§ 5. Подцарство Многоклеточные. Тип Кишечнополостные

Определения и обозначения

Подцарство Многоклеточные объединяет животных, тело которых состоит из множества клеток. В отличие от одноклеточного организма, где одна клетка выполняет все жизненные функции, у многоклеточного клетки могут специализироваться и работать вместе. Их группы образуют ткани, а ткани — органы, выполняющие определённые задачи. Такое разделение позволяет организму выполнять разные функции одновременно.

Кишечнополостные — водные многоклеточные животные, для которых характерны лучевая симметрия и кишечная полость. К ним относятся гидры, медузы и коралловые полипы. Кишечная полость служит местом, где начинается переваривание пищи. Сочетание этих признаков помогает отличить кишечнополостных от других групп животных.

Лучевая симметрия означает, что части тела расположены вокруг центральной оси, а через неё можно провести несколько плоскостей, делящих тело на сходные части. Такое строение удобно животному, которое мало перемещается или дрейфует: оно может воспринимать пищу и опасность с разных сторон. Поэтому у кишечнополостных нет выраженной передней и задней частей тела, как у многих активно движущихся животных.

Стрекательные клетки — особые клетки, внутри которых находится свёрнутая нить с ядовитым или удерживающим веществом. При прикосновении нить быстро выбрасывается и помогает обездвижить добычу либо отпугнуть врага. Эти клетки особенно многочисленны на щупальцах, которыми животное касается добычи. Значит, они нужны не только для защиты, но и для питания.

Как это устроено

Стенка тела кишечнополостного образована наружным и внутренним клеточными слоями, между которыми находится студенистое вещество. Наружный слой соприкасается с водой и содержит, в частности, клетки для защиты и восприятия раздражений. Внутренний слой выстилает кишечную полость и участвует в пищеварении. Студенистая прослойка разделяет слои, поддерживает форму тела и у медуз образует значительную часть их мягкого тела.

Кишечная полость сообщается с внешней средой одним отверстием, потому что тело устроено просто и не имеет отдельного сквозного пищеварительного канала. Через это отверстие добыча попадает внутрь, а после переваривания через него же удаляются остатки. Ротовое отверстие окружено щупальцами, которые помогают подвести пищу. Поэтому одно и то же отверстие выполняет две противоположные функции в разное время.

Пищеварение начинается после того, как добыча оказывается в кишечной полости: клетки выделяют вещества, расщепляющие пищу на более мелкие части. Затем клетки внутреннего слоя захватывают эти частицы и переваривают их внутри себя. Полученные питательные вещества используются клетками организма. Такой способ сочетает пищеварение вне клеток и внутри них.

Нервная система кишечнополостных представляет собой сеть нервных клеток, распределённых по телу. Она воспринимает раздражения, например прикосновение или изменение условий вокруг, и передаёт сигналы другим клеткам. Благодаря этому животное может сокращать тело и щупальца в ответ на воздействие. Головного мозга нет, потому что нервная сеть не собрана в единый управляющий центр.

Полип и медуза — две формы тела, которые встречаются у разных кишечнополостных, а у некоторых видов сменяют друг друга в жизненном цикле. Полип обычно цилиндрический, прикреплённый, его ротовое отверстие и щупальца направлены вверх. Медуза имеет форму зонтика, плавает в воде, а рот и щупальца расположены снизу. Такое различие связано с образом жизни: полип ловит проплывающую добычу с неподвижного места, а медуза перемещается в толще воды.

Сравнение основных групп кишечнополостных

Сначала сравнивайте не один, а несколько признаков: типичную форму, образ жизни и наличие стадии медузы. Например, название группы не всегда подсказывает, в какой форме находится конкретный представитель. Таблица показывает общие особенности групп, но у отдельных видов возможны отличия.

Разбор задач

Задача 1

Животное живёт в воде, имеет щупальца вокруг ротового отверстия и лучевую симметрию. Нужно определить, относится ли оно к кишечнополостным. Проверяем признаки вместе: одного наличия щупалец для вывода недостаточно, поскольку похожие органы могут быть и у других животных.

1. Отмечаем, что животное водное и многоклеточное: это соответствует общей характеристике кишечнополостных.
2. Проверяем лучевую симметрию — расположение частей тела вокруг центральной оси. Этот признак характерен для типа.
3. Сопоставляем ротовое отверстие и окружающие его щупальца с устройством тела кишечнополостных. Все описанные особенности согласуются друг с другом.

Ответ: по совокупности признаков животное можно отнести к кишечнополостным. Для более точного определения вида потребовались бы дополнительные особенности строения.

Задача 2

Проследим путь добычи у гидры от захвата щупальцами до переваривания и удаления остатков. Здесь нужно соединить работу стрекательных клеток с устройством пищеварительной системы. Не следует искать отдельное отверстие для удаления отходов: у гидры его нет.

1. Добыча касается щупалец, и стрекательные клетки выбрасывают нити, удерживая или обездвиживая её.
2. Щупальца подводят добычу к ротовому отверстию, через которое она попадает в кишечную полость.
3. В полости пища частично расщепляется, затем клетки внутреннего слоя захватывают её частицы и завершают переваривание внутри себя.
4. Непереваренные остатки выводятся через то же ротовое отверстие, через которое поступила пища.

Ответ: щупальца захватывают добычу, пища проходит через рот в кишечную полость, переваривается сначала там, а затем внутри клеток; остатки выходят наружу через рот.

Задача 3

Сравним гидру, медузу и коралловый полип по форме тела и образу жизни, а затем выясним, какие из них относятся к полипам. Важно не считать слова «полип» и «медуза» названиями разных типов: это формы тела кишечнополостных. Сравнение строим по положению животного в воде и направлению ротового отверстия.

1. Гидра имеет вытянутое тело, обычно прикрепляется к поверхности; рот и щупальца направлены вверх. Это форма полипа.
2. Медуза свободно плавает, тело похоже на зонтик, рот и щупальца находятся снизу. Это медузная форма.
3. Коралловый полип прикреплён к субстрату и имеет щупальца вокруг ротового отверстия, обычно направленного вверх. Кораллы могут образовывать колонии.

Ответ: к полипам относятся гидра и коралловый полип, а медуза относится к медузной форме. При сравнении учитывают и форму тела, и образ жизни.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что у кишечнополостных есть отдельные вход и выход пищеварительной системы. Такое представление часто возникает из-за сравнения их с животными, у которых пищеварительный тракт сквозной. У кишечнополостных одно отверстие служит и для поступления пищи, и для удаления остатков. Проверьте себя вопросом: есть ли в описании отдельное анальное отверстие? Если нет, не нужно его додумывать.

Полип и медуза — не разные типы животных, а разные формы тела. Их путают, потому что названия звучат как названия отдельных животных, а некоторые кишечнополостные проходят обе стадии развития. Чтобы проверить ответ, сравните форму и образ жизни: полип чаще прикреплён, медуза свободно плавает. Учитывайте также, что не у всех видов встречаются обе формы.

Стрекательные клетки — не органы, а специализированные клетки. Их могут ошибочно считать только средством защиты, потому что они способны причинять вред врагу. Но они также удерживают и обездвиживают добычу, поэтому участвуют в питании. Проверка простая: спросите себя, как животное ловит пищу, и вспомните роль щупалец с такими клетками.

Лучевую симметрию нельзя называть двусторонней. Путаница появляется из-за того, что в обоих случаях тело можно мысленно разделить на части. При двусторонней симметрии обычно есть одна плоскость, делящая тело на правую и левую стороны, а у кишечнополостных части расположены вокруг центральной оси. Проверьте себя: можно ли провести несколько плоскостей через ось и получить сходные части? Если да, речь о лучевой симметрии.

Связь с другими темами

Для понимания многоклеточных организмов пригодятся знания о клетке, ткани и органе. Они помогают увидеть, как клетки кишечнополостных специализируются и взаимодействуют, хотя сложных органов у этих животных немного. Различия между одноклеточными и многоклеточными организмами показывают, как совместная работа клеток расширяет возможности животного.

Знакомство с кишечнополостными подготавливает к изучению разнообразия беспозвоночных. Сравнивая группы, можно замечать, как отличаются планы строения, способы передвижения и питания. Такие сравнения помогают понять, что сложность организма связана не только с размером, но и с устройством его тела.

Эти знания важны и для темы морских экосистем. Коралловые полипы создают рифы, которые становятся местом обитания и укрытием для множества организмов. Поэтому особенности жизни кишечнополостных помогают объяснить, как устроены сообщества морских животных.

Что запомнить

• Кишечнополостные — многоклеточные водные животные.
• Для большинства представителей характерна лучевая симметрия.
• Стенка тела образована наружным и внутренним клеточными слоями.
• Внутри тела находится кишечная полость с одним отверстием.
• Стрекательные клетки помогают захватывать добычу и защищаться.
• Полип обычно прикреплён к субстрату, а медуза свободно плавает.