Подцарство Многоклеточные. Тип Губки

Рассмотрим несколько гипотез происхождения многоклеточных организмов. Наиболее известны гипотезы Эрнста Геккеля, Ильи Мечникова и Иована Хаджи. Геккель считал, что многоклеточные организмы произошли от высокоорганизованных однослойных колониальных шаровидных простейших. Появление двухслойности Геккель связывал с инвагинацией, в результате которой часть стенки зародыша вворачивается в его полость и образует внутренний листок – первичную энтодерму. Клетки, оказавшиеся при этом внутри, должны были видоизмениться и переваривать пищевые частицы, которые поступали в образовавшуюся первичную кишечную полость. Клетки, расположенные снаружи, сохраняли реснички, с помощью которых такое многоклеточное животное плавало. Геккель назвал свой гипотетический организм гастреей.

Илья Мечников, подобно Геккелю, считал, что многоклеточные происходят от колониальных жгутиконосцев типа вольвокса. Однако возникновение двухслойности он связывал не с инвагинацией стенки внутрь, а с перемещением отдельных клеток из наружного слоя внутрь. После этого, по мнению Мечникова, прорывался первичный рот, через который в первичную кишечную полость поступала пища и усваивалась клетками внутреннего слоя. Эти же клетки осуществляли и половой процесс. Клетки наружного слоя сохранили функцию движения, восприятие сигналов внешней среды и защиту. Учёный назвал свой гипотетический организм фагоцителлой.

Иован Хаджи считал, что многоклеточность возникла сразу, в результате разделения на клетки некоторых специализированных участков цитоплазмы. Например, из сократительной вакуоли мог возникнуть орган выделения, из мионем – мускулатура.

Сегодня мы познакомимся с типом Губки. Губки – одни из самых примитивных многоклеточных водных животных. Живут они чаще всего в морях тропической и субтропической зон Мирового океана. К морским губкам относятся кубок Нептуна, сифоноцефалина, геодия, греческая (туалетная) губка. Только немногие виды, например бадяга озёрная, живут в пресных водоёмах.

Губки – двухслойные, асимметричные, преимущественно колониальные животные. Вспомним, что у двуслойных животных все внутренние органы образуются из двух зародышевых листков (эктодермы и энтодермы). Через тело асимметричных животных нельзя провести ни одной оси симметрии.

Губки ведут неподвижный образ жизни, прикрепляясь к различным подводным предметам. Основание тела губок прочно прикрепляется к субстрату. В связи с этим в их теле выделяют две части: нижнюю (базальную), которая прикреплена к субстрату, и верхнюю (апикальную). Размеры тела губок изменяются в широких пределах: от нескольких миллиметров до 2 метров. Губки, в отличие от остальных животных, имеют неограниченный рост. Продолжительность их жизни различна: от нескольких недель до 50 лет.

Форма тела губок чрезвычайно разнообразна. Они могут иметь вид корковых, подушковидных, плёнковидных, комкообразных образований. Колонии губок часто похожи на ветвистые кустики и шары. Окраска тела также разнообразна. Многие виды, благодаря наличию клеточных пигментов либо эндосимбионтов (микроорганизмов, живущих внутри другого организма), ярко окрашены в жёлтый, красный, коричневый, оранжевый, зелёный и фиолетовый цвета. Губки, которые не содержат пигментов, окрашены в белый и серый цвета.

Вы уже знаете, что губки – двуслойные животные. Их тело состоит из двух слоёв клеток. Они пронизаны порами, которые связывают внутреннюю полость тела губок с внешней средой. Между слоями располагается не имеющая клеточного строения прослойка – мезоглея (студенистое вещество). Мезоглея содержит включения из игл (спикул).

В теле губок нет настоящих тканей, все жизненные функции у них выполняют разнообразные клетки. Рассмотрим различные типы клеток губок: покровные, воротничковые, клетки-скелетообразовательницы, амебоидные клетки и резервные. Губки не имеют нервных клеток, поэтому не реагируют на механические, химические, тепловые раздражители и не способны отвечать на них. Клетки наружного слоя образуют наружный защитный покров. Клетки внутреннего слоя имеют форму колбочек, а отходящий от верхней части клетки жгутик окружён воротничком, поэтому клетки получили название воротничковых. Они выполняют функцию фильтрации воды и фагоцитоза. В мезоглее расположены клетки-скелетообразовательницы, за счёт которых образуется разнообразный по форме и составу скелет губок (кремнезёмный или известковый). Также в мезоглее располагаются резервные клетки, которые могут при необходимости превращаться в любые другие клетки тела губки. За счёт их губки способны к регенерации – восстановлению повреждённых частей тела. Если губку разрезать на мелкие части, образуется кашица из клеток, из которой через некоторое время сформируется новая маленькая губка.

Выделяют три типа строения губок: аскон, сикон и лейкон.

Наиболее просто организованные губки асконоидного типа имеют форму мешка, который основанием прикреплен к субстрату, а устьем (оскулюмом) обращен кверху. Наружный слой стенки мешка образован покровными клетками (пинакоцитами), внутренний – воротничковыми жгутиковыми клетками (хоаноцитами). Между наружным и внутренним слоями располагается бесструктурная масса – мезоглея. Всё тело губки пронизано тонкими каналами (порами), ведущими в центральную атриальную полость, которая заканчивается отверстием – оскулюмом. Вода вместе с пищевыми частицами проходит следующий путь: поры → атриальная полость → оскулюм.

У губок сиконоидного типа происходит утолщение мезоглеи и образование внутренних впячиваний, имеющих вид карманов, выстланных жгутиковыми клетками. Движение воды в сиконоидной губке осуществляется по следующему пути: поры → поровые каналы → жгутиковые карманы → атриальная полость → оскулюм.

Наиболее сложный тип губок – лейкон. Для губок лейконоидного типа характерен мощный слой мезоглеи с множеством скелетных элементов. Внутренние впячивания погружаются вглубь мезоглеи и приобретают вид жгутиковых камер, соединяющихся выносящими каналами с атриальной полостью. Движение воды в лейконоидной губке осуществляется по следующему пути: поры → поровые каналы → жгутиковые карманы → выносящие каналы → атриальная полость → оскулюм.

Питаются губки, фильтруя воду через поры в стенках тела. Вместе с водой во внутреннюю полость попадают пищевые органические частицы. Движением жгутиков они втягиваются в воротничковые клетки эндодермы и здесь перевариваются. Окончательное переваривание происходит в амебоидных клетках мезоглеи, которые, передвигаясь, разносят питательные вещества по всему телу губки. Таким образом, губки имеют внутриклеточное пищеварение.

Кроме пищевых частиц с водой через поры поступает кислород, а через устье вместе с непереваренными остатками и продуктами обмена веществ удаляется углекислый газ. Следовательно, дыхание у губок пассивное. Фильтруя через своё тело огромное количество воды, губки способствуют очистке водоёмов от загрязнения. Известно, что за сутки губка размером 7 сантиметров очищает около 22 литров воды.

Размножаются губки бесполым и половым способами. Бесполое размножение осуществляется в форме наружного почкования, внутреннего почкования, фрагментации и образования геммул. При почковании на теле губки образуется бугорок, в который продолжаются все слои тела и участок внутренней полости. Бугорок растёт, а на вершине его прорывается устье. У одиночных губок почка отделяется от материнской особи, оседает на дно и начинает жить самостоятельно. Чаще почки сохраняют связь с материнской особью, и образуется колония.

Губки также способны образовывать покоящиеся почки – геммулы. Геммула – покоящаяся стадия (внутренняя почка), предназначенная для переживания неблагоприятных условий, а также распространения губок. Состоит из амебоидных клеток, богатых питательными веществами и окружённых защитной оболочкой. При прорастании (обычно это происходит весной) неклеточная оболочка в районе микропиле разрушается, клетки выходят наружу и начинают формировать новую губку. Пресноводные и некоторые морские губки образуют геммулы в количестве сотен и тысяч. Геммулы очень стойки ко многим неблагоприятным факторам и могут прорастать даже после двухмесячного содержания при температуре минус 80 °С.

При половом размножении из амебоидных клеток мезоглеи образуются половые клетки. После оплодотворения яйцеклетки развивается личинка – паренхимула, которая выходит в воду. Её тело покрыто ресничками. Она некоторое время плавает, затем оседает на подводные предметы и развивается в губку, способную к почкованию и образованию колонии.

Тип Губки подразделяется на три класса: Известковые губки, Стеклянные губки и Обыкновенные губки.

К известковым губкам относится сикон. Представители класса имеют известковый скелет, обитают на мелководьях морей и океанов. Бывают одиночные и колониальные. Их тело непрочное, достигает диаметра до 7 сантиметров.

Класс Стеклянные губки – это в основном глубоководные формы высотой до 50 сантиметров. Тело легко повреждается. Живут в основном одиночно, колонии редки. Скелетные иглы содержат кремний. Скелеты некоторых видов очень красивы и используются в качестве коллекционных объектов и сувениров. Наиболее известным представителем класса является корзинка Венеры.

Представители класса Обыкновенные губки имеют кремниевый скелет. Обитают не только в морях, но и в пресных водоёмах. В основном колониальные виды, одиночные – редки. Форма, окраска и размеры тела очень разнообразны. К этому классу относится подавляющее большинство современных видов губок (туалетная губка, кубок Нептуна и бадяга, обитающая в пресных водоёмах).

Практическое значение губок не велико. Прежде всего, они полезны как «живые фильтраторы» в водоёмах. Если в водоёме хорошо развиваются губки, значит, вода в нём чистая и богата кислородом. Скелет некоторых губок служит для изготовления украшений и сувениров. Скелет пресноводной губки бадяги используют в лечебных целях: его мелкие иголочки при нанесении кашицы из высушенных бадяг в виде косметических масок вызывают активный приток крови и оказывают лечебное действие при радикулитах и кожных заболеваниях.

Губок как самых просто устроенных животных характеризуют следующие признаки:

1. Двухслойность и асимметрия.

2. Прикреплённый образ жизни, неподвижность во взрослом состоянии.

3. Отсутствие тканей, органов и выполнение всех процессов жизнедеятельности отдельными клетками.

4. Отсутствие нервных клеток и способности воспринимать раздражение и отвечать на него.

5. Способность клеток тела изменять своё строение и функции.

6. Губки являются фильтраторами.

7. Внутриклеточное пищеварение.

8. Преобладание в развитии бесполого размножения.