Тип Кишечнополостные

Определения и обозначения

Кишечнополостные — многоклеточные водные животные с лучевой симметрией, двумя слоями клеток и кишечной полостью. К ним относятся, например, гидры, медузы и коралловые полипы. Простое строение не означает, что тело состоит из одной клетки: клетки многочисленны и могут выполнять разные задачи. Это определение помогает узнать общие признаки представителей типа, даже если внешне они сильно отличаются.

Лучевая симметрия — строение тела, при котором его части расположены вокруг центральной оси. Если мысленно провести через эту ось несколько плоскостей, многие из них разделят тело на похожие части. Такая организация удобна животному, которое получает раздражения и пищу с разных направлений. По симметрии можно отличить план строения кишечнополостных от двусторонне-симметричных животных.

Стрекательные клетки — специализированные клетки, служащие для нападения, защиты и обездвиживания добычи. Внутри клетки находится свёрнутая нить, которая при раздражении быстро выбрасывается наружу. Эти клетки особенно многочисленны на щупальцах, соприкасающихся с добычей. Термин нужен, чтобы не путать сами клетки с щупальцами: щупальца захватывают пищу, а стрекательные клетки помогают это сделать.

Полип и медуза — две жизненные формы кишечнополостных: прикреплённая и свободноплавающая. Полип обычно удерживается на поверхности и ловит пищу щупальцами; медуза перемещается в толще воды. У некоторых видов эти формы сменяют друг друга в жизненном цикле. Различие между ними объясняет, почему один и тот же представитель или близкие представители могут выглядеть и жить по-разному.

Как это устроено

Тело кишечнополостного образовано наружным и внутренним слоями клеток. Наружный слой соприкасается с окружающей средой и защищает животное, а внутренний обращён к кишечной полости и участвует в пищеварении. Между слоями находится промежуточное вещество, которое разделяет их и поддерживает форму тела. Такое устройство позволяет клеткам разных слоёв выполнять разные функции, хотя органы, характерные для более сложно устроенных животных, ещё не сформированы.

Пища поступает в кишечную полость через ротовое отверстие и переваривается там под действием пищеварительных веществ. Затем частицы пищи поглощаются клетками внутреннего слоя и перевариваются внутри них. Отдельного заднего отверстия нет, поэтому непереваренные остатки выводятся наружу тем же путём, которым поступила пища. Кишечная полость выполняет роль общего пространства для пищеварения, но её нельзя считать настоящим кишечником с отдельным входом и выходом.

Разные задачи выполняют группы специализированных клеток. Клетки наружного слоя защищают тело, а некоторые из них помогают животному сокращаться и двигаться; чувствительные клетки воспринимают изменения вокруг. Клетки внутреннего слоя выделяют вещества для пищеварения и поглощают питательные частицы. Благодаря разделению работы животное может двигаться, реагировать на раздражения, добывать пищу и защищаться, хотя его тело устроено сравнительно просто.

Стрекательные клетки особенно полезны при охоте, потому что кишечнополостные не преследуют добычу сложными движениями. Когда мелкое животное касается щупальца, стрекательная клетка срабатывает и выбрасывает нить; у некоторых видов она содержит яд. Добыча удерживается или обездвиживается, после чего щупальца подводят её к ротовому отверстию. Те же клетки затрудняют нападение хищников, поэтому помогают и добывать пищу, и защищаться.

Полип обычно имеет цилиндрическое тело, прикреплённое основанием, а рот и щупальца направлены вверх. Медуза похожа на зонтик, плавает в воде и перемещается благодаря сокращениям тела. Полипы часто размножаются бесполым путём, например почкованием, а медузы у многих видов образуют половые клетки. У некоторых кишечнополостных поколения сменяются: полип даёт начало медузам, а из оплодотворённой яйцеклетки развивается молодая прикреплённая форма.

Сравнение жизненных форм и представителей кишечнополостных

Сравнивайте представителей по одной строке за раз: так легче увидеть, какие признаки связаны с жизненной формой, а какие — с конкретной группой животных. В таблице приведены общие характеристики; у разных видов могут быть особенности. Для ответа о неизвестном животном сначала определите, прикреплено оно или плавает, а затем проверьте остальные признаки.

Разбор задач

Задача 1. Тело животного прикреплено к субстрату, вокруг ротового отверстия расположены щупальца, размножение происходит почкованием. Нужно определить животное. Сопоставим описание с признаками полипа и проверим, какой представитель подходит.

1. Прикреплённое тело — признак полипа, а не свободноплавающей медузы. Щупальца вокруг рта также характерны для полипа и помогают захватывать пищу. Значит, описание указывает на жизненную форму полипа.

2. Почкование — бесполый способ размножения, при котором на теле родителя появляется вырост. Он растёт и затем может отделиться. Для гидры такое размножение характерно, поэтому этот признак подтверждает предположение.

3. Проверим, совпадает ли весь набор признаков: гидра живёт в пресной воде, обычно прикрепляется, имеет ротовое отверстие со щупальцами и может размножаться почкованием. Противоречий в описании нет. Следовательно, речь идёт о гидре.

Ответ: гидра, кишечнополостное животное в форме полипа.

Задача 2. Мелкий рачок коснулся щупальца гидры. Объясните, как добыча обездвиживается, попадает в кишечную полость и как удаляются остатки. Важно проследить не только захват, но и весь путь пищи через тело животного. У гидры нет отдельного отверстия для выхода остатков.

1. При прикосновении к щупальцу срабатывают стрекательные клетки. Они выбрасывают нити, которые удерживают или обездвиживают рачка. Так добыча не может сразу уплыть.

2. Щупальца подводят рачка к ротовому отверстию. Через него добыча поступает в кишечную полость, где начинается пищеварение. Затем клетки внутреннего слоя поглощают частицы пищи и продолжают их переваривать.

3. Питательные вещества усваиваются, а непереваренные остатки остаются в полости. Поскольку второго отверстия у гидры нет, остатки выходят обратно через ротовое отверстие. Так один и тот же путь служит для поступления пищи и удаления отходов пищеварения.

Ответ: стрекательные клетки обездвиживают рачка, щупальца подводят его ко рту, пища переваривается в полости и клетках внутреннего слоя, а остатки удаляются через рот.

Задача 3. Сравните жизненный цикл сцифоидной медузы и гидры: какие формы участвуют в размножении и почему медуза свободно плавает? Сначала определим, какие жизненные формы есть у каждого животного. Затем сравним способы размножения и связь строения со средой обитания.

1. У гидры основная жизненная форма — полип. Она может размножаться бесполым способом, например почкованием, а также половым способом. Отдельной медузной стадии в обычном жизненном цикле гидры нет.

2. У многих сцифоидных чередуются полип и медуза. Полип бесполым путём образует молодых медуз, а медузы размножаются половым способом и дают начало следующему поколению. Значит, в цикле участвуют обе формы, но способы размножения у них различаются.

3. Медуза свободно плавает, потому что её тело приспособлено к жизни в толще воды и может сокращаться, продвигая животное. Такое перемещение помогает расселяться и встречать добычу или партнёров. Полип, напротив, прикреплён и добывает пищу щупальцами поблизости.

Ответ: гидра обычно существует как полип и размножается почкованием и половым способом; у сцифоидных полип образует медуз, а медузы размножаются половым способом. Медуза плавает благодаря сокращениям тела и жизни в толще воды.

Типичные ошибки

Кишечнополостных иногда называют одноклеточными из-за простого строения. Простота организации не равна малому числу клеток: тело кишечнополостного многоклеточное, а клетки специализированы. Проверка простая: спросите себя, выполняют ли все части тела одну и ту же работу. Разные функции клеток подтверждают многоклеточное строение.

Кишечную полость принимают за настоящий кишечник, потому что в ней переваривается пища. Но у неё только одно отверстие, через которое пища входит и остатки выходят. Проверить себя можно, проследив путь пищи: если отдельного выхода нет, речь идёт о пищеварительной полости, а не о сквозном пищеварительном тракте.

Щупальца и стрекательные клетки иногда считают одним и тем же. Щупальце — часть тела, которая помогает захватить добычу, а стрекательные клетки находятся в его покрове и выбрасывают нить. Чтобы не смешивать понятия, проверьте, о чём говорится: о целом выросте или о специализированной клетке внутри его покрова.

Полипа и медузу могут принимать за разных животных, потому что их внешний вид и образ жизни сильно различаются. Однако это жизненные формы кишечнополостных, а у ряда видов они сменяют друг друга в цикле развития. Проверьте себя по признакам: полип прикреплён, медуза плавает; различие форм само по себе не доказывает, что это разные типы животных.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в кишечнополостных, нужно знать, чем многоклеточный организм отличается от одноклеточного, и понимать, что клетки могут специализироваться. Эта тема подготавливает к изучению других беспозвоночных и усложнения органов в ходе эволюции. Чередование полипа и медузы помогает понять смену поколений у животных. Знания о гидрах, медузах и кораллах пригодятся при изучении морских экосистем, коралловых рифов и связей между организмами.

Что запомнить

• Кишечнополостные — преимущественно водные многоклеточные животные.

• Их тело состоит из двух слоёв клеток и имеет лучевую симметрию.

• Пища поступает в кишечную полость и удаляется через единственное ротовое отверстие.

• Стрекательные клетки служат для защиты и захвата добычи.

• Полип ведёт прикреплённый образ жизни, а медуза — свободноплавающий.

• Кишечнополостные размножаются бесполым и половым способами.

• У ряда видов происходит чередование полипа и медузы.