружный, известковый, редко отсутствует. Выделяют пять отрядов шестилучевых кораллов.
Отряд Актинии (Actinaria) включает в основном крупные формы одиночных полипов, лишенных скелета. Актинии способны медленно передвигаться на подошве. Это активные хищники, иногда поедающие даже мелких рыб. Нередко они ярко окрашены, и их называют морскими анемонами. Некоторые актинии находятся в симбиозе с раками-отшельниками, которые им служат для передвижения, а актинии со стрекательными свойствами защищают отшельников от врагов (рис. 104).
Отряд Цериантарии (Ceriantharia) - одиночные роющие полипы с сильной мускулатурой и без скелета.
Отряд Зоантарии (Zoantharia) - одиночные и колониальные полипы со слаборазвитыми мышечными клетками.
Отряд Антипатарии (Antipatharia) образуют перистые колонии с осевым роговым скелетом. Сюда относится и промысловый черный коралл, из скелета которого изготавливают различные художественные изделия: трубки, рукоятки тростей, ножей.
Отряд Мадрепоровые кораллы (Madreporaria) - самый обширный и включает более 2500 видов. Сюда относятся как одиночные, так и колониальные полипы. Для всех мадрепоровых характерно наличие мощного известкового скелета. Эта группа кораллов - основные рифообразователи. К ним относятся мозговики (Leptoria) в виде полушарий с причудливыми бороздами, грибовидные кораллы (Fungia) и др.
Коралловые рифы и их происхождение . Массовые поселения коралловых полипов, обладающих известковым скелетом, образуют рифы. В состав рифа входят в основном мадрепоровые полипы, но частично участвуют и шести лучевые кораллы, а также другие животные, обладающие скелетом: губки, мшанки, моллюски и др.
Коралловые рифы представляют собой своеобразные экосистемы, характеризующиеся особым составом аутотрофных и гетеротрофных организмов, которые взаимосвязаны между собой пищевыми цепями и другими формами межвидовых отношений. Население коралловых рифов настолько велико и многообразно, что их называют морскими "оазисами". Это резерваты морской фауны и флоры, они заслуживают охраны со стороны человека.
Рифообразующие коралловые полипы распространены только в тропических областях Мирового океана, так как нуждаются в нормальной океанической солености (не менее 35% промилле), высокой и постоянной температуре воды (не менее 20°С). Кроме того, кораллы чувствительны к освещенности и насыщенности воды кислородом и потому встречаются на мелководье и обычно не заходят на глубину более 50 м. Зависимость распределения кораллов от освещенности определяется их симбиозом с одноклеточными водорослями - симбиодиниумами, или зооксантеллами, населяющими клетки энтодермы полипов. Взаимовыгодность их сосуществования заключается в следующем. Водоросли получают от кораллов защиту и углекислый газ (продукты дыхания) для фотосинтеза, а также некоторые дефицитные в морской воде соединения азота и фосфора из продуктов диссимиляции полипа. Коралловые полипы, в свою очередь, получают от водорослей кислород, необходимый для дыхания, а также для активизации процессов скелетообразования. Кроме того, полипы частично питаются за счет водорослей, но не так, как думали об этом ранее, - путем их переваривания в цитоплазме, а за счет прямого использования продуктов фотосинтеза, поступающих непосредственно из клеток водорослей. Симбиоз также основан на темпах жизненных циклов этих видов. Как все простейшие, зооксантеллы имеют суточный ритм размножения, а кораллы существуют длительно. Отмирающие
водоросли перевариваются в цитоплазме полипа. Таким образом, эта система основана на безотходном процессе. При этом особенно велика зависимость коралловых полипов от зооксантелл, без которых они погибают.
Рифы бывают береговые, барьерные и атоллы - коралловые острова кольцевидной формы. Впервые гипотезу о происхождении коралловых рифов предложил Ч. Дарвин (1836). Он применил метод исторической геологии о вековых колебаниях суши для объяснения образования коралловых островов. По его мнению, все типы рифов образовались в результате опускания суши (рис. 105). Если остров, окруженный береговым рифом, постепенно опускается, его берега отступают от рифа, который достраивает себя до поверхности океана и превращается в барьерный риф. При полном погружении острова остается кольцо от прежнего барьерного рифа, т. е. образуется коралловый остров - атолл, который потом постепенно заселяется растениями и животными. Существует много других гипотез о происхождении различных типов рифов, однако гипотеза Ч. Дарвина остается наиболее аргументированной и выдержала испытание временем. В настоящее время эта гипотеза дополнена новыми научными данными. Предполагается, что изменение уровня суши зависит не только от ее опускания, но и от изменения уровня океана в периоды оледенения или таяния ледяных шапок у полюсов. Из отмирающих коралловых рифов, погруженных в океан, возникали осадочные породы - коралловые известняки. В палеозое эти породы образовывались подклассами кораллов Rugosa и Tabulata, а начиная с мезозоя в основном мадрепоровыми полипами.
Рассказ об интересных фактах о самих кораллах и способах их применения в ювелирном деле мы начнем с цифр:
- 6000 - столько видов коралловых полипов насчитывается в природе;
- 25 из них подходят для ювелирной обработки;
- 350 - число возможных оттенков, в которые окрашены природные кораллы (цвет зависит от органических примесей);
- 4000 лет - возраст самого древнего из обнаруженных современными исследователями кораллов;
- 1–3 сантиметра - на столько полип вырастает за год;
- 8000 метров - максимальная глубина обитания коралла (вид батипатес);
- 27 000 000 квадратных километров - общая площадь коралловых рифов в Мировом океане;
- 60 % рифов на грани исчезновения в результате хозяйственной и иной деятельности людей;
- 2500 километров - протяженность атолла-рекордсмена - Большого Барьерного рифа, расположенного у побережья Австралии;
- 2900 - численность входящих в него отдельных рифов.
Кораллы в ювелирном деле
Теперь о том, как ювелиры используют кораллы: интересное природное оформление материала диктует подход мастеров к его применению в украшениях. Дело в том, что отломленные от естественных рифов веточки столь затейливы и изящны, что часто не нуждаются в серьезной доработке. Достаточно отшлифовать коралл и покрыть защитным лаком, чтобы получить изделия чарующей красоты. Главное достоинство подобных аксессуаров - уникальность, поскольку природа не повторяется в созданных ею шедеврах.
Если же используются миниатюрные фрагменты кораллов, в зависимости от дизайна ювелирных изделий мастера сохраняют их неправильную естественную форму или придают:
- шаровидную;
- овальную;
- кабошон (шарообразная, каплевидная или овальная бусина одной плоской гранью);
- резная бусина;
- рубка (кусочки, отрезанные от веточки трубчатой конфигурации).
Мировым центром по обработке кораллов признан Торре-дель-Греко. В этом небольшом городке близ Неаполя действует масса фирм и кустарных производств, ориентированных на изготовление ювелирных изделий и бижутерии.
Подтвержденных фактов исцеления кораллами или приумножения с их помощью мудрости и богатства у нас нет, но вот что красота изделий из этого морского дара улучшает настроение, придает женщинам уверенность в собственном очаровании - несомненно.
В мире нет людей, которых бы не восхищали разнообразные коралловые полипы. Эти донные организмы, относящиеся к классу морских беспозвоночных, представители типа Стрекающих (Cnidaria), могут расти как одиночно, так и колониями.
Жизнедеятельность кораллов
Каждая веточка коралла представляет собой скопление мелких полипов, называемое колонией. Каждый такой организм образует вокруг себя известковую оболочку, служащую ему защитой. Когда происходит рождение нового полипа, он прикрепляется к поверхности предыдущего и начинает формировать новую оболочку. Так происходит постепенный рост коралла, который при благоприятных условиях составляет примерно 1 см в год. Большие скопления таких морских организмов образуют коралловые рифы.
Класс Коралловые полипы включает в себя следующие организмы:
1. Имеющие известковый скелет. Именно они принимают участие в процессе формирования рифов.
2. Обладающие белковым скелетом. К ним относятся черные кораллы и горгонарии.
3. Лишенные любого твердого скелета (актинии).
Специалисты выделяют около 6 тысяч различных видов коралловых полипов. Название Anthozoa в переводе с латыни означает «животное-цветок». Коралловые полипы имеют очень живописный вид. Они отличаются многообразием оттенков. Их подвижные щупальца напоминают лепестки цветов. Самые крупные одиночные полипы вырастают до 1 м в высоту. Нередко их диаметр составляет около 50-60 см.
Ареал обитания
Многочисленные представители коралловых полипов населяют практически все воды мирового океана. Но при этом большая их часть сосредоточена в теплых тропических морях. Они прекрасно развиваются при температуре не ниже 20 °C. Коралловые полипы живут на глубинах до 20 м. Это обусловлено тем, что в этой толще воды обитает планктон и мелкие животные, которыми эти организмы питаются.
Способ питания
Коралловые полипы, как правило, в дневное время сжимаются, а с наступлением темноты вытягивают свои щупальца, которыми ловят проплывающую мимо них добычу. Мелкие полипы питаются планктоном, а большие способны переваривать некрупных животных. Чаще всего рыбу и креветок потребляют одиночные крупные полипы. Среди этого класса организмов есть и такие представители, которые существуют благодаря симбиозу с одноклеточными водорослями (автотрофными простейшими).
Строение
Коралловые полипы, строение которых несколько отличается в зависимости от их вида, обладают мускульными клетками. Они образуют поперечные и продольные мышцы организма. У полипов есть нервная система, которая представляет собой густое сплетение в области ротового диска этих организмов. Их скелет может быть внутренним, сформированным в мезоглее, или наружным, который образован эктодермой. Чаще всего полип занимает чашевидное углубление на коралле, которое заметно выделяется на его поверхности. Как правило, форма полипов столбчатая. На их вершине часто размещен своеобразный диск, от которого отходят щупальца этого организма. Полипы закреплены неподвижно на общем для колонии скелете. Все они связаны между собой живой мембраной, покрывающей весь скелет коралла. У некоторых видов все полипы соединены между собой трубками, пронизывающими известняк.
Скелет кораллового полипа секретируется наружным эпителием. Больше всего его выделяет основание (подошва) этого морского "сооружения". Благодаря этому процессу живые особи развиваются на поверхности коралла, а сам он непрерывно растет. Большинство восьмилучевых коралловых полипов имеет слабо развитый скелет. Его заменяет так называемый гидроскелет, который существует благодаря наполнению гастральной полости водой.
Стенка тела полипа состоит из эктодермы (наружного слоя) и энтодермы (внутреннего слоя). Между ними имеется слой бесструктурной мезоглеи. В эктодерме находятся стрекательные клетки, называемые книдобластами. Строение разных видов коралловых полипов может немного отличаться. Например, актинии имеют форму цилиндра. Его высота составляет 4-5 см, а толщина - 2-3 см. Этот цилиндр состоит из ствола (колонны), нижней (ножки) и верхней части. Актинию венчает диск, на котором расположен рот (перистома), а в его центре находится продолговатая щель.
Вокруг него находятся расположенные группами щупальца. Они образуют несколько кругов. Первый и второй имеют 6, третий - 12, четвертый - 24, пятый - 48 щупалец. После 1 и 2 каждый последующий круг имеет их в 2 раза больше предыдущего. Актинии могут принимать самые разные формы (цветка, помидора, папоротника). Глотка ведет в гастральную полость, разделенную радиальными перегородками, называемыми септами. Они представляют собой боковые складки энтодермы, состоящие их двух слоев. Между ними находится мезоглея с мускульными клетками.
Септы образуют желудок полипа. Сверху они свободным краем прирастают к его глотке. Края септ гофрированы, они утолщены и усажены пищеварительными и стрекательными клетками. Их называют мезентериальными нитями, а их свободные концы - аконциями. Переваривание пищи полипом осуществляется с помощью выделяемых им ферментов.
Размножение
Размножение коралловых полипов осуществляется особым образом. Их число постоянно увеличивается благодаря бесполому размножению, называемому почкованием. Некоторые виды полипов размножаются половым путем. Многие виды этих организмов раздельнополые. Сперматозоиды мужских особей через разрывы в стенках гонад проникают в гастральную полость и выходят наружу. Затем они попадают в ротовую полость женской особи. Далее происходит оплодотворение яйцеклеток, и они развиваются некоторое время в мезоглее септ.
В процессе эмбрионального развития получаются крохотные личинки, которые свободно плавают в воде. Со временем они оседают на дне и становятся основоположниками новых колоний или одиночных особей полипов.
Кораллы как рифообразователи
Огромное количество морских полипов участвует в образовании рифов. Кораллами чаще всего называют скелетные остатки колоний полипов, которые остались после гибели множества данных мелких организмов. Их отмирание часто провоцируется увеличением содержания органических веществ в воде и донных осадках. Катализатором этого процесса являются микробы. Среда, богатая органикой, является отличным местом для активного развития патогенных микроорганизмов, в результате жизнедеятельности которых снижается кислотность воды и содержание в ней кислорода. Такой «коктейль» оказывает губительное воздействие на одиночные и колониальные коралловые полипы.
Подклассы полипов
Специалисты различают 2 подкласса полипов, в которые входят разные отряды этих морских организмов:
1. Восьмилучевые (Octocorallia), к которым относятся мягкие (Alcyonaria) и роговые (Gorgonaria) кораллы. Также к ним относятся морские перья (Pennatularia), столониферы (Stolonifera), синий полип Helioporacea. Они имеют восемь мезентерий, внутренний спикульный скелет и перистые щупальца.
2. Шестилучевые (Hexacorallia), среди которых выделяют Corallimorpharia, актинии (Actiniaria), цериантарии (Ceriantharia), зоантарии (Zoanthidea), мадрепоровые (Scleractinia) и черные кораллы (Antipatharia).
Применение в быту
Некоторые коралловые полипы успешно выращиваются аквариумистами в искусственных условиях. Известковый скелет некоторых видов этих морских организмов используют для изготовления ювелирных изделий. В некоторых странах, в которых еще не запрещена добыча коралловых полипов, их остатки используют для строительства домов и других сооружений. Также их применяют в качестве декора с домах и в садах.
Тело кораллового полипа обычно имеет цилиндрическую форму и не подразделяется на туловище и ножку. У колониальных форм коралловых полипов основание погружено в общее тело колонии - ценосарк, а у одиночных форм превращается в прикрепительную подошву.
Щупальца этих организмов всегда полые, расположены в один или несколько тесно сближенных венчиков.
Различают две большие группы коралловых полипов - восьмилучевые (Octocorallia) и шестилучевые (Hexacorallia).
У первой группы всегда восемь щупалец и они снабжены по краям маленькими выростами - пиннулами, у второй группы число щупалец больше и, как правило, кратно шести.
Щупальца шестилучевых кораллов почти всегда гладкие, без пиннул. Верхняя часть полипа, между щупальцами, называется ротовым диском. В его середине расположено щелевидное ротовое отверстие. Внутреннее строение коралловых полипов гораздо сложнее, чем у гидроидных и сцифоидных полипов. Рот ведет в сжатую с боков глотку, выстланную эктодермой. Обычно вдоль одного из краев глотки проходит желобок, несущий клетки с очень длинными ресницами - сифоноглиф. Иногда сифоноглифов два, в таких случаях они располагаются на противоположных узких краях глоточной трубки. Реснички беспрерывно двигаются и гонят воду внутрь кишечной полости. Последняя разделена продольными перегородками (септами) на камеры.
В верхней части тела кораллового полипа (в области глотки) септы полные (прирастающие одним краем к стенке тела, другим - к глотке) или неполные (не достигающие глотки). В септах есть отверстия, посредством которых все камеры сообщаются между собой.
В нижней части кораллового полипа (ниже глотки) септы прирастают только к стенке тела. Вследствие этого центральная часть гастральной полости - желудок - остается неразделенной. Свободные края септ утолщены и называются мезентериальными нитями. Они играют важную роль в переваривании пищи, так как в них сосредоточено множество железистых клеток, выделяющих пищеварительные ферменты.
У кораллов с одним сифоноглифом две мезентериальные нити, расположенные на паре противостоящих септ, не утолщены и несут клетки с длинными сильными ресничками. Находясь в постоянном движении, реснички гонят воду из гастральной полости кораллового полипа наружу. Совместная работа двух мезентериальных нитей и сифоноглифа (или двух противолежащих сифоноглифов, как у актиний), обеспечивает постоянную смену воды в гастральной полости. В результате туда постоянно поступает свежая, богатая кислородом вода, а вместе с ней бактерии, планктонные организмы, частицы детрита, которыми питаются коралловые полипы. С обратным током воды выносятся наружу углекислый газ, продукты обмена и непереваренные остатки пищи.
Число септ и камер у коралловых полипов всегда совпадает с числом щупалец, полость которых представляет собой продолжение соответствующих камер гастральной полости. Таким образом, у восьмилучевых кораллов всегда имеется восемь септ и камер, у шестилучевых - шесть.
Септы закладываются постепенно и всегда парами.
Как и все кишечнополостные, кораллы радиально-симметричны. Однако во внутренней их организации есть и черты билатеральной симметрии (сжатые с боков глотка и сифоноглифы). через продольную ось глотки можно провести только одну плоскость симметрии, которая делит тело кораллового полипа на две зеркальные половины. Камеры, лежащие против узких краев глоточной трубки, отличаются от остальных расположением мускульных валиков. Эти камеры и образующие их септы называют направительными, по которым условно определяют "спинную" и "брюшную" стороны тела кораллового полипа.
Мышечные клетки коралловых полипов обособляются от экто- и энтодермы и переходят в мезоглею, формируя в стенках тела слой продольных и поперечных мышц. Кроме того, в мезоглее каждой септы на одной из сторон располагается тонкий слой поперечных, а на другой - мощный валик продольных мышц.
Мезоглея представлена у большей части шестилучевых кораллов тонкой опорной пластинкой. Зато у восьмилучевых кораллов она достигает значительного развития, особенно в стволе и ветвях колонии. Студенистое вещество мезоглеи укреплено коллагеновыми элементами и заполнено огромным количеством скелетных известковых иголочек - спикул, или склеритов.
Таким образом, мезоглея составляет прочную опору колонии кораллов. Одновременно она участвует в транспорте пищевых веществ, так как пронизана густой сетью энтодермальных каналов, связывающих отдельные кишечные полости коралловых полипов в одну полость. Эти же каналы играют важную роль в ритмической смене активного и пассивного состояния колонии коралловых полипов.
Значительного развития у многих коралловых полипов достигает скелет. У восьмилучевых кораллов - это внутренний, мезоглеальный скелет, состоящий из склеритов, которые развиваются в специальных клетках - склеробластах. Иногда склериты сливаются между собой или объединяются органическим рогоподобным веществом, образуя скелет колонии кораллов. Он может состоять и из чистого рогового вещества.
Среди шестилучевых кораллов есть бесскелетные формы (актинии и периантарии). Чаще, однако, скелет имеется, причем он может быть либо внутренним (в виде стержня из рогоподобного вещества), либо наружным (известковым), но всегда эктодермального происхождения.
Но ни известковый, ни органический скелет не в состоянии поддерживать постоянства формы тела коралловых полипов. Это обеспечивается иным способом. У всех полипов имеется своеобразный гидроскелет, который достигает наибольшего совершенства у коралловых полипов.
Благодаря постоянному току воды, создаваемому сифоноглифами, в гастральной полости возникает повышенное давление, без которого коралловый полип имел бы форму пустого двухслойного мешка. Полип расправляется под давлением жидкости, наполняющей гастральную полость. В таком состоянии он может находиться очень долго и почти без затрат энергии. Между тем у остальных животных такое напряженное состояние не может быть длительным, так как мышцы устают, животное должно изменить положение тела или переместиться в пространстве.
Но не надо думать, что единожды расправившись, коралловый полип будет сохранять свою форму бесконечно долго. Периодически она нарушается сокращением какой-либо группы мышц. Сжатие кольцевых мышц, например, удлиняет тело полипа и делает его тоньше, сокращение продольных мышц щупалец приводит к их изгибанию и т.д.
В случае опасности сокращаются все мышцы сразу, вода из гастральной полости выдавливается наружу и полип сжимается или втягивается внутрь колонии.
Колонии коралловых полипов, как правило, не бывают полиморфными, но у некоторых восьмилучевых кораллов наблюдается диморфизм - два типа строения полипов.
Для всех кораллов характерно только полипоидное состояние. Медуз они не образуют. Половые железы развиваются в энтодерме септ коралловых полипов.
Коралловые полипы (лат. Anthozoa) - класс морских беспозвоночных из типа стрекающих. Колониальные и одиночные донные организмы. Многие виды коралловых полипов обладают известковым скелетом и участвуют в рифообразовании. Наряду с ними к этому классу относится множество представителей, скелет которых состоит из белка (горгонарии, чёрные кораллы), а также вовсе лишённых твёрдого скелета (актинии). Насчитывают около 6 тысяч видов. Название Anthozoa в буквальном переводе означает животное – цветок, с одной стороны оно определяет зоологический характер данной группы, а с другой - указывает на их внешний вид. Они и в самом деле похожи на цветы: многокрасочные, с подвижными щупальцами, напоминающими лепестки, и размеры у многих из них вполне внушительные. Иные до 60 см в диаметре и высотой до метра. Наряду с аквариумными рыбками и растениями, коралловых полипов содержат в аквариумах. Скелеты некоторых видов (коралл) используют в ювелирном деле.
Рис.1. Коралловые полипы (лат. Anthozoa)
Кораллы обитают в море; они неподвижны и по виду напоминают ветви растений. Однако все же это не растения: каждая ветвь коралла - это скопление мельчайших животных, коралловых полипов. Такие скопления называются колониями. Каждый полип образует вокруг себя защитную известковую оболочку. Когда рождается новый полип, он прикрепляется к предыдущему и начинает строить новую оболочку - так коралл «растет». «Рост» коралла составляет около 1 см в год в благоприятных условиях. Большие скопления кораллов образуют так называемые коралловые рифы. Коралловые полипы обитают в тёплых тропических морях, где температура воды не ниже 20 °C, и на глубинах не более 20 метров, в условиях обильного планктона, которым они питаются. Обычно днём полипы сжимаются, а ночью вытягиваются и расправляют щупальца, с помощью которых ловят различных мелких животных. Крупные одиночные полипы способны ловить и сравнительно крупных животных: рыбу, креветок. Часть видов коралловых полипов живут за счёт симбиоза с автотрофными простейшими (одноклеточными водорослями), которые живут у них в мезоглее. Имеются мускульные клетки, образующие продольные и поперечные мышцы. Имеется нервная система, образующая густое сплетение на ротовом диске.
Кораллами обычно называют только скелет колонии, оставшийся после гибели множества мелких полипов. Многие коралловые полипы являются рифообразователями. Скелет может быть наружным, образованным эктодермой, или внутренним, формирующимся в мезоглее. Как правило, полипы занимают на коралле чашевидные углубления, заметные на его поверхности. Форма этих полипов столбчатая, в большинстве случаев с диском на вершине, от которого отходят венчики щупалец. Полипы неподвижно закреплены на общем для всей колонии скелете и связаны между собой покрывающей его живой мембраной, а иногда и пронизывающими известняк трубками.
Скелет секретируется наружным эпителием полипов, причём главным образом их основанием (подошвой), поэтому живые особи остаются на поверхности кораллового сооружения, а всё оно непрерывно растет. Число участвующих в его образовании полипов также постоянно увеличивается путем их бесполого размножения (почкования). У многих восьмилучевых полипов скелет развит слабо и его заменяет гидроскелет, обеспечиваемый наполняемостью гастральной полости водой.Кораллы размножаются и половым путем, образуя крошечные свободноплавающие личинки, которые в конечном итоге оседают на дно и дают начало новым колониям. Полипы, как правило, раздельнополые. Сперматозоиды через разрывы стенки гонад выходят в гастральную полость, а затем наружу и проникают через рот в полость женской особи. Оплодотворенные яйцеклетки некоторое время развиваются в мезоглее септ. У многих коралловых полипов развитие протекает без метаморфоза и личинка не образуется.
В серии экспериментов, проведенных на кораллах Большого Барьерного pифа, был выявлен триггерный механизм, запускающий гибель кораллов. Их отмирание начинается при увеличении содержания органики в воде и в осадке, а посредником этих процессов являются микробы. Богатая органикой среда служит хорошей базой для бурного роста микробов, в результате снижаются содержание кислорода и рН среды. Это сочетание смертельно для кораллов. Ускорение сульфатредукции, использующей в качестве субстрата мертвые ткани, только ускоряет гибель кораллов.
Отличаются следующими особенностями: имеют крупные размеры; редко одиночные, чаще колониальные формы; обитают в теплых тропических морях, температура не ниже 20С 0 , глубина не большая; у большинства видов хорошо развит скелет (роговой или известковый), скелет может быть наружным, образованным эктодермой, или внутренним, формирующимся в мезоглее; гастральная полость подразделена перегородками – септами на камеры. Имеется эктодермальная глотка со жгутиковыми бороздками - сифоноглифами, обеспечивающими ток воды в гастральную полость; гонады образуются в энтодерме; имеются мускульные клетки, образующие продольные и поперечные мышцы; нервная система образует густое сплетение на ротовом диске; лучевая симметрия нарушена и наблюдается переход к двулучевой, или билатеральной симметрии; рот окружен либо восемью щупальцами(восьмилучевые), либо числом щупальцев, кратным шести (шестилучевые кораллы). Размножение бесполое и половое. Развитие с метаморфозом. Личинка - планула. Чередования поколений нет.
Питание у коралловых полипов разнообразно. Многие питаются планктоном или ловят мелких животных при помощи щупалец. Крупные одиночные полипы – актинии способны ловить и крупных животных: рыбу, креветок. Часть видов живут за счет симбиоза с одноклеточными водорослями. Актинии – хищники. Рыбы, раки, крабы – желанная их добыча. Актинии хватают её щупальцами, и сейчас же сотни ядовитых «стрел» вонзаются в неё. Недолгая конвульсия – и вот уже актиния, подтянув щупальцами добычу ко рту, выворачивает изо рта наружу свою глотку. Накрывает ею пойманное животное, затем оно вместе с глоткой исчезает внутри актинии. От жизни в аквариумах актинии «худели» сильно: в десять раз теряли в весе! Но стоило им вновь предложить пищу, как они жадно начинали ее глотать и быстро «поправлялись». Через несколько дней трудно было поверить, что актиния так долго постилась.
Когда у актиний разыгрывается аппетит, они глотаю все без разбора, даже несъедобные и опасные для них предметы. Одна актиния «с голодухи» проглотила большую раковину. Раковина встала в ее «желудке» поперек и перегородила его на две половики, верхнюю и нижнюю. В нижнюю пища изо рта не попадала. Думали, актиния умрет. Но она нашла выход: у подошвы актинии, у того самого места, на котором это «морской цветочек» сидит на камне, открыл свой беззубый зев новый рот. Вокруг него вскоре выросли щупальца и актиния стала счастливой обладательницей двух ртов и двух желудков. Колониальные полипы – «пожизненные пленники» колонии, которую составляют. Им не дано отделиться от неё и передвигаться самостоятельно. Но актинии, сжимая и разжимая подошву, ползают по дну. Не быстро, но ползают, могут забраться на раковину, на камень или иной лежащий на дне предмет. Дышат актинии кислородом, растворенным в воде, прокачивая её через свой рот: в актинию вода попадает из углов щелевидного рта, а обратно из средней части щели. Актинии любят воду с достаточно большой соленостью. В Средиземном море под Неаполем, где солей в воде 3,7% обитают около 50 видов актиний, Черном море с соленостью воды вдвое меньше их всего 4 вида, а в Азовском (совсем малосоленом море) - только 1 вид.
Внутреннее и внешнее строение
Актинии имеют в основном крупные формы одиночных полипов, лишенных скелета. Часто ярко окрашены и их называют морскими анемонами. Имеют форму цилиндра, высотой в среднем до 4-5 см и толщиной 2-3 см. Состоят из средней части, называемые стволом (колонной), заканчивающимся в нижней части ножкой, с помощью которой крепится к подводным скалам, и верхней части, состоящей из ротового диска, или перистомы, имеющей в центре рот в форме продолговатой щели. Вокруг рта и по краям ствола находятся щупальца, расположенные группами. Каждая группа включает столько щупалец, сколько промежутков остается между щупальцами, формирующими внутренний круг, т.е. каждый промежуток занят щупальцам из последующей группы. Первый и второй круги имеют по 6 щупалец, третий – 12, четвертый – 24, пятый – 48, т.е. число последовательно увеличивается вдвое. Число кругов меняется от одного до шести, восьми, десяти и более. У актинии большое разнообразие форм - помидора, цветка, листья папоротника.
Рис.2. Поперечные срезы через восьмилучевой и шестилучевой
полипы
Гастральная полость сложная. Рот ведет в сплющенную в одном направлении глотку со складчатой эктодермальной выстилкой. У Hexacorallia сифоноглифов два в обоих углах глоточной щели. Сифоноглифы обеспечивают ток воды через гастральную полость. Щелевидная глотка и наличие двух сифоноглифов нарушают радиальную симметрию и поэтому у актиний только две плоскости симметрии. Глотка ведет в гастральную полость, которая подразделена радиальными перегородками - септами.
Рис.3. Схемы строения коралловых полипов
Септы представляют собой боковые складки энтодермы, при чем каждая складка соответственно состоит из двух слоев энтодермы, между которыми находится мезоглея с мускульными клетками. Септы свободным краем прирастают к глотке, а ниже глотки не смыкаются, образуя желудок. Края септ утолщены, гофрированы, усажены стрекательными и пищеварительными клетками, образуя мезентериальные нити. Их свободные концы называются аконциями. Добыча переваривается под воздействием ферментов. У Hexacorallia септ много, не менее двенадцати. Мускульные валики в направительных камерах обращены наружу и не нарушаю двулучевой симметрии, определяемой формой глотки и двумя сифоноглифами. Актинии лишены скелета.
Кораллы как симбионты
Кораллы - это своеобразное сообщество мелководных морских организмов тропической зоны Мирового океана, представляют симбиоз кораллов и одноклеточных водорослей. В процессе фотосинтеза одноклеточные водоросли выделяю свободный кислород, необходимый коралловым полипам для дыхания, а кораллы взамен выделяют углекислый газ, весьма нужный водорослям для фотосинтеза. Такие кораллы снабжают одноклеточные водоросли различными питательными веществами.
Коралловые рифы - это сообщества высокой продуктивности, которые сочетают стабильную фотосинтезирующую систему и систему, способную к захвату, консервированию и вовлечению в жизненный цикл элементов питания из воды океана, содержащей планктон и взвешенные частицы. Актинии находятся в симбиозе с раками- отшельниками, раками мозаичными, бороздчатыми угловатыми. Актинии со стрекательными свойствами защищают раков от врагов. Раки – отшельники служат актиниям для передвижения. Актинии размещаются на поверхности раковины, создавая защиту в виде накидки, не затрудняющей движений рака. Ротовое отверстие актинии находится над ртом рака, и она свободно захватывает часть его пищи. Однако раки - не единственные представители ракообразных, с которыми связывают актинии. Подобные явления наблюдаются и в других видах. Из шестидесяти особей актинолоты сетчатой и гепатуса чилийского, выловленных на побережье Чили, только четыре были без актиний. В каждой клетке рака мозаичного есть актинии. Приятельские отношения у актиний и с рыбками амфиприонами.
Клоуны, плавая между щупалец актиний, приводят в движение воду, а это приносит кислород, помогая дышать актинии. Кроме того, с током воды к ней поступает и мелкий корм. Очень интересен симбиоз гигантским морских анемонов или актиний, и небольших ярко окрашенных рыбок- клоунов. Актиния – хищник. Рыбок, оказывающихся поблизости от щупалец актиний, поражает яд её стрекательных клеток. А клоуны плавают среди них совершенно спокойно и питаются объедками пищи, которую собирают со щупалец актиний. Видимо, клоуна защищает от воздействия яда слизь, покрывающая его тело. Актиния в свою очередь «доедает» остатки пищи, которую добывает клоун, потому что, схватив добычу, он приносит ее в безопасное место - т. е. к актинии. Ядовитые щупальца актинии обеспечивают клоуну надежное укрытие. Под ее защитой он откладывает икру у подошвы актинии и даже трется порой об ее щупальца.
Полипы играют огромную роль в очищении морской воды от взвешенных органических частиц. Коралловый известняк в некоторых странах используется в строительстве. Отдельные виды кораллов высоко ценятся как материал для различных украшений. Именно поэтому некоторые кораллы оказались на грани уничтожения и в настоящее время нуждаются в тщательной охране от браконьеров. Коралловые полипы являются основными рифообразующими организмами.
Загрузка...
