§12. Особенности жизнедеятельности и многообразие кишечнополостных

Определения и обозначения

Кишечнополостные — преимущественно водные многоклеточные животные, для которых характерны лучевая симметрия и кишечная полость. Лучевая симметрия означает, что части тела расположены вокруг центральной оси. Она помогает животному воспринимать воздействие среды с разных сторон, что удобно и прикреплённому полипу, и свободноплавающей медузе.

Стрекательная клетка — особая клетка, внутри которой находится свёрнутая нить с ядовитым веществом. При прикосновении чувствительного волоска нить быстро выбрасывается и может удержать либо обездвижить добычу. Эти клетки особенно многочисленны на щупальцах, поэтому животное может поймать пищу или защититься от врага.

Полип — форма тела кишечнополостного, обычно прикреплённая к подводному предмету или грунту. Его тело чаще напоминает цилиндр, а рот и щупальца обращены вверх. Так полипу проще встречать добычу, которую приносит вода, не перемещаясь самому.

Медуза — свободноплавающая форма кишечнополостного с телом, похожим на зонтик или колокол. Она передвигается в воде, сокращая тело, и может переноситься течениями. Рот у медузы обычно расположен снизу, а щупальца свисают по краям зонтика, помогая ловить добычу.

Как это устроено

Стенка тела кишечнополостного образована двумя слоями клеток, между которыми находится тонкий неклеточный слой. Эти клетки окружают внутреннюю кишечную полость, поэтому пища оказывается в пространстве, где её можно начать расщеплять. Полость открывается наружу одним отверстием: отдельного выхода для остатков нет, и непереваренная пища удаляется тем же путём, которым поступила.

Щупальца окружают рот и первыми соприкасаются с добычей, поэтому на них особенно полезны стрекательные клетки. При контакте нить выбрасывается, удерживает жертву или обездвиживает её, после чего щупальца направляют пищу ко рту. Ферменты начинают расщеплять пищу в кишечной полости, а затем клетки захватывают её частицы и завершают переваривание внутри себя. Такой способ сочетается с простой организацией тела, в котором нет отдельной пищеварительной трубки.

Нервные клетки образуют диффузную нервную систему — сеть, распределённую по телу, а не собранную в головной мозг. Поэтому раздражение в одном месте может вызвать простую реакцию: например, сокращение тела или щупалец. У разных представителей рецепторы и органы чувств развиты неодинаково, потому что условия жизни различаются. Свободноплавающей медузе важно ориентироваться в воде, а прикреплённому полипу достаточно реагировать на прикосновение и вещества вокруг.

При бесполом размножении почкованием на теле родительской особи вырастает маленький организм, который затем отделяется или остаётся частью колонии. При половом размножении образуются половые клетки; после их слияния развивается новый организм. У некоторых видов полип бесполым путём образует свободноплавающих медуз, а медузы производят половые клетки. Чередование способов позволяет одновременно увеличивать число особей и обеспечивать появление потомства после полового процесса, но такой цикл есть не у всех кишечнополостных.

Гидры обычно обитают в пресной воде и прикрепляются к подводным растениям или другим поверхностям, где могут ловить мелких животных. Медузы свободно плавают в воде, а их форма помогает перемещаться и встречать добычу. Коралловые полипы чаще живут в морях, прикрепляются к поверхности, а многие виды образуют колонии; у ряда из них есть твёрдый скелет. Различия в образе жизни связаны со средой: плавающим животным необходимо движение, а прикреплённые могут питаться тем, что оказывается поблизости.

Сравнение основных групп кишечнополостных

Сначала сравнивайте форму тела и образ жизни: это помогает понять, перед вами полип или медуза. Затем посмотрите на среду обитания и размножение, помня, что особенности зависят от конкретного вида. Таблица показывает общие признаки групп, а не неизменное правило для каждой особи.

Разбор задач

Задача 1. У гидры обнаружены рот, окружённый щупальцами, и стрекательные клетки. Объясните, как эти признаки помогают ей питаться.

1. Сначала определяем роль щупалец: они первыми соприкасаются с мелкой добычей в воде. Поэтому животное может захватить жертву, не перемещаясь к ней всем телом.

2. Затем учитываем стрекательные клетки на щупальцах. При прикосновении они выбрасывают нити, которые помогают удержать или обездвижить добычу, чтобы она не уплыла.

3. После захвата щупальца направляют пищу ко рту. Через рот она попадает в кишечную полость, где начинается переваривание.

Ответ. Щупальца захватывают добычу, а стрекательные клетки удерживают или обездвиживают её; затем пища поступает через рот в кишечную полость.

Задача 2. У двух кишечнополостных один прикреплён к субстрату, другой свободно плавает. Определите, какая форма тела характерна для каждого, и назовите одно различие в их образе жизни.

1. Связываем прикреплённый образ жизни с формой полипа. У полипа тело обычно стоит на основании, а рот с щупальцами обращён вверх.

2. Свободноплавающее животное относим к форме медузы. Она перемещается в воде, сокращая тело, либо переносится течением.

3. Сравниваем не только форму, но и способ добывать пищу. Полип ждёт добычу рядом с местом прикрепления, а медуза может встречать её в разных участках водоёма.

Ответ. Прикреплённый организм — полип, свободноплавающий — медуза. Главное различие состоит в том, что полип не перемещается, а медуза способна передвигаться в толще воды.

Задача 3. В жизненном цикле животного есть прикреплённая стадия, которая почкованием образует свободноплавающих особей; те размножаются половым путём. Объясните последовательность стадий и назовите её биологическое значение.

1. Прикреплённая стадия — полип: почкованием он создаёт новые особи без слияния половых клеток. Если почки отделяются, они превращаются в свободноплавающие медузы.

2. Медузы образуют половые клетки, при их слиянии возникает начало нового организма. Затем из него развивается прикреплённая стадия, и цикл может повториться.

3. Определяем значение чередования: бесполое размножение быстро увеличивает число особей, а половое обеспечивает сочетание наследственных признаков родителей. Свободноплавающая стадия также помогает расселяться в воде.

Ответ. Полип почкованием образует медуз, медузы размножаются половым путём, после чего развивается новый полип. Такое чередование сочетает быстрое увеличение численности с половым размножением и расселением.

Типичные ошибки

Ошибка: считать кишечнополостных двусторонне-симметричными. Так думают, потому что у многих животных есть передняя и задняя стороны тела. У кишечнополостных части тела обычно располагаются вокруг центральной оси, поэтому проверьте, можно ли провести через эту ось несколько плоскостей симметрии.

Ошибка: принимать кишечную полость за сквозной кишечник. Внутреннее пространство легко принять за трубку с входом и выходом, но у кишечнополостных только одно отверстие. Проверьте себя вопросом: через какое отверстие удаляются остатки? Ответ — через то же, куда поступает пища.

Ошибка: считать, что стрекательные клетки нужны только для защиты. Слово «стрекательная» может навести на мысль об отпугивании врагов, однако нити также помогают захватывать и обездвиживать добычу. Чтобы проверить ответ, назовите обе ситуации, в которых клетка полезна: встреча с врагом и охота.

Ошибка: полагать, что у всех видов одинаково чередуются полип и медуза. Эту схему часто запоминают как обязательную для всей группы, но циклы различаются, и одна стадия может отсутствовать или преобладать. Уточняйте, о каком представителе идёт речь, и не переносите жизненный цикл одного вида на всех кишечнополостных.

Связь с другими темами

Перед изучением кишечнополостных полезно вспомнить признаки животных и отличие одноклеточных организмов от многоклеточных: тело этих животных состоит из множества взаимодействующих клеток. Повторите симметрию тела, а также бесполое и половое размножение — эти понятия помогают понять устройство и жизненный цикл группы. Дальше знания о тканях и нервной системе пригодятся при изучении других животных: можно будет сравнить, как усложняются их строение и реакции на среду.

Что запомнить

• Кишечнополостные — преимущественно водные многоклеточные животные.
• Их тело имеет лучевую симметрию и кишечную полость с одним отверстием.
• Стрекательные клетки служат для защиты и захвата добычи.
• Полип обычно прикреплён, а медуза свободно плавает.
• Кишечнополостные размножаются половым и бесполым путём.
• У некоторых видов в жизненном цикле чередуются полип и медуза.
• К гидрам, медузам и коралловым полипам относятся разные представители кишечнополостных.