fbpx

Каталог статей

Каталог статей для размещения статей информационного характера

Аквариум

The Meat Of The Matter” Рональда Л. Шимека, доктора философии.

Без кейворда

Мясо материи

Когда мы думаем о животных, то считаем некоторые вещи само собой разумеющимися. В прошлом месяце я говорил о том, что иглокожие – очень странные животные, потому что они, помимо всего прочего, приспособились к радиальной симметрии, полученной вторичным путем. Как только они метаморфируют из личинки в ювенильное животное, они становятся радиально симметричными, отказавшись от билатеральной симметрии, присущей большинству животных. Всем нам знакома поговорка: “Красота – это только кожа”. Возможно, мое предположение о странности иглокожих основано лишь на поверхностном внешнем виде, который имеет мало общего с реальной естественной историей или свойствами животного. Возможно, при детальном рассмотрении окажется, что они очень похожи на всех других животных внутренне или по своему поведению и другим атрибутам жизненной истории.

Ни малейшего шанса! Если уж на то пошло, то внутри эти животные более странные, чем снаружи (Hyman, 1955; Kozloff, 1990, Ruppert et al., 2003). Когда мы думаем об обычных животных, таких как черви, рыбы, насекомые, улитки или ракообразные, все они обладают определенным набором свойств. Концепция “животности” кажется консервативной для большинства людей. Когда группа животных, таких как губки или, если на то пошло, морские анемоны или кораллы, значительно отклоняется от этих предубеждений, могут возникнуть вопросы о том, являются ли они “настоящими” животными. Это привело к появлению таких названий, как “цветочные животные” или “морские анемоны”, названия, которые указывают на основную путаницу в отношении типа организма, который так назван. На протяжении всей истории человечества возникали вопросы о том, к какому типу жизни относятся такие нетипичные организмы. Например, только в конце 1700-х годов губки были признаны животными, и это подтверждение пришлось ждать результатов микроскопического исследования их клеточной структуры.

Эта основная путаница в вопросе о том, что нужно, чтобы считаться животным, возникла в результате довольно слабого “чутья” на то, какие характеристики необходимы, чтобы отделить животных от всех других живых существ. Хотя может показаться, что сделать это достаточно просто, решить, что представляет собой “животность”, основываясь на общем внешнем виде организма, очень сложно. Это объясняется тем, что животных очень много, и многие из них странные и незнакомые. Это обилие странностей привело к довольно простому определению того, что такое животное, по принципу “наименьшего общего знаменателя”. Хотя с годами это определение немного изменилось, оно довольно простое и понятное. В нашем сегодняшнем понимании животные – это многоклеточные организмы, клетки которых не имеют стенок из целлюлозы или хитина и не способны к фотосинтезу. Такое определение является намеренно широким, но оно достаточно хорошо подходит для определения животного царства. Это определение было создано и разработано как для исключения некоторых организмов, таких как слизистые плесени и различные формы жизни, которые раньше назывались простейшими, так и для включения других. Интересно, что для подтверждения обозначения “животное” требуется микроскопическое наблюдение клеток организма. Таким образом, невооруженным глазом невозможно однозначно определить, что любой “странный” организм является животным. Аналогичные и столь же специфические определения были даны для растений, грибов и различных других групп.

Тем не менее, хотя такие определения хорошо работают для биологов, они не могут быть использованы и не используются большинством “нормальных” людей. Большинство людей смотрят на организм, и если он двигается и ест, то он считается животным. Консервативное и предвзятое определение животного как “подвижного и движущегося организма” довольно хорошо работает для большинства животных, которых мы видим вокруг нас. Оно вполне подходит и для большинства иглокожих. Однако им все равно не хватает многих характеристик, которые люди ассоциируют с животными.

Они действительно странные

Использование некоторых других характеристик в качестве эталонов также приводит к выводу, что иглокожие не являются нормальным типом животных. Например, люди часто характеризуют животных как “теплокровных” или “холоднокровных”. В основе этого, конечно же, лежит предположение, что у них есть кровь. Или, другими словами, у них есть кровеносная система с сердцем, которое перекачивает жидкость, которую мы можем назвать “кровью”. Эта система может принимать различные формы. Например, есть животные с одним сердцем, такие как насекомые, а есть животные с большим количеством сердец, такие как дождевые черви. Есть даже животные с хорошей кровеносной системой, у которых полностью отсутствует сердце, например, ленточные черви или немертины. Есть животные, такие как кальмары или млекопитающие, в кровеносной системе которых кровь полностью заключена в сосуды. Напротив, есть животные, такие как копеподы, в кровеносной системе которых вообще нет сосудов; их кровь просто омывает клетки и ткани. Есть животные, в кровеносной системе которых используются дыхательные пигменты на основе железа, есть животные, в кровеносной системе которых используются дыхательные пигменты на основе меди, а есть животные, в кровеносной системе которых вообще нет дыхательных пигментов. И еще есть иглокожие, у которых, похоже, вообще отсутствует система кровообращения.

Только этот фактор отличает иглокожих от большинства других животных. Они уникальны среди крупных животных тем, что у них отсутствует какая-либо специфическая система, которая, по-видимому, выполняла бы функции кровеносной системы. Некоторые структуры, по-видимому, произошли от систем кровообращения, например, так называемая “гемальная прядь” у морских ежей. К сожалению, в этой нити ничего не циркулирует. Но она красная и может содержать гемоглобин У некоторых морских огурцов довольно сложная система сосудов окружает кишечник и соединяет его со стенкой тела. Это могла бы быть хорошая система кровообращения, за исключением одной незначительной детали: никто не смог доказать, что в ней что-то циркулирует. Возможно, переваренная пища попадает через нее на стенку тела, но даже это сомнительно, и система не имеет истинного и определенного кровообращения.

И теперь мы можем видеть, куда мы направляемся, но только если у нас есть голова

Животные должны есть. Все определения того, что такое животное, сходятся в этом. Хотя у некоторых животных, таких как кораллы и их родственники, а также плоские черви, кишечник имеет только одно отверстие, наличие кишечника обычно означает, что у животных есть кишечная трубка с ртом спереди и анусом сзади. Чтобы иметь рот спереди и анус сзади, животные должны иметь и спереди, и сзади. Как я уже говорил в прошлом месяце, у большинства иглокожих нет ни переднего, ни заднего конца. Передний конец для большинства животных определяется как конец, несущий голову и рот. У большинства иглокожих рот открывается в середине одной поверхности тела. Эта поверхность может быть обращена вниз к субстрату, как у морских звезд или морских ежей, или вверх к вышележащей воде, как у криноидей. В любом случае рот находится только на “конце” животного у голотурий или морских огурцов.

Рисунок 1 . У криноидей, таких как изображенная здесь Cenometra bellis, рот и анус находятся на одной поверхности.

Рисунок 2 . Кроме криноидей, у всех ныне живущих иглокожих, таких как изображенный здесь морской еж Diadema, рот направлен вниз и расположен в центре ротового диска.

Обычно, когда у животных есть рот на одном конце, он находится в структуре, называемой “голова”, содержащей мозг и основные сенсорные структуры. Кроме того, мозг обычно дает начало основным шнурам или нервам, идущим к какой-либо другой части тела. Это не так у иглокожих; ни у одного иглокожего нет ничего, отдаленно напоминающего голову или мозг. Те иглокожие, у которых есть передний или задний конец, а это в основном морские огурцы, просто имеют отверстие для рта на одном конце, и, как правило, анус открывается на другом конце. Хотя вокруг рта могут быть сенсорные структуры, которые могут “пробовать” добычу на вкус, нет никаких конкретных и очевидных концентраций сенсорных структур, таких как глаза, сенсорные щупальца или сенсорные структуры, которые могут обнаруживать химические вещества, переносимые водой, рядом или в этом переднем конце. У них просто нет ничего, отдаленно напоминающего голову.

Рисунок 3 . Хотя морские огурцы, такие как этот Leptosynapta, имеют рот на одном конце и анус на другом, у них нет ничего похожего на голову.

У позвоночных животных, таких как рыбы, есть мозг, развившийся из переднего конца нервной трубки, расположенной над кишечником. Нервы отходят от мозга и питают область вокруг рта. В этом районе также находятся сенсорные структуры. Биологи любят говорить, что причина такого расположения заключается в том, что животным выгодно, чтобы их сенсорные структуры располагались в передней части животного. Это объясняется тем, что всегда лучше видеть, куда ты идешь, чем где ты был, чтобы избежать потенциальных проблем. Наличие сенсорной системы вокруг рта также имеет смысл; кажется очевидным, что организмы должны быть способны чувствовать, что они собираются съесть, прежде чем начать это есть. Радиально-симметричные животные обычно обитают на дне океана и являются сидячими или относительно медленно передвигающимися, или пелагическими животными. Хотя они могут быть очень хищными и даже иметь фоторецепторы, они обычно не охотятся за своей добычей визуально. Вместо этого они могут идти по запаховым следам к добыче или, как большинство морских звезд, просто беспорядочно перемещаться, пока не встретят приемлемый объект питания.

Аргументы о том, почему у животных есть голова на переднем конце, действительно довольно убедительны. Хотя почти каждое подвижное животное имеет такое расположение, детали могут отличаться. Например, мозг позвоночных возникает из нервов над кишечником, в то время как мозг большинства других животных возникает из нервного кольца, окружающего горло или пищевод. У этих беспозвоночных животных основные нервные шнуры, идущие к задней части животного, обычно проходят по середине нижней части тела, а не в виде трубки по спине. Тем не менее, у большинства животных есть голова, на которой расположены своего рода световые рецепторы или глаза, своего рода “дальний” химический нюх, и часто тактильные органы, такие как щетинки.

Конечно, все сигналы, посылаемые таким сложным сенсорным оборудованием, как глаза и хеморецепторы, должны быть расшифрованы и проанализированы, что является основной функцией мозга. Без мозга, чтобы понять, что это за сигналы, не было бы смысла их воспринимать. Таким образом, отсутствие мозга у иглокожих сопровождается отсутствием всех этих сенсорных структур. У них не только нет мозга, но и любые скопления нервных клеток встречаются редко. Отсутствие признаков каких-либо скоплений нервных клеток, которые могли бы быть мозгом, и отсутствие каких-либо крупных сенсорных структур может создать впечатление, что иглокожие блуждают в темной, лишенной запаха вселенной. Такое впечатление было бы очень далеко от истины.

Хотя у этих животных в целом отсутствуют крупные явные сенсорные или нервные органы, они буквально усеяны сенсорными клетками различных типов, часто исчисляемыми тысячами на квадратный миллиметр. Хотя у них отсутствуют какие-либо специфические структуры, которые можно было бы определенно показать как хемосенсорные, можно сказать, что их все можно сказать, что все их тело является хемосенсорным. Многие иглокожие имеют пигментные пятна, соединенные с нервами в их теле. Такое расположение сходно с тем, которое встречается у других животных с настоящими, но примитивными, не формирующими изображение глазами. Из-за этого структурного сходства пятна, встречающиеся у иглокожих, называются оцеллами, или глазницами, но при воздействии на них света различной интенсивности не происходит никаких немедленных поведенческих изменений. Однако, что еще интереснее, многие иглокожие часто реагируют на яркие лучи света, направленные в любую точку их тела. Похоже, что фоторецепторы могут регистрировать или сигнализировать о таких вещах, как изменение продолжительности светового дня, но также похоже, что все тело может ощущать изменения в интенсивности света и вызывать поведенческие реакции на эти изменения.

Рисунок 4 . Упрощенная схема водопровода, связанного с основной частью амбулакральной системы морской звезды; все остальные части тела удалены. Рот звезды находится в центре кольцевого канала. Радиальные каналы простираются до кончиков рук звезды.

Несмотря на отсутствие определенной нервной структуры, многие иглокожие обладают большим количеством относительно сложных форм поведения. Как это поведение вызывается и регулируется без мозга – вопрос, который уже несколько лет обсуждается эхинодерматологами. Возможно, лучшее объяснение, данное несколько лет назад доктором Ричардом Стратманном, известным исследователем иглокожих, заключается в том, что вся нервная система может функционировать как ассоциативная и регуляторная структура. Другими словами, животному не нужна специализированная область, выполняющая роль мозга, потому что в реальном смысле все животное это мозг.

И становится хуже или лучше

Базовая структура тканей, составляющих тело иглокожих, необычна. Обычно у животных соединительные ткани и соединительнотканные белки отличаются прочностью и жесткостью. Эти соединительные ткани образуют такие структуры, как сухожилия и связки позвоночных и жесткие склеропротеины беспозвоночных. При приготовлении соединительные ткани такого типа часто носят общее название “хрящ” – термин, который навевает мысли о висцеральном понимании их консистенции и состава. И снова иглокожие пошли своим путем. У них не только нет этого стандартного типа соединительной ткани, у них есть уникальный тип материала, называемый “мутабельной соединительной тканью” или “ловчей соединительной тканью”. В зависимости от ионного заряда в жидких пространствах тела, этот материал может быть жестким и прочным или иметь консистенцию жидкого желатина. И он может переходить из одного состояния в другое за считанные секунды. (Перейдите по этой ссылке и рассмотрите первое изображение в статье, чтобы увидеть некоторые визуальные свидетельства этой интересной ткани).

Если подвижная соединительная ткань находится в “запертом” состоянии, например, когда позвоночник морского ежа держится строго вертикально, она фактически неподвижна. Когда она переходит в жидкое состояние у некоторых морских огурцов, животное буквально распадается, поскольку его соединительная ткань разжижается. Человек, держащий в это время животное в руках, почувствует, как образовавшаяся слизь, которая за несколько секунд до этого была морским огурцом, течет сквозь пальцы, как густая слизь.

До сих пор в этой колонке я потратил некоторое время на сравнение иглокожих с другими животными и обычно указывал, что у иглокожих нет такого-то органа или такой-то структуры. Однако существует предел применимости такого рода негативных сравнений. Без чего-то, составляющего их тело, они должны были бы существовать просто как пустота в пространстве, где нет ничего другого. Поскольку это явно не так, то как именно устроены эти животные, и какие уникальные органы или структуры, если таковые имеются, у них есть? С точки зрения биолога, изучающего сравнительную морфологию, вся конструкция иглокожих довольно своеобразна. Однако не стоит придавать этому слишком большое значение. В зависимости от того, кто и по каким критериям ведет подсчет, существует от 40 до 50 основных групп животных, называемых филами, и каждая из них имеет свой уникальный план тела и внутренние структуры. В некотором смысле, животные в каждом таком филуме могут быть названы “весьма своеобразными”. Тем не менее, как читатель, возможно, уже догадывается, строение иглокожих более своеобразно, чем у большинства других.

Где мясо?

Можно сказать, что животные состоят из тканей и пространств, или “пустот”, внутри этих тканей. У некоторых наземных организмов некоторые из пустот, например, легкие позвоночных или трахеи насекомых, заполнены воздухом, но у большинства животных пустоты заполнены жидкостью. У большинства морских животных эти заполненные жидкостью пространства представляют собой важный вторичный компонент морфологии каждого животного. Эти пространства имеют два совершенно разных происхождения. Самое большое пространство у многих животных – это объем внутри кишечника. Однако в реальности полость кишечника вообще не находится внутри животного. Скорее, это удлиненный участок внешней среды, окруженный выстилкой кишечника и закрытый с обоих концов, подобно отверстию в вытянутом пончике. Другие пространства, истинные полости тела, внутри животных находятся внутри фактической структуры тела, между внешней поверхностью эпидермиса тела и внутренней наружной поверхностью выстилки кишечника.

У большинства животных эти пространства тела не определяют животное. Они могут быть относительно большими, как кровеносная полость у членистоногих и полость тела, или “coelom”, у щетинковых червей, или маленькими, как внутренняя часть гонад у моллюсков, но все они обладают одним свойством: форма животного и относительная “функциональность” тела определяются чем-то другим, например, экзоскелетом членистоногих, раковиной большинства моллюсков или мускулистым телом аннелид. Лишь в некоторых группах животных, таких как сипункуланы, форма и относительный состав полости тела оказывают основное влияние на естественную историю животного.

Конечно, читатель, вероятно, уже ожидает, что я скажу, что полость тела иглокожих оказывает большое влияние на все аспекты биологии животного. Я мог бы это сказать, но это было бы банально. Действительно, невозможно выделить одну систему органов или одну функциональную единицу живого организма и сказать, что та или иная структура важнее другой. Животные – это функциональное целое, и для выживания организма необходимо наличие всего целого и всех его составных частей. Тем не менее, значимость полости тела и ее производных у иглокожих, по сравнению со всеми другими животными, указывает на то, что развитие этих полостей и образовавшихся структур было одной из наиболее интересных тем в их эволюции.

В отличие от большинства животных, которые имеют одну или две полости тела, иглокожие имеют производные по меньшей мере шести полостей. Две из этих шести полостей – полость тела, окружающая кишечник, и полость, занимаемая опорно-двигательными органами, – являются крупными, и их проявления могут быть заметны рифовым аквариумистам, внимательно рассматривающим иглокожих в своих аквариумах. Например, кожные жабры морских звезд, показанные на рисунке 4 выше, представляют собой покрытые тонкой тканью расширения полости тела вокруг кишечника, которые выступают сквозь стенку тела и, предположительно, служат органами дыхания. Другие полости меньше и, хотя, вероятно, не менее важны для животного, они менее заметны.

Тело большинства животных достаточно прочное. Они состоят из тканей, и эти ткани прочны. В реальном смысле такие ткани – это мясо и кости животного. Из этого также следует, что полости тела многих животных представляют собой довольно прочные и очень устойчивые структуры. Брюшная или грудная полость млекопитающих – хороший пример. Хотя при перфорации или вскрытии, например, во время операции, полости могут обнажиться, они не разрушаются. Это происходит потому, что они окружены слоями прочных мышц, соединительной ткани или костей.

Если взять в качестве примера этих “нормальных” животных и использовать их типы полостей тела для иллюстрации или представления о полостях иглокожих, это введет в заблуждение. В то время как тело большинства животных состоит из тканей с полостями внутри них, иглокожие, похоже, построены из больших полостей, удерживаемых вместе и разграниченных тонкими слоями тканей. Таких слоев достаточно для поддержания целостности объемов или систем, которые они окружают, до тех пор, пока они поддерживаются водой. Эти ткани, однако, тонкие, пленочные и покровные, их исключительно легко разорвать, а если они ломаются или рвутся, животное часто погибает. Иглокожие, как правило, обитают в морской среде с полной соленостью. Быстрые изменения солености могут привести к осмотическому дисбалансу по обе стороны этих нежных мембран, что, в свою очередь, может вызвать их разрыв. Вот почему иглокожих необходимо содержать при полной океанической солености, и вот почему их нужно акклиматизировать очень медленно. Медленная акклиматизация позволяет ионным концентрациям по обе стороны этих мембран стать физиологически сбалансированными. Это уравновешивание требует времени, но, если все сделано правильно, предотвращает разрыв мембран, разделяющих различные отсеки полости тела, и животное выживает.

Рисунок 5 . Это модифицированный фотомикрограф поперечного среза руки маленькой морской звезды. Для получения этого изображения ювенильная морская звезда была законсервирована, а затем нарезана на очень тонкие срезы. Срезы были установлены на предметные стекла микроскопа, и этот снимок был сфотографирован через микроскоп. Некоторые структуры были помечены. Косточки находятся в стенке тела, а пилорические цекалии являются ответвлениями от кишечника. Амбулакральная система рассматривается ниже. Различные части полостей тела окрашены в синий, фиолетовый и зеленый цвета и обозначены соответствующим образом. Обратите внимание на большую протяженность полостной системы. Диаметр этой руки составлял около 6 мм (1/4 дюйма). У более крупных животных стенки тела пропорционально намного тоньше, и полости заполняют еще большую часть животного. Что еще более важно, обратите внимание на все участки, выделенные красным цветом. Это места, где ткани были разорваны при изменении солености, которое произошло во время консервации животного. Подобные изменения происходят в аквариумах, если животные не акклиматизируются очень медленно, и приводят к гибели животного.

Гидрососудистая система

Отделение полости тела, которое занимает система передвижения и сбора пищи иглокожих, называется гидроваскулярным, или амбулакральным, кишечником, а сама система обозначается двумя синонимичными терминами – гидроваскулярная или амбулакральная системы. Это сложная система гидравлики относительно высокого давления, не имеющая аналога ни у одного другого животного. В самом общем смысле амбулакральная система состоит из заполненных жидкостью трубок и сосудов вместе с мышечными клапанами для управления и изоляции частей себя, но такое описание вряд ли делает ее справедливой.

Амбулакральная система, вероятно, лучше всего объясняется в контексте ее анатомии и функциональности у морской звезды. Основную систему легко описать. Внутри животного, вокруг рта, находится круглая трубка, называемая кольцевым каналом, структура, чем-то напоминающая внутреннюю трубу. От него к противоположной поверхности животного идет тонкая трубка – каменистый канал, заканчивающийся перфорированной известковой пластинкой – мадрепоритом, который часто виден на верхней поверхности морских звезд. Длинная прямая трубка, называемая радиальным каналом, проходит от кольцевого канала в каждый луч. Кроме того, к кольцевому каналу присоединяются большие мешочки, называемые “полиантовыми везикулами”; они могут выполнять функцию гидравлических резервуаров. Радиальные каналы имеют слепое окончание и заканчиваются на концах лучей. Вдоль всего радиального канала отходят пары небольших боковых каналов, по одному с каждой стороны от радиального канала. Эти маленькие каналы выстланы круговыми мышцами, которые могут сокращаться и закрываться. Каждый из этих каналов заканчивается одним из локомоторных органов морской звезды – трубчатой ногой. Трубчатая ножка по форме напоминает пипетку или пипетку для глаз. Она имеет мускулистую луковицу или ампулу в верхней части и длинную цилиндрическую трубку, выступающую из животного. Цилиндрическая трубка имеет несколько наборов мышц, окружающих ее, и заканчивается плоской подушечкой, выстланной клейкими железами.

Рисунок 6 . Упрощенная схема водопровода, связанного с основной частью амбулакральной системы морской звезды; все остальные части тела удалены. Рот морской звезды находится в центре кольцевого канала. Радиальные каналы простираются до кончиков рук звезды.

Локомоция осуществляется путем закрытия клапана, изолирующего трубчатую ногу от радиального канала. Это изолирует трубчатую ножку как гидравлическую единицу. Мышцы, окружающие ампулу, расслабляются, а мышцы по всей длине ножки трубки сокращаются. Это сокращает трубчатую ножку и выталкивает внутреннюю жидкость в луковицу в верхней части ножки, тем самым расширяя ее. Небольшие мышцы по бокам стопы сокращаются с одной стороны и расслабляются с другой. В результате стопа сгибается в направлении сокращенной мышцы. В этот момент мышцы по всей длине стопы расслабляются, а мышцы-пронаторы, окружающие луковицу, сокращаются. Это сокращение заставляет жидкость поступать в трубчатую стопу, расширяя ее, как маленький наполненный водой шарик в форме сосиски. По мере расширения стопы мелкие постуральные мышцы, которые были растянуты по бокам стопы, позволяя ей сгибаться, сокращаются; одновременно их ранее сокращенные аналоги расслабляются. В результате стопа поворачивается по дуге. В нижней части дуги адгезивная подушечка соприкасается с основанием и приклеивается к нему. Когда мышца, вызывающая поворот, продолжает сокращаться, она тянет животное за стопу. Когда лапка отрывается от субстрата в начале взмаха вверх, из клейкой подушечки выделяются другие химические вещества, и она отклеивается. Теперь лапка начинает качаться вверх, и цикл начинается заново.

Рисунок 7 . Последовательность действий мышц во время одного цикла работы трубчатой стопы. На этапе 3 лапка прикрепляется к субстрату с помощью железистой секреции, а на этапе 4 – освобождается.

Подумайте о координации, необходимой для выполнения этого действия одной трубчатой ногой. Затем подумайте о том, что у крупной морской звезды может быть 40 000 трубчатых ног, и все они работают вместе, чтобы перемещать животное. А затем подумайте о том, что все эти движения координируются и контролируются без участия мозга!

Рисунок 8 . Трубчатые ножки на нижней стороне лучей подсолнечной звезды, Pycnopodia helianthoides . Эти ножки – одно из внешних проявлений амбулакральной системы.

Гидрососудистая система – это заполненная жидкостью система, но жидкость в ней не является морской водой. Жидкость активно перекачивается в систему через тонкие ткани, составляющие стенки трубок. Эта перекачка осуществляется клетками, выстилающими ткань. Они физиологически закачивают ионы калия в трубки и одновременно выкачивают другие ионы. В результате накачивания создается внутреннее давление воды, которое поддерживает трубку в плотно надутом состоянии. Аквариумисты, забывающие, что морские звезды и другие иглокожие нуждаются в медленной, постепенной акклиматизации к изменениям солености, часто задаются вопросом, что не так с их новым питомцем. Они сообщают, что животное выглядит “нормально”, оно просто не двигается. Ну, да. Оно не может двигаться. Быстрые изменения солености привели к значительному ионному дисбалансу, который разрушает тонкую внутреннюю водопроводную систему. Животное не может восстановить давление, необходимое для движения, и умирает на месте.

Рисунок 9 . Звезда-подушка умеренного климата, Ceramaster arctica . Белая структура в центре верхней поверхности – это мадрепорит, или ситовидная пластинка, которая соединяет амбулакральную систему с внешней.

Локомоция иглокожих почти полностью обеспечивается амбулакральной системой. Это еще одна странность группы. Иглокожие – животные умеренного размера, а большинство животных такого размера обладают развитой мускулатурой и передвигаются с помощью тех или иных придатков, использующих рычаги. Хотя некоторые иглокожие, в частности, ломкие звезды, передвигаются почти полностью за счет прямого мускульного воздействия, подавляющее большинство передвигается с помощью мышц амбулакральной системы.

Что же делает эхинодерму эхинодермой?

Ихинодермы, как и все животные, представляют собой сумму своих частей, и даже больше. Все различные странности строения иглокожих объединяются, чтобы создать животных, которые очень странны и, тем не менее, притягивают взгляд. Они настолько странные, что часто вызывают восхищение.

Очевидно, что это животные, не похожие на других. Может показаться, что такие различия сделают их редкими или незначительными. В конце концов, если их эволюционный путь привел к появлению важных или успешных животных, то вполне резонно было бы ожидать, что в океанах появится множество подражателей – животных, которые были “почти морскими звездами”. Существуют прецеденты именно такого “копирования”, которое называется конвергентной эволюцией. Например, вымершие рептилии, называемые ихтиозаврами, а также ныне живущие морские свиньи и акулы имеют одинаковую форму тела. Точно так же колибри, мотыльки-сфинксы и парящие летучие мыши имеют одну и ту же основную форму и схему полета, которая облегчает получение нектара и пыльцы из глубоких, трубкообразных цветков. Увы, ни одно животное не подражает иглокожим, и, похоже, нет ни одного близкого родственника этой группы в целом. Хотя они и находятся в отдаленном родстве с такими животными, как позвоночные, с одной стороны, и кораллы – с другой, они действительно не похожи ни на одну другую группу. Кроме того, похоже, что нет примеров конвергентной эволюции в сторону иглокожих в какой-либо другой группе.

Это может свидетельствовать о том, что они редки и малозначимы. На самом деле, ситуация прямо противоположная. Их часто очень много, и в большинстве морских донных сообществ они являются доминирующими животными. Во многих экосистемах их деятельность структурирует и поддерживает все остальные популяции животных. Более того, они сохраняют этот уровень экологического доминирования в течение очень долгого времени. Иглокожие были доминирующими формами жизни на дне океана на протяжении как минимум 300 000 000 лет, и нет никаких признаков того, что это изменится в ближайшее время (Tasch, 1973).

Рисунок 10 . Было доказано, что пастьба морских ежей Diadema играет чрезвычайно важную роль в структурировании коралловых рифов. Если удалить ежей с рифа, то за очень короткий промежуток времени риф может превратиться из зоны с преобладанием кораллов в зону с преобладанием водорослей. (См.: Ноултон, 2001).

В следующем месяце я расскажу о разнообразии иглокожих и сделаю краткие заметки о том, как содержать некоторые из распространенных форм в аквариумах. В природе коралловые рифы, которые мы пытаемся имитировать в наших аквариумах, в значительной степени поддерживаются в знакомой нам форме благодаря действиям многих иглокожих, и им тоже есть место во многих аквариумах.

Хайман, Л. Х., 1955. Беспозвоночные. Том 4. Echinodermata, кишечнополостные Bilateria. McGraw-Hill Book Company. N. Y. 763. pp.

Ноултон, Н. 2001. Восстановление морских ежей после массовой гибели: Новая надежда для коралловых рифов Карибского бассейна? Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98:4822-4824.

Козлов, Е. Н. 1990. Беспозвоночные. Saunders College Publishing. Филадельфия. 866 стр.

Рупперт, Е. Е., Р. С. Фокс и Р. Д. Барнс. 2003. Invertebrate Zoology, A Functional Evolutionary Approach . 7 th Ed. Brooks/Cole-Thomson Learning. Belmont, CA. xvii +963 pp.+ I1-I26pp.

Tasch, P. 1973. Paleobiology of the Invertebrates . John Wiley and Sons. Нью-Йорк и Лондон. 946 стр.

См. раздел “Ссылки” в первой колонке этой серии.

Source: reefkeeping.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *