§ 12. Строение и жизнедеятельность кишечнополостных

Определения и обозначения

Кишечнополостные — группа водных многоклеточных животных, к которой относятся гидры, медузы и коралловые полипы. Их общие особенности — лучевая симметрия, два слоя клеток в стенке тела и кишечная полость с одним отверстием. У многих представителей есть щупальца со стрекательными клетками. Эти особенности связаны с тем, что животные добывают пищу в воде и могут быть прикреплёнными или свободно плавающими.

Лучевая симметрия — такое расположение частей тела, при котором они окружают центральную ось. Через тело можно мысленно провести несколько плоскостей, делящих его на сходные части. Благодаря этому животное может встречать добычу и раздражители с разных сторон, а не только спереди. Такая симметрия подходит тем, кто прикреплён к поверхности или движется в воде без постоянного направления.

Кишечная полость — внутреннее пространство тела, где пища подвергается перевариванию. С внешней средой она связана ротовым отверстием, через которое пища поступает внутрь. Отдельного отверстия для выхода остатков нет: они удаляются тем же путём. Поэтому кишечную полость не следует представлять как сквозную трубку с двумя концами.

Стрекательные клетки — особые клетки, в которых находится свёрнутая стрекательная нить. При раздражении она быстро выбрасывается и может удержать или обездвижить добычу; у некоторых клеток нить содержит ядовитое вещество. Такие клетки особенно многочисленны на щупальцах. Они нужны для ловли и защиты, а не для переваривания пищи.

Как это устроено

Стенка тела кишечнополостного образована наружным и внутренним слоями клеток, а между ними находится студенистое вещество. Наружный слой защищает тело и участвует в реакции на раздражение; некоторые его клетки способны сокращаться. Внутренний слой выстилает кишечную полость и участвует в пищеварении. Такое устройство позволяет клеткам выполнять разные задачи, хотя сложных органов у животного нет.

Добычу гидра ловит щупальцами, окружающими рот. Если животное касается щупальца, стрекательные клетки срабатывают: их нити удерживают или обездвиживают добычу. Щупальца затем направляют её к ротовому отверстию, и пища оказывается в кишечной полости. Захват происходит снаружи тела, а дальнейшее переваривание — внутри.

Пищеварение проходит в два этапа. Сначала в кишечную полость выделяются вещества, которые расщепляют пищу на более мелкие части. Затем клетки внутреннего слоя захватывают эти части и завершают переваривание внутри себя. Непереваренные остатки выходят наружу через рот, потому что второго отверстия у кишечной полости нет.

У кишечнополостных нет специальных органов дыхания и выделения, так как тело сравнительно простое, а его клетки контактируют с водой через тонкую стенку. Кислород поступает в клетки, а углекислый газ и некоторые ненужные вещества выходят через поверхность тела. Нервные клетки образуют сеть, а не отдельный мозг. Сеть передаёт возбуждение по телу и вызывает простые ответы, например сокращение при прикосновении.

При бесполом размножении на теле гидры появляется вырост — почка; он растёт, формирует части тела и может отделиться, став новой особью. При половом размножении участвуют половые клетки, после их слияния развивается новый организм. Эти способы различаются: почкование создаёт потомка без слияния половых клеток, а половое размножение связано с их слиянием. Регенерация — не способ размножения, а восстановление повреждённых частей тела; она возможна благодаря делению и развитию клеток.

Строение и жизнедеятельность кишечнополостного

Используйте таблицу, чтобы сопоставить особенность строения с её значением для животного. Если нужно объяснить, как гидра ловит пищу, проследите путь от щупалец к кишечной полости. При сравнении размножения отдельно отмечайте появление потомка и восстановление повреждённой части.

Разбор задач

Задача 1. У гидры добыча оказалась на щупальце. Нужно описать путь пищи до её переваривания. В ответе важно не смешивать захват добычи стрекательными клетками с работой пищеварительных клеток. Проследим события по порядку.

1. Сначала раздражение приводит к срабатыванию стрекательных клеток на щупальце. Их нити удерживают добычу или обездвиживают её, но сами пищу не переваривают.
2. Затем щупальца перемещают добычу к ротовому отверстию. Через рот она попадает в кишечную полость, где начинается расщепление пищи.
3. Части пищи захватываются клетками внутреннего слоя. Внутри этих клеток переваривание продолжается, а неусвоенные остатки позднее удаляются через рот.

Ответ. Добыча сначала удерживается стрекательными клетками, затем через рот попадает в кишечную полость. Там начинается пищеварение, которое завершается внутри клеток. Стрекательные клетки помогают поймать пищу, но не участвуют в её переваривании.

Задача 2. Гидра сокращается после прикосновения к щупальцу. Нужно объяснить, какие особенности строения обеспечивают эту реакцию. Не следует приписывать гидре мозг или сложные органы чувств: достаточно указать, как сигнал передаётся по её телу. Проследим путь от прикосновения до движения.

1. Прикосновение раздражает чувствительные клетки в стенке тела. Они преобразуют воздействие в возбуждение, которое распространяется по сети нервных клеток.
2. Нервная сеть передаёт сигнал к сократительным клеткам. Она не направляет его через мозг, а позволяет вызвать простую реакцию в разных частях тела.
3. Сократительные клетки изменяют форму, и тело гидры сокращается. Такая реакция помогает отдёрнуться от неблагоприятного воздействия.

Ответ. Реакцию обеспечивают чувствительные клетки, нервная сеть и сократительные клетки. Прикосновение вызывает возбуждение, которое распространяется по сети и запускает сокращение тела. У гидры нет сложных органов чувств, поэтому ответ остаётся простым.

Задача 3. На теле гидры появилась почка, а другой участок тела был повреждён. Нужно определить, какие процессы приведут к появлению новой гидры и восстановлению повреждения. Здесь описаны два события, поэтому важно не называть их одним термином. Разберём каждый случай отдельно.

1. Почка растёт на теле родительской гидры, у неё формируются необходимые части тела. Когда молодая особь становится достаточно развитой, она может отделиться.
2. Появление отдельной особи из почки — это бесполое размножение, называемое почкованием. Его результатом становится новый организм.
3. Повреждённый участок восстанавливается благодаря регенерации: клетки делятся и развиваются, замещая утраченную часть. Если речь только о восстановлении, новая самостоятельная особь не обязательно появляется.

Ответ. Из почки может образоваться новая гидра — это почкование, способ размножения. Повреждённый участок восстанавливается в результате регенерации. Почкование создаёт потомка, а регенерация возвращает целостность тела.

Типичные ошибки

Ошибка: считать кишечную полость кишечником со входом и отдельным выходом. Так думают, потому что у многих знакомых животных пища проходит по сквозному пищеварительному тракту. У кишечнополостных полость имеет одно отверстие, поэтому и пища поступает, и непереваренные остатки удаляются через рот. Проверка: спросите себя, названо ли в описании второе отверстие.

Ошибка: утверждать, что пища переваривается только в кишечной полости. Это упрощение возникает потому, что название животной группы напоминает о кишечнике. На самом деле пищеварение начинается в полости, а продолжается внутри клеток. Проверка: в объяснении должны быть упомянуты оба этапа.

Ошибка: считать стрекательные клетки пищеварительными. Их легко перепутать, потому что они участвуют в добывании пищи и расположены на щупальцах около рта. Но их задача — захват добычи и защита, а пищеварение выполняют другие клетки. Проверка: если речь идёт о выбрасывании нити или удержании добычи, это работа стрекательной клетки.

Ошибка: называть почкование регенерацией. Оба процесса связаны с ростом и образованием новых клеток, поэтому их можно смешать. При почковании появляется новая особь, а при регенерации восстанавливается повреждённая часть тела. Проверка: определите результат процесса — самостоятельный потомок или восстановленный участок.

Связь с другими темами

Для изучения кишечнополостных пригодятся знания о клетке, ткани и многоклеточном организме: они помогают понять, как разные клетки образуют слои тела и выполняют свои задачи. Сравнение кишечнополостных с другими животными показывает, как меняются способы питания, размножения и организация тела. Понимание пищеварения и работы нервной сети станет основой для изучения животных с более сложными системами органов.

Что запомнить

• Тело кишечнополостных имеет лучевую симметрию.
• Стенка тела образована двумя слоями клеток.
• В кишечную полость пища поступает через рот.
• Стрекательные клетки служат для захвата добычи и защиты.
• Пищеварение происходит в полости и внутри клеток.
• Нервные клетки образуют сеть.
• Гидра размножается почкованием и половым способом, а также способна к регенерации.