Иглокожие — характеристика и классификация

Иглокожие – обширный тип беспозвоночных животных. Он объединяет животных, ведущих исключительно подводный донный образ жизни.

Несмотря на относительно примитивное строение, иглокожие относятся к группе вторичноротых животных, куда входят, кроме них, ещё и хордовые (в том числе человек).

История происхождения

Первые представители иглокожих появились примерно 520 млн лет назад в кембрийский период. Водные обитатели заселяли моря Ангариды, Гондваны и Лаврентии. Сегодня выделяют 5 классов иглокожих, однако учёные приводили гипотезы о принадлежности к этому типу и некоторых других вымерших организмов. Расцвет группы животных пришёлся на палеозой.

Иглокожих обитателей подводного мира можно определить по своеобразной структуре и минерализированному скелету, который хорошо сохраняется в состоянии ископаемого. Современными родственниками иглокожих выступают полухордовые. Оба типа относятся к вторичноротым. Вместе они образуют кладу Ambulacraria. Предположительно типы разделились 580−560 млн лет назад. Предком вторичноротых было билатерально-симметричное животное, имевшее три пары целомических мешков.

С развитием систематики удалось узнать немало фактов о древних организмах. Сначала классам иглокожих был характерен сидячий образ жизни. В то время представители водной фауны не обладали радиальной симметрией. Их тела покрывали пластины, а рот и анальное отверстие располагались на стороне, обращённой от субстрата. Внутренние органы размещались асимметрично.

У других представителей типа имелись радиальные амбулакральные бороздки вокруг рта, которыми они собирали пищу. От них произошло ещё несколько классов, включая современных морских лилий и голотурий. Первые свободноподвижные виды сочетали признаки морских ежей, морских звёзд и офиур.

Иглокожие систематика Классификация

Тип иглокожих насчитывает в современной фауне около 6000 видов. Все — жители морей и океанов, причем наиболее богаты ими сравнительно теплые и, главное, достаточно соленые моря. Поэтому из морей России наиболее богаты иглокожими дальневосточные моря и Баренцево море. В Черном море иглокожих очень мало (три вида голотурий и два вида змеехвосток). Бедно ими и Балтийское море. В Каспийском море их нет совсем.

Современные иглокожие разделяются на 5 классов:

• Морские звезды (Asteroidea);
• Змеехвостки, или Офиуры (Ophiuroidea);
• Морские ежи (Echinoidea);
• Морские кубышки, или Голотурии (Holothurioidea);
• Морские лилии (Crinoidea).

Филогения иглокожих

Покровы и скелет иглокожих

Окраска иглокожих разнообразна

В подкожном слое иглокожих развивается биоминеральный эндоскелет, который состоит из известковых пластинок и часто образует разнообразные наружные придатки: иглы, шипы и педицеллярии.

У многих морских ежей эти придатки развиваются особенно сильно. Иглы выполняют защитную функцию. Часто они бывают подвижными. Некоторые морские ежи направляют иглы в сторону приближающейся опасности.

Педицеллярии — это иглы, видоизменённые в хватательные щипчики. С их помощью животное чистится и избавляется от паразитов. У морских ежей скелет принимает участие в формировании особого жевательного органа — аристотелева фонаря.

У офиур скелет особенно развит в лучах, где он образует ряд массивных известковых члеников — позвонков. У голотурий скелет редуцирован.

Иглокожие, в отличие от всех других животных, могут обратимо менять жёсткость своих покровов и соединительной ткани.

Они обладают соединительной тканью, способной изменять свою жёсткость, — так называемой мутабельной соединительной тканью. Крайние значения жёсткости различаются как лёд и вода.

Когда морская звезда изгибается дугой над жертвой (например, моллюском), она придаёт жёсткость своей соединительной ткани и её лучи становятся опорой для амбулакральных ножек, которые прикрепляются к створкам моллюска.

После принятия пищи соединительная ткань размягчается, становится эластичной, морская звезда распрямляется. Морские ежи, изменяя жёсткость соединительной ткани, могут фиксировать положение игл, которые используются для отражения хищников или для заякоривания в расщелинах скал.

В стрессовых условиях офиуры и голотурии спонтанно отторгают (аутотомируют) лучи или выбрасывают внутренние органы с помощью местного размягчения соединительной ткани. В крайних случаях, когда некоторые голотурии извлекаются из воды на воздух, их тело полностью размягчается, растекается и животное погибает.

Хотя покровы иглокожих содержат мышцы, нервы и другие типы клеток, жёсткость меняет именно внеклеточный матрикс соединительной ткани.

В этом матриксе имеются окончания нервных клеток, причём, вероятно, существует два типа нервов: действие одних делает матрикс жёстким, действие других размягчает его. На жёсткость матрикса влияет изменение концентрации Ca2+ и других катионов. В целом увеличение концентрации Ca2+ придаёт матриксу жёсткость, а уменьшение — размягчает его. Ca2+ может участвовать в образовании мостиков между макромолекулами в матриксе.

В состав эпидермы иглокожих входят механорецепторные клетки, обеспечивающие осязание, пигментные клетки, обуславливающие окраску животного, и железистые клетки, выделяющие липкий секрет или даже токсины.

↑ Характеристика

Характерным признаком всех иглокожих является радиальная симметрия; то есть их тело представляет собой несколько «ног», отходящих из одного центра. Обычно таких «ног» пять. Интересно, что личинки иглокожих обладают двусторонней симметрией, также как и позвоночные и другие группы животных.

«Ноги» служат для передвижения и захвата пищи; также на них находятся органы чувств и защитные клетки. У некоторых офиур «ноги» могут ветвиться, образуя сложные древовидные структуры.Также тело взрослых иглокожих чётко разделено на оральную сторону, где располагается рот, и аборальную, на которой находится анальное отверстие.

У морских звёзд, офиур и морских ежей рот располагается на брюшной стороне тела; а, например, у морских лилий рот находится сверху, а анальное отверстие – на нижней стороне тела, которой они прикрепляются к грунту.

морская лилия фото

Понятно, что не все иглокожие отличаются способностью активно передвигаться. Морские лилии, как ясно из названия, образом жизни напоминают растения – они прикрепляются к грунту на одном месте и проводят так всё своё время. Такая жизненная форма не является чем-то оригинальным: она характерна для многих стрекающих (кораллы), кишечнополостных и даже некоторых ракообразных.

«Ноги» иглокожих называют радиусами. На каждой из них, кроме органов чувств, находятся также многочисленные мелкие ножки, с помощью которых они передвигаются. Пространства между лучами называют интеррадиусами. На одном из них находится так называемая мадрепоровая пластина, необходимая для фильтрации попадающей в организм воды. С помощью этой пластины иглокожие могут, в частности, уравновешивать давление воды в своём теле.

Все современные иглокожие – относительно небольшие животные. Их размеры варьируют от нескольких миллиметров до одного метра. А вот вымершие представители отличались куда большими размерами – некоторые из них достигали двадцатиметровой длины.

Иглокожие обладают внутренним скелетом, состоящим из известковых пластин. Нередко выросты этих пластин торчат наружу; особенно преуспели в этом морские ежи, у которых выросты эндоскелета превратились в мощный защитный покров из иголок и шипов. Также у них из пластин скелета образуется так называемый аристотелев фонарь – сложный орган, который предназначен в том числе для жевания пищи и рытья нор.

Морские ежи являются одними из немногих животных, помимо млекопитающих, способных к пережёвыванию пищи.Свои особенности имеет пищеварительная система иглокожих. У них есть кишечник, который представляет собой длинную трубку. У большинства представителей типа имеется и рот, и анальное отверстие, но у офиур ануса нет.

строение иглокожих фото

У морских звёзд развит объёмный желудок, который способен выворачиваться наружу. С помощью этого органа морская звезда может обволакивать огромную п размеру пищу, которую не может проглотить, и переваривать её снаружи. Для пищеварения предназначены особые железы.Вторичная полость тела у иглокожих разделена на несколько отделов и систем. Можно выделить такие отделы:

• Полость тела;
• Амбулакральная система;
• Перигемальная система.

В полости тела находятся органы дыхания – кожные жабры, обладающие очень тонкой стенкой, благодаря чему через неё легко осуществляется газообмен. У голотурий вместо них имеются водные лёгкие. Полость тела заполнена особой жидкостью, в которой содержатся особые подвижные клетки, напоминающие амёб. Эти клетки представляют собой выделительную и иммунную системы животного.

Амбулакральная система представляет собой систему каналов, заполненную жидкостью, которая по составу напоминает морскую воду. С помощью этой системы животное может двигаться, дышать, искать пищу. Благодаря амбулакральной системе иглокожие могут совершать очень сложные движения, требующие большой физической силы; например, морская звезда способна раскрыть раковину моллюска.

Перигемальная система – это аналог кровеносной системы. У иглокожих эта система устроена более примитивно, чем у более высокоорганизованных животных, однако в ней есть даже отдел, выполняющий функцию сердца. Ещё одна часть перигемальной системы необходима для размножения и содержит половые клетки.

морской ёж фото

У иглокожих существует нервная система, хоть она и примитивная. Подобно туловищу в целом, нервная система устроена по радиальному принципу и представляет собой нервное кольцо в центре, от которого отходят нервные тяжи. По всему телу располагаются разнообразные органы чувств, но они тоже примитивны по строению. Среди них есть органы осязания, химической чувствительности, зрения.

Большинство иглокожих – раздельнополые животные. Оплодотворение у них наружное, чем-то напоминающее размножение рыб. Однако помимо полового, имеется и бесполое размножение – путём фрагментации тела. Таким способом морские звёзды могут быстро увеличивать свои популяции.

Характер питания иглокожих разнообразный. Многие морские звёзды, например, злостные хищники. Есть виды, отличающиеся всеядностью. Другие иглокожие в основном поедают детрит – разлагающиеся органические вещества. Многие морские ежи – травоядные животные.

Современная классификация

Для каждого класса иглокожих характерна определённая форма тела:

• Морские лилии. Единственный прикрепленный подтип. Животные обладают чашевидным телом. В его центре находится рот, от которого отходит венчик с перистыми ветвящимися лучиками. Они помогают лилиям захватывать пищу. От тела вниз отходит стебель. У некоторых особей его заменяет множество подвижных отростков, которыми лилии прикрепляются к субстрату. Если организмы не имеют таких средств передвижения, тогда они ползают или плавают.
• Морские звёзды. Животные представляют собой уплощённую пятиконечную звезду или пятиугольник. Они могут иметь различные оттенки. Животные медленно передвигаются по поверхности с помощью амбулакральных ножек. Особи некоторых разновидностей выворачивают желудок и обволакивают им моллюсков и других жертв.
• Морские ежи. Характеризуются шаровидным или дисковидным телом. Размер особей может достигать 30 см. Тело покрыто скелетными пластинками с длинными и тонкими иглами, которые защищают животных от врагов. У некоторых видов имеется специальный жевательный аппарат — аристотелевый фонарь. Таким ртом они не только едят, но и сверлят отверстия в скалах. Передвигаются морские ежи при помощи игл или амбулакральных ножек.
• Офиуры. Другое название — змеехвостки. Тело особей представляет собой плоский диск диаметром до 10 см. От него отходят 5 или 10 гибких членистых лучика. Их длина может превышать размер тела. Некоторые виды живородящи. Офиуры передвигаются за счёт изгибающихся лучиков. Их рацион составляют мелкие животные и детрит. Тропические разновидности характеризуются яркими расцветками. Некоторые змеехвостки могут светиться.
• Голотурии (морские огурцы). Основная черта животных — сильно редуцированный скелет. Тела, напоминающие огурец, достигают в длину 2 м. Рот окружён щупальцами, которые захватывают пищу. Голотурии склонны к автотомии: при сильных раздражениях они выбрасывают через образующийся в клоаке разрыв свой кишечник или лёгкое. Малоподвижные животные питаются илом или мелким планктоном. Некоторые виды морских огурцов люди употребляют в пищу.

Группа иглокожих насчитывает не меньше 6000 современных разновидностей. Вымерших подтипов было в два раза больше.

↑ Интересные факты

Весьма злостным морским вредителем является крупная хищная морская звезда Терновый венец. Её опасность в том, что она питается кораллами и вполне способна уничтожить все существующие на планете коралловые рифы и коралловые острова. Поэтому к борьбе с этой морской звездой подключились многие биологи. Однако контролировать её численность оказалось непросто, ведь размножается она быстро.

Некоторое время терновых венцов пытались просто рубить на части, но это было ошибкой: из каждой частички вырастало новое животное. В настоящее время борьба с ними продолжается, но уже есть некоторые успехи; в частности, были разработаны химические средства, которые вкалываются в тело звезды и вызывают её смерть изнутри.Прожорливость этого монстра удивительна. За сутки одна звезда может съесть до двух квадратных метров кораллов. И на небольшой местности этих животных может насчитываться много.

морская звезда терновый венец фото

Морские звёзды названы так по форме своего тела, которое у большинства видов напоминает пятиконечную звезду. Однако у некоторых видов морских звёзд лучей может быть и больше – вплоть до пятидесяти.На конце каждого луча у морской звезды находится по одному глазу. Таким образом, даже зрение этих существ не подчиняется привычной нам двусторонней симметрии. При этом зрение иглокожих очень слабое, хотя они и могут отличать свет от тьмы. Собственно, на большой глубине зрение живым организмам не особо нужно, ведь туда почти не проникает солнечный свет. С другой стороны, усиливается значение осязания, которое у иглокожих и развито лучше всего.

То, что функцию крови у иглокожих фактически выполняет морская вода, ограничивает их жизнедеятельность. Так, они чувствительны к изменению солёности окружающего пространства, поскольку сами не способны контролировать солевой состав в организме.Некоторые морские звёзды обладают способностью менять пол. Подобную способность имеют и некоторые другие водные животные, в том числе некоторые виды рыб.

Несмотря на то, что морские звёзды, как и другие иглокожие, проживают под водой, они не умеют плавать. А вот по дну могут передвигаться с довольно большой скоростью.Иглокожие – наверное, одни из самых странных существ на нашей планете. Одна только осевая симметрия удивительна – ведь такой больше ни у кого нет, за исключением некоторых кишечнополостных.

морской огурец фото

Иглокожих можно отнести к самым высокоразвитым животным на планете – вместе с хордовыми, с которыми они входят в единую группу. С позвоночными животными иглокожих роднит многое: строение внутренних органов и систем, разнообразие органов чувств и развитый внутренний скелет. Однако головного мозга у них всё-таки нет совсем; по сравнению с ними, некоторые моллюски, считающиеся «низшими животными», обладают чрезвычайно развитым мозгом и по интеллекту не уступают млекопитающим; таковы осьминоги и каракатицы.

Способ осуществления движений у иглокожих с нашей точки зрения выглядит весьма странно. При этом, несмотря на отсутствие головного мозга и очень примитивную нервную систему в целом, иглокожие способны совершать сложные и организованные движения, позволяющие им, в частности, добывать пищу из труднодоступных средств.

Покров и скелет

Биоминеральный эндоскелет у представителей иглокожих развивается в подкожном слое. Он включает известковые пластинки с наружными придатками. У морских ежей дополнительные отростки развиты особенно сильно. Защитные иглы, которые защищают их от опасности, могут направляться в сторону надвигающегося врага. Скелетные образования, представляющие собой хватательные щипчики, называются педицеллярии. Они помогают морским ежам и звёздам очищать тело и избавляться от паразитирующих организмов.

Офиуры характеризуются особенно развитым скелетом в области лучей. В этих частях формируются массивные известковые членики — позвонки.

Также при описании водных обитателей нужно отметить, что они способны менять степень жёсткости своего покрова и соединительной ткани. К примеру, такое происходит, когда морская звезда дугообразно изгибается над добычей. Её амбулакральные ножки становятся опорой для лучей и прикрепляются к створкам моллюска. Когда животное поест, его ткань снова становится мягкой и эластичной, а само тело распрямляется.

Защищаясь от врагов, морские ежи изменяют жёсткость, чтобы зафиксировать положение игл и отразить ими атаку. В покровах представителей иглокожих находятся мышцы, нервные и иные типы клеток. Однако именно внеклеточный матрикс изменяет показатель жёсткости соединительной ткани.

Особенности размножения и развития

Многие виды иглокожих — раздельнополые животные. Яйца, бедные желтком, формируются взрослыми особями и вымётываются ими в воду. Размножаются морские животные наружным способом. Зародыш развивается в составе меропланктона. Оплодотворённая яйцеклетка дробится и затем формирует бластулу. Обычно на этой стадии и вылупляются новые особи. Бластулообразная личинка представлена пузырём. Эпителизированный слой жгутиконосных клеток выступает оболочкой. В полости пузыря находится студенистая жидкость. Бластула передвигается при помощи жгутиков.

Через определённый период некоторые клетки в бластуле начинают переселяться. На этой стадии формируются личиночный скелет и замкнутая первичная кишка. Затем обособляются целомы, после чего образуются руки и рот. Завершает процесс гаструляции формирование 3 зародышевых листка:

• эктодерма (покров личинки);
• энтодерма (кишечник);
• мезодерма (целом, первичная и вторичная мезенхима).

Потом бластопор перемещается на брюшную сторону и превращается в анус. Рядом формируется ротовая ямка, которая сливается с кишкой и преобразуется в рот. Кишечник разделяется на тонкий отдел, пищевод и желудок. Форма тела становится похожей на яйцо. Вокруг орального отверстия образуются реснички, которые помогают передвигаться и подгонять к себе пищу.

У личинки появляются органы, которые позволяют ей вести планктонный образ жизни. Потом в свободноплавающих организмах появляется имагинальный диск, который выступает зачатком будущей взрослой особи. Слева на теле формируется оральная сторона, а справа — аборальная. В конце метаморфоза полностью исчезают личиночные органы, а животное превращается во взрослую особь.

Места обитания

Большая часть представителей типа иглокожих проживает в морях. Животные не могут регулировать состав жидкости своего тела, поэтому они не переносят солёную среду. Лишь несколько разновидностей смогло адаптироваться к условиям пресных вод.

Все иглокожие ведут донный образ жизни. Они обитают в районе от литоральной зоны до самых глубин водоёмов. Господствующим донным классом выступают голотурии. Преимущественно иглокожие населяют Баренцево, Карское, Охотское и Чукотское моря.

Многие морские ежи, голотурии и змеехвостки предпочитают жить на илистом грунте или песке. Некоторые виды населяют камни. Среди иглокожих есть животные, которые предпочитают определённую температуру. С понижением показателей некоторые разновидности перемещаются в более глубокие воды.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...