Что такое биофильтраторы у губок
Живые губки непрерывно процеживают через тело воду. При этом в канальной системе губок создается сильный напор воды. Специальные наблюдения над одной из известковых губок (Leucan- dra aspera) показали, что у нее вода вытекает из устья со скоростью 7—8,5 см/с. У пресноводных губок из устьевых отверстий бьет хорошо заметная струя воды на расстояние 15—20 см.
Суточное количество воды, которое пропускает губка, в первую очередь зависит от ее величины и вида. Упомянутая известковая губка высотой около 7 см процеживает за сутки 22,5 л воды, несколько меньшего размера пробковая губка — 12 л, а большая колония морской кремнероговой губки (Callyspongia sororia) пропускает за сутки 1575 л воды.
Мелкие органические и неорганические частицы, взвешенные в толще воды, попадая через поры в организм губки, задерживаются в нем. Органические частицы усваиваются, а неорганические вновь выводятся наружу, постепенно оседая на дно. В этом заключается биологическая роль губок как фильтраторов, жизнедеятельность которых отражается на составе окружающей воды. Ряд опытов свидетельствует о большой фильтрационной способности губок.
Наблюдалось, например, что экземпляр пресноводной губки бодяги (Spongil- la lacustris, Ephydatia mulleri) величиной с палец за сутки очищает 3 л воды, замутненной 2 см3 молока. В другом случае отмечается, что эта же бодяга примерно такой же величины делает прозрачными за трое суток 3 л воды, наполовину смешанной с выжимкой из другой губки.
Особенно практически важное значение имеют губки в процессах самоочищения пресных водоемов от гниющих органических остатков и бактерий. Отмечено, что в реках, протекающих через большие города и индустриальные поселки, на некотором расстоянии от населенного пункта вода быстро очищается от многих загрязняющих ее веществ. В этом важная роль принадлежит губкам, которые здесь пышно развиваются, создавая своеобразный фильтрационный барьер.
Жизнь животных. Том первый. Простейшие. Кишечнополостные. Черви. Москва «просвещение» 1981
Губки. Классы: известковые, стеклянные, обыкновенные
Разделы: Биология
Цель: изучить тип губки, как первых животных, относящихся к многоклеточным.
Оборудование: таблицы по классификации губок, презентация «Губки». Видеофрагмент: «Регенерация губок».
Основные термины и понятия: многоклеточность, дифференциация клеток, хоаноциты, биофильтраторы, регенерация, симбиоз. Использован системный подход развивающего обучения.
I. Организационный момент
Настрой учащихся на урок.
II. Проверка знаний
Вместо точек подберите соответствующие слова
III. Рассказ учителя:
1. История открытия губок
Много ли мы знаем о губках? Да и большинство учебников упоминает губок как-то вскользь, не очень подробно и, похоже, не очень охотно. В чем же дело, почему так не повезло целому типу животных, довольно многочисленному и широко распространенному?
Зоологи до сих пор не знают точно, куда, в какое место животного царства поместить губок. То ли это колонии простейших, то есть одноклеточных организмов, то ли примитивные, но все же многоклеточные животные. Да и статус животных организмов губки получили только в 1825 г., а до этого их вместе с некоторыми другими сидячими животными относили к зоофитам – полуживотным, полурастениям.
Известковые губки известны с докембрия, стеклянные – с девона. В настоящее время большинство исследователей, вслед за Иваном Мечниковым, рассматривают в качестве предка губок гипотетическое животное – фагоцителлу. Об этом свидетельствует строение личинки губок, близкой к наиболее архаичным животным из подцарства фагоцителлообразных – трихоплаксам.
Однако Геккель считал, что губки произошли от воротничковых жгутиконосцев, в колониях которых возникли анатомические и функциональные различия.
Губки оказались слепой ветвью эволюции, от них никто не произошел.
 |
2. Многоклеточные животные – губки
– Предположите, какие особенности будут иметь губки в отличие от простейших? Используйте параграф 5 учебника, стр. 22. Выпишите особенности в тетрадь.
Дополнения учителя:
1. Наличие клеток хоаноцитов или воротниковых клеток со жгутиками, биение которых создает ток воды, необходимый для снабжения организма пищей и кислородом и для удаления двуокиси углерода и продуктов обмена. Хоаноциты некоторых сложно устроенных губок способны ежеминутно «перекачивать» объем воды, равный объему самой губки [2].
Поперечный срез через стенку тела губки 1 – устье, 2 – полость тела, 3 – каналы
2. Тело состоит в основном из студнеобразного вещества, внутри которого находится скелет из белка, углекислого кальция или кремнезема. Губки относятся к клеточному уровню организации
3. У губок имеется уже дифференциация клеток, но еще нет или почти нет координации между клетками, необходимой для организации их в ткани.
4. Клетки образуют очень рыхлый, непрочный комплекс, и если протереть губку через шелковое сито, то связи между ними можно совершенно нарушить, хотя сами клетки при этом не повреждаются. Затем клетки могут снова объединиться в комплекс, сходный с первоначальным.
5. Так как губки обладают рядом своеобразных морфологических особенностей, свойственных только этому, типу, их обычно считают боковой ветвью эволюционного ствола многоклеточных животных. Они произошли от жгутиковых независимо от других Metazoa и не дали начала никакому другому типу.
6. Живые губки напоминают кусок сырой печенки; обычно они имеют грязно-коричневую окраску, слизистую поверхность и неприятный запах.
7. Губки – сидячие организмы различной величины от 1 см до 2 м в высоту; они могут образовать плоский нарост, могут быть шаровидными, веерообразными или иметь форму чаши или вазы.
Три типа строения тела губок: темной полосой обозначен слой хоаноцитов
8. Большинство губок гермафродиты. Размножение половое и бесполое. Бесполое размножение происходит путём почкования, иногда и внутреннего. Почки, образующиеся на теле, как правило, не отделяются от материнского организма, что приводит к появлению колоний самой причудливой формы.
9. В половом процессе сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку; из яйца выходит личинка, некоторое время плавающая в воде, а затем прикрепляющаяся ко дну.
11. Губки медленно и слабо отвечают на разные раздражения, так как в их теле нет нервных клеток.
12. Получение кислорода и выделение продуктов диссимиляции совершается через внутреннюю и наружную поверхности тела.
13. Пищеварение, как и у простейших, внутриклеточное.
14. Разложенные в результате пищеварения вещества частично диффундируют в другие клетки и там усваиваются, а частично ассимилируются на месте.
15. Губки обладают большими возможностями к регенерации. Живая губка может быть разрезана на много кусков, и каждый кусок сохраняет жизнедеятельность.
IV. Самостоятельная работа учащихся с обобщающей схемой на доске
Дополните недостающие звенья в обобщённой схеме процессов характерных для одноклеточных и многоклеточных организмов:
V. Самостоятельная работа учащихся с текстом учебника стр.23
Слайд 5. Классификация губок
Используя текст учебника, составьте схему классификации губок. Найдите отличия в характеристике классов губок.
Схема для проверки выполненного задания.
VI. Знаете ли вы?
Где применяется губка? Слайд 20
История применения губки
1. Туалетная губка в древнем Риме.
Туалетной бумаги древние римляне не знали, вместо нее использовали простое приспособление – обычную средиземноморскую губку на палочке.
Немного о губке. Это морское беспозвоночное животное, скелет которого состоит из кремнезема, или кремнезема и спонгина, или одного спонгина. Вот этот скелет используют люди с древних времён.
В высушенном состоянии он твердый и ломкий, но если намочить – губка становится мягкой и хорошо держит воду. Кроме того, в виду присутствия в тканях антисептических веществ губка обладает бактерицидными свойствами [5]
Срок «жизни» банной губки в современных условиях у одного хозяина – пара месяцев. Губки до сих пор – предмет промысла, и на рынках почти всех стран Средиземноморья можно увидеть развалы губок.
Судя по свидетельствам современников, губки находились в общем пользовании (было бы странно представить римлянина, несущего в общественный туалет личную губку). В помещении туалета обычно стоял сосуд – ведро или таз, чаще из камня, в котором находились несколько губок. Предполагается, что до и после использования ее следовало помыть в небольшом канале с проточной водой, который обычно устраивался в центре туалета. В приличном туалете за губками присматривал служитель.
Маленький частный туалет в банном комплексе на римской вилле
1) Губки представляют чрезвычайно удобное убежище для других организмов, и целый ряд мелких водных обитателей использует их поры в качестве жилищ. Здесь надо, прежде всего, назвать личинку сетчатокрылого – сизиры (Sisyra fuscata), имеющую 4,5 мм в длину, черно-бурого цвета. Кроме того, губки дают приют некоторым видам ручейников (Hydropsyche ornatula), хирономид (Glyptotendipes), водных клещей (Unionicola crassipes) и др. Постоянными комменсалистами губок являются некоторые виды инфузорий и коловраток. Иногда губки живут в тесном сожительстве с мшанками, причем эти организмы даже прорастают друг друга.
2) Губки – активные биофильтраторы, некоторые из них способны пропускать через свое тело десятки и сотни литров воды в сутки.
3) Случается, что губки, разрастаясь в водоемах, приносят некоторый, правда небольшой, вред.
4) Наблюдали, что они засоряли отверстия водопроводных труб и таким образом нарушали работу водопроводных сооружений.
5) Днища деревянных судов могут обрастать губками, что препятствует быстроте их движения.
6) В рыбоводных прудах бодяга считается нежелательной. При сильном развитии она портит воду, придавая ей неприятный запах и вкус.
2. Используется губка бодяга в медицине.
У человека при контакте с губкой может развиться сильный зуд и слабый отек пальцев, возможно обусловленный гистаминоподобным действием экстракта из губки.
Под конец упомянем о японцах. Они, как всегда, «впереди планеты всей», завели у себя плантации туалетных губок, и те, кому в голову пришла такая благая мысль, явно не прогадали. Зарабатывают хорошо.
VII. Проверка усвоения материала. Заполнение кроссворда
1. Глубоководные формы губок высотой до 50 см. Скелетные иглы содержат кремний. Окраска тела – белая, серая, жёлтая или коричневая.
2. Закономерное, правильное расположение частей тела относительно центра у многоклеточных животных.
3. Губки, имеющие известковый скелет, обитающие на мелководье морей и океанов. Окраска желто-серая.
4. Образ жизни животного, когда оно прикреплено неподвижно к субстрату (каменное дно или крупный предмет).
5. Губка, используемая человеком в медицине для лечения ревматизма, ушибов, синяков.
6. Губки, имеющие кремниевый скелет. Окраска разнообразная. Могут достигать размеров до 1 метра.
7. Одноклеточная водоросль, встречающаяся в цитоплазме губок обеспечивающая ее кислородом.
8. Клетки, выполняющие индивидуальную функцию.
9. Скелетные образования, имеющиеся в студенистом веществе тела губок.
Приложение 1
Слайд 9. Симбиоз губок с другими организмами
Очень многие животные, встречающиеся на поверхности и внутри губок, вступают с ними в безобидные или обоюдовыгодные отношения. Таковы многие ракообразные, некоторые многощетинковые черви (полихеты), змеехвостки и др. Нередко в тканях губок откладывают яйца другие животные, например мелкие головоногие моллюски, многощетинковые черви, некоторые рачки, рыбы и т. д. Известным примером симбиоза служит сожительство рака-отшельника с пробковой губкой (Suberites domuncula). Губка поселяется на небольшой пустой раковине брюхоногого моллюска; в эту же раковину залезает молодой рак-отшельник, пользующийся ею для защиты своей мягкой задней части тела. Постепенно вся раковина обрастает губкой, свободным остается лишь вход в жилище рака-отшельника. С ростом губки растет и рак-отшельник. В результате внутри губки образуется спиральная полость, в которой живет рак-отшельник, выставив наружу переднюю вооруженную клешнями часть тела. При необходимости он может полностью скрываться внутри губки. Такой симбиоз выгоден обоим животным: рак-отшельник имеет надежное убежище, а губка получает возможность передвижения. [1]
Рак-отшельник с пробковой губкой
Следует подчеркнуть, что биологические взаимоотношения ракообразных и губок очень разнообразны. Наблюдается около 500 различных случаев более или менее тесных связей, которые рассматриваются как явления комменсализма, мутуализма, паразитизма и отношения смешанного характера. Многие мелкие веслоногие и равноногие рачки, бокоплавы и близкие к ним морские козочки квартируют или паразитируют в губках. Они встречаются внутри – в каналах и полостях – и на поверхности – в многочисленных ямках и углублениях, питаясь отмершими частицами тела губок. Иногда таких рачков насчитывают десятками и сотнями экземпляров в одной губке.
Десятиногие раки-креветки используют губок в основном в качестве убежища от врагов. Рачки выходят из атриальной полости лишь ночью и редко покидают поверхность губок. Интересно, что обитающие здесь рачки по сравнению со свободноживущими близкими родичами откладывают значительно меньше яиц. Зато их яйца гораздо большего размера, что влияет на сокращение личиночного периода рачков, следовательно, и времени, которое они проводят вне защиты губок. При небольшом количестве яиц ускоренное развитие личинок – важное приспособление, отражающееся на сохранности потомства. Часто креветки и бокоплавы встречаются в полости губок парами. Очень любопытные отношения сложились между десятиногими рачками спонгикола (Spongicola venusta) и стеклянной губкой, известной под названием корзинка Венеры (Euplectella oweni). В обширной полости почти каждой губки живет пара таких рачков – самец и самка. Они забираются туда еще на стадии личинки и во взрослом состоянии уже не могут выйти на свободу, поскольку устье губки прикрыто защитной решеткой. Так эти рачки всю жизнь и проводят вместе, заключенные в полости губки. В Японии, у берегов которой обитает корзинка Венеры, издавна существует обычай дарить при свадебных церемониях экземпляры губок с находящейся внутри парой рачков как символ вечной и нерушимой любви и супружеской верности.
Краб Dromia
Некоторые крабы забавно используют непривлекательность губок для хищников. Они таскают на своей спине куски губок, поддерживая их задней парой конечностей. Такие крабы Dromia отрезают клешнями соответствующие величине их тела куски губок и общипывают их так, что они помещаются у них на спине. Со временем мягкая и эластичная губка, прижатая к телу краба, приобретает поверхность, удобно прилегающую к панцирю. Губка служит крабу своего рода щитом, который предохраняет его от нападения врагов.
Вполне вероятно, что здесь имеет значение резкий и специфичный запах губок. При появлении крупного хищника краб иногда сбрасывает со спины губку, отвлекая внимание врага, а сам быстро скрывается. Избегнув опасности, краб отыскивает другую подходящую губку и приспосабливает ее на свою спину. Иногда он использует для этого пробковую губку с сидящим в ней раком-отшельником. На панцире некоторых крабов находят плотно приросших к ним губок. В данном случае крабы также активно действуют, откусывая клешнями кусочки губок и пристраивая их на своей спине до тех пор, пока они не прирастут к панцирю.
Гораздо реже сожительствуют с губками сидячие ракообразные. К их числу относятся различные усоногие раки (Cirripedia), в частности морские желуди, или балянусы (Balanus). Эти рачки имеют наружный скелет из известковых пластинок, образующих своеобразный домик; верхние пластинки его могут расходиться, и в появившееся отверстие рачок высовывает наружу передние непрерывно двигающиеся конечности. Балянуск чаще всего встречаются на комкообразных губках, у которых в процессе роста развиваются образования, подобные галлам растений. Отдельные губки могут нести до сотни таких галлов. Морские желуди долго сопротивляются полному обрастанию их губкой, двигая конечностями, снабженными зубчиками. До полного обрастания губкой балянусы успевают достичь половозрелости ж дать потомство. Поселение балянусов на губках дает первым ряд выгод: защита от врагов, токи воды, создаваемые губками, слабая пищевая конкуренция с ними. Однако балянусы губкам никакой пользы не приносят. Чрезмерное засилье балянусов иногда вызывает неспособность губок к половому размножению и даже их гибель. Другие представители усоногих раков, морские уточки (Lepas), регулярно встречаются на длинном корневом пучке игл некоторых гиалонем (Hyalonema). который используется как подходящий субстрат, возвышающийся над сильно заиленным дном. На этом же корневом пучке игл могут поселяться коралловые полипы (Palythoa), образующие вокруг него плотный чехол со многими сидящими на нем небольшими зооидами. Постоянно поселяется на некоторых губках (Axinella) корковая актиния (Parazoanthus axinellae). Личинки ее обладают избирательной способностью к субстрату, оседая на тех губках, поверхность которых обычно используется ими в качестве места обитания, губка играет здесь пассивную роль и, очевидно, никакой выгоды от такого «квартиранта» не имеет.
Приложение 2
Это интересно
Долгожитель Антарктическая губка. Слайд 18.
Этот живой организм уникален в своем возрасте. Антарктическая губка – это долгожитель из долгожителей. Вполне возможно, что губки растут очень медленно в связи с низкими температурами. У них замедлен метаболизм.
Антарктическая губка
Ученные обнаружили, что возраст самой «пожилой» антарктической губки составляет более полторы тысячи лет. А теперь на минуту представьте себе, сколько всего интересного повидала эта губка на своем веку. Именно этим живым существам принадлежит рекорд долгожительства в мире животных
Губки для великанов и карликов. Слайд 11
Среди примитивных морских животных – губок – самая высокая – кубок Нептуна.
«Рост» этого сидячего, действительно похожего на кубок существа, может достигать 120 сантиметров. А вот самую тяжелую губку нашли на Багамских островах. Она была в обхвате почти два метра и весила 41 килограмм. Правда, после того, как ее высушили, вес губки стал намного меньше – всего 5 кг 440 г. Ну а самой маленькой губочкой, пожалуй, не смогла бы мыться даже Дюймовочка: ее диаметр – всего-навсего 3 мм.
Губка кубок Нептуна Сварчевския папирусная 1-4 мм.
Губка корзинка Венеры Слайд 12
Тело цилиндрической формы до 30 см длиной, состоит из шестиугольных игл, в состав которых входит кремнезем. Глубоководный вид тропической зоны Тихого и Индийского океанов.
В Японии евплектелла связана со свадебной церемонией. Молодые люди при заключении брака получают в подарок красивую полупрозрачную корзиночку с парой засушенных креветок внутри. Японцы давно заметили, что в каждой такой губке живут две креветки – самец и самка. Они забираются туда еще на личиночной стадии и, вырастая, уже не могут ее покинуть. Поэтому подарок имеет для молодоженов символическое значение – он служит олицетворением постоянной любви, верности и долгого супружеского счастья. В переводе с японского губка так и называется – «вместе прожить, состариться и умереть».
Корзинка Венеры
Губок изучают немногие зоологи. Объясняется это просто – большого практического значения они не имеют, внешне малопривлекательны, не то что, например, птицы, тигры или морские звезды. В то же время имя одного из самых крупных русских специалистов по морским губкам известно каждому. Сейчас мало кто помнит, что великий русский путешественник, этнограф и антрополог Николай Николаевич Миклухо-Маклай был зоологом по образованию. Ученик и ассистент великого Эрнста Геккеля, он много занимался губками наших морей. В конце многих научных названий губок, обитающих в северных морях, мы встречаем имя автора описания вида – Miclucho-Maclay.
Добыча губок. Слайд 10
Калимнос. Ныряльщики за губками.
Калимнос довольно небольшой остров в Эгейском море, является частью группы более 50 Додеканеских островов на юге Греции. Хотя ныряние за губками было источником дохода для многих греческих островов в последние столетия, Калимнос известен как центр греческой отрасли добычи губок. Воды вокруг греческих островов благотворны для их роста, из-за высокой температуры воды. Лучшие губки по качеству были на юге Средиземного моря. Точно неизвестно когда губка вошла в употребление. В древних писаниях(Платона, Гомера) губка упоминается как предмет для мытья. На Калимносе также ныряние за губками имеют корни с древних времён. Это одна из самых старых профессий на острове. Ныряние за губками дало социальное и экономическое развитие острову. В прошлом ныряли методом «скин дайвинг». Команда выходила в море на маленькой лодке. Для поиска губок на дне использовали цилиндрический объект со стеклянным дном. Как только находилась губка ныряльшик доставал её со дна. Обычно он нёс на себе 15 кг плоский камень, извесный как «скандалопетра», чтобы быстро достать до дна. Срезанную губку собирал в специальные сети. Глубина и время погружения зависели от размера лёгких ныряльщика. Хотя это было довольно трудно добывать таким способом, но таким образом было добыто и продано очень много губок. Многие торговцы на Калимносе стали очень богаты. С 1865 г. В торговле губками наступил бум. Причиной для этого стало представление стандартного водолазного костюма или Скафандро как назвали греки. Торговец с острова Сими завёз снаряжение, вероятно Сибе Гормана. Преимущества были на лицо. Теперь, ныряльщики могли оставаться на сколько угодно и на больших глубинах. Лучшие губки находили на глубине около 70 метров. Ныряльщик мог теперь ходить по дну и искать их.
В 1868 г. Флот ныряльщиков за губками составлял:
Современная добыча губок
Наиболее широкое применение с древнейших времен до наших дней имеют туалетные губки, скелет которых лишен минеральных игл. Промысел туалетных губок ведется в умеренных, субтропических и отчасти тропических морях на небольшой глубине.
Ныряльщик отрывает губку от камня или другого субстрата и укладывает ее в сетку, которую затем поднимают с помощью веревки в лодку. Иногда применяют драгу или железную кошку, но при таком способе добычи много губок повреждается.
VIII. Опережающее домашнее задание: повторить § 5, найти интересные факты по типу «Кишечнополостные».
Губки
Основные особенности животных типа Губки
Всего описано около 15 000 видов губок. Подавляющая их часть обитает в морях, только около 219 видов освоили пресные водоёмы. Они встречаются везде, где есть прочный субстрат, подходящий для прикрепления: коралловые рифы, скалы, затопленные брёвна, раковины моллюсков. Некоторые селятся на иле или песке. Во взрослом состоянии почти все они неподвижны, только малая их часть способны на весьма ограниченные перемещения и движения отдельными участками тела.
Большая часть представителей типа предпочитает мелководье. Но некоторые, например, почти все стеклянные губки, встречаются на большой глубине. Размер тела губок варьирует от нескольких миллиметров до трёх метров и более в диаметре и в высоту (как, например, у бочонковидной губки Spheciospongia vesparium). Они живут колониями или одиночно.
Внешнее строение губок
Все губки — двухслойные животные:
Губки с аксоноидным строением не бывают крупными. Их цилиндрические тела обычно не превышают 1 мм в диаметре. Такой тип строения накладывает ограничения на их размер, поскольку увеличение диаметра тела в этом случае нарушает оптимальное соотношение площади поверхности и объема. У особей рода Leucosolenia тело имеет вид отдельных трубок, часто соединённых своими основаниями, напоминающих пучки. У видов рода Clathrina оно организовано в форме трубчатой сети.
Чтобы увеличить свои размеры, губкам пришлось изменить строение тела. Сиконоидный тип строения позволяет увеличить площадь поверхности и сократить объём атриума за счёт глубоких трубчатых впячиваний на внутренней и внешней поверхности тела. Впячивания хоанодермы (камеры и отводящие, или жгутиковые каналы) направлены от центра наружу. Впячивания пинакодермы называются приводящими каналами. Многочисленные отверстия — прозопиле, соединяют приводящие каналы и жгутиковые камеры.
Вода в теле сиконоидных губок проходит следующий путь: остии — приводящие каналы — прозопили — жгутиковые каналы — атриум — оскулум. Губки с таким строением тела имеют больший диаметр — от 1 до нескольких см. Сиконоидное строение характерно для родов Grantia и Sycon.
Наибольшего размера (от нескольких см до 1 метра и более) достигают представители типа с лейконоидным телом. Вода в их, лишённых крупных полостей телах, проходит по сложной сети сосудов. Вместо одной полости в них расположены многочисленные (до 10 000 шт.) небольшие сферические камеры, покрытые жгутиковыми клетками, к которым подходят приводящие и отводящие каналы. Оскулумов, как и отверстий отводящих каналов, на теле таких губок много.
Любое увеличение их тела просто приводит к появлению дополнительных жгутиковых камер. Форма лейконоидных губок разнообразна: они бывают корковыми, подушковидными, ветвистыми, пальцевидными, плоскими, трубчатыми и похожими на вазы.
В настоящее время самой крупной губкой считается вид, пока не имеющий чёткого описания и названия из семейства Rossellidae (найден он на глубине 2,1 км вблизи Гавайских островов). Он достигает 3,5 м в длину, 2 м в высоту и 1,5 м в ширину.
Клеточное строение губок
У асконоидных губок стенка самая тонкая, у лейконоидных наиболее толстая. Но качественно стенка отличается только у стеклянных губок. Она состоит не из отдельных клеток, как у всех остальных, а представляет собой многоядерную цитоплазматическую массу, ограниченную поверхностной мембраной ( синцитий ). У обыкновенных и известковых губок стенка состоит из клеток, образующих ложные ткани двух разных типов: «соединительную» и «эпителиальную». «Эпителиальная ткань» чаще лишена характерных для эпителия межклеточных контактов и не подстилается базальной пластинкой.
У губок «эпителиальные ткани» — это:
2. Хоанодерма состоит из хоаноцитов — одножгутиковых воротничковых клеток. По строению они похожи на хоанофлагеллят.
3. Между пинакодермой и хоанодермой лежит мезохил — слой, похожий на соединительную ткань. Особенно хорошо он выражен у туалетных губок, представленный густой волокнистой сетью.
Мезохил — единственный слой тела губок, который не омывается водой, да и вообще он слоем не считается (помните, что губки двухслойны?). Он состоит из совокупность межклеточного матрикса и населяющих его разнообразных клеток. Среди его многочисленных клеток есть:
Скелет
Губки подвергаются натиску течения воды, и чтобы ему противостоять, они обзавелись скелетными элементами. Они бывают жёсткими и хрупкими или эластичными как резина — минеральными и органическими (из спонгина). Чаще они расположены в мезохиле (эндоскелет), но есть виды с наружным скелетными элементами (экзоскелет), покрывающими либо всё тело губки, либо только отдельные его участки. Жёсткость скелета сильно отличается даже у губок одного вида, она зависит от формы их тела.
Скелетом мягких корковых форм, таких, как Oscarella и Halisarca, является студенистый мезохил, пронизанный лишь тонкими коллагеновыми волокнами. Чаще всего мезохил бывает укреплённым минеральными спикулами или спонгином или тем и другим одновременно. Концы спикул могут выходит наружу из пинакодермы и осуществлять дополнительную механическую защиту губки.
Скелет из спикул может представлять собой жёсткую хрупкую решётку или каркас, как у стеклянной губки Euplectella aspergillum или известковой Minchinella sp. Коралловые губки Demospongia имеют массивный экзоскелет из СаСО3, дополняемый спикулами из кремнезёма, как и у большинства обыкновенных губок.
У некоторых губок нет спикул, зато есть органический спонгин. Их тело пористое и эластичное, легко сжимается. Большое количество спонгина делает тело похожим на резину. Иногда в спонгине заключаются инородные частицы, например песчинки. У большинства губок присутствует и спонгин и спикулы.
Спикулы — это элементы скелета, построенные из кремнёзема (SiО2) или углекислого кальция (СаСО3). Их состав, размер и форма используются в систематике губок на всех таксономических уровнях. Они бывают крупными и мелкими, в форме игл с прямым и закруглённым концом и трёхлучевыми.
Фильтрация
По способу питания и по образу жизни все губки относятся к организмам-биофильтраторам. Ток воды не только приносит пищевые частички к клеткам их тела, но и снабжает их кислородом (дышат они путём диффузии), удаляет продукты обмена веществ, выносит личинок и половые клетки. Объём жидкости, который прогоняют через себя губки, поразителен. В среднем каждые 5 сек. губка прокачивает количество воды, равное объёму своего тела.
Морская губка Geodia cydonium весом 1 кг процеживает около 24 тысяч литров воды в сутки, а пресноводная Spongilla lacustris фильтрует воду со скоростью 0,3 мл/с на 1 г сырого веса, что для губки весом 1 кг составляет примерно 25 тысяч литров воды в сутки.
Они могут снижать скорость фильтрации и совсем прекращать поток воды, чтобы, например, предотвратить попадание ила в тело. Осуществляют они это при помощи регуляции диаметра оскулума.
Направленный ток воды создаётся при помощи хоаноцитов. Оскулумы у многих видов губок расположены на вершине и работают по типу «вытяжных труб». У основания губок скорость течения воды ниже, чем рядом с оскулумами. В результате создаётся разность давления и поток устремляется из области высокого давления к области низкого — от остий к оскулумам.
Питание
Есть хищные виды, относящиеся к роду Cladorhizidae. Они ловят мелких животных, типа рачков, которые прилипают к клейким нитям, раскинутым губкой. Пойманное животное подтягивается к стенкам тела губки и переваривается при помощи археоцитов.
У многих губок есть автотрофные симбионты (зоохлореллы, зооксантеллы, цианобактерии), от которых они получают питательные вещества. Некоторые губки с Большого Барьерного рифа (Австралия) за счет симбиотических цианобактерии покрывают от 48 до 80 % своих энергетических потребностей.
Токсичность губок
Многие губки вырабатывают и накапливают на поверхности тела продукты обмена, которые часто бывают токсичными для определённых хищников. Например, 9 из 16 антарктических губок и 27 из 36 карибских губок токсичны для рыб. Но они отпугивают не всех животных. Да и среди рыб встречаются губкоядные виды (рыбы-ангелы и единороговые). Охотно питаются губками морские черепахи, особенно бисса.
Некоторые губки используют вырабатываемые ими вещества в борьбе с конкурентами за пространство. Так, карибский вид Chondrilla nucula таким способом убивает находящиеся поблизости кораллы и после обрастает вокруг их прочных скелетов.
Неприятным сильным запахом обладает «чесночная» губка Lissodendoryx isodictyalis. А прикосновение к карибской «огненной» губке Tedania ignis вызывает сильное раздражение на коже.
Движение губок
Подавляющее большинство губок — прикреплённые животные. Но некоторые из них способны к ограниченному передвижению. Морские (Chondrilla, Hymeniacidon, Tethya) и пресноводные (Ephydatia) перемещаются по субстрату со скоростью от 1 до 4 мм в день. Двигаются они при помощи более или менее согласованного перемещения амёбоидных клеток. Также губки могут сокращаться и регулировать размер оскулума при помощи миоцитов.
Отличительная особенность губок в способности многих их клеток свободно перемещаться. Амёбоидные клетки мезохила двигаются постоянно. Хоаноциты и эндопиканоциты также способны менять своё место расположения в ходе перестройки водоносной системы.
Размножение
Губки размножаются бесполым и половым путём и в жизненном цикле многих из них происходит чередование половой и бесполой стадий. Бесполое размножение осуществляется путём фрагментации, почкования или образования зимующих пропагул (геммул).
Половое размножение
Почти все губки (за редким исключением) гермафродиты. В подходящий период все они выбрасывает сперматозоиды, которые током воды переносятся к другой губке, где их захватывают хоаноциты, теряя жгутик и превращаясь в клетку-носителя. Они переносят сперматозоиды к яйцеклеткам. Внутри мезохила происходит слияние сперматозоида с яйцеклеткой (оплодотворение). У некоторых губок зиготы выходят в окружающую среду и развиваются там. У других наблюдается живорождение (личинкорождение), зигота развивается в личинку внутри материнского организма.
Личинки губок весьма разнообразны. И называются они тоже по-разному:
Личинки всех губок живут недолго. Вскоре они оседают и принимаются ползать по дну в поисках подходящего для прикрепления места. Прикрепляются, претерпевают метаморфоз и становятся молодыми губками.
Значение губок
Как биофильтраторы они выполняют важнейшую роль в очистке воды. Очищают миллионы тонн воды, улучшая санитарное состояние водной среды. Кроме микроорганизмов и жидкой органики, они адсорбируют также тяжёлые металлы и галогены.
Пресноводные губки служат индикаторами загрязнения воды. Их кремниевые спикулы отличаются быстрым реагированием на загрязнения. Многие губки разрушают известковые кораллы и раковины моллюсков.
У острорылого краба ( Oregonia gracilis ) оригинальный способ маскировки. Он селит на свой панцирь прикреплённых животных, в том числе и губок или растения, которые разрастаясь, скрывают его от хищников.
Многие мелкие животные используют тело губок как убежище. В их водоносных каналах селятся ракообразные и офиуры.
Класс Известковые губки (Calcarea)
Класс Homoscleromorpha
Относительно молодой таксон, выделенный совсем недавно, ранее представителей класса причисляли к обыкновенным губкам. Их особенности:
Класс Обыкновенные губки (Demospongiae)
Класс Стеклянные губки (Hexactinellida, Hyalospongia)
У некоторых видов рода тело цилиндрическое, до 1 м. в высоту, иглы у основания, втыкающиеся в грунт, достигают 3 метров длины.
Вам будет интересно
Зоология (от др.греч. ζῷον — животное и λόγος — учение) — это раздел биологии, комплексная…
Хоанофлагеллаты, или воротничковые жгутиконосцы (Choanoflagellata) — (от др.-греч. χοaνη — воронка (по форме воротничка) и…
Споровики (Sporozoa), или апикомплексы (Apicomplexa) — тип одноклеточных простейших из надтипа альвеолят (Alveolata). Если брать…
Жгутиковые, или жгутиконосцы — это гетеротрофные, фотоавтотрофные или миксотрофные протисты, передвигающиеся и захватывающие пищу при…