Иглокожие — характеристика и классификация

иглокожие фотоИглокожие – 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.

История происхождения

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.

Современная классификация

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

Иглокожие — характеристика и классификацияПокровы 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 — характеристика и классификацияИглокожие, 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.

Иглокожие — характеристика и классификацияПосле 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.

Иглокожие — характеристика и классификацияХотя 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

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

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 еж фото

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

Голотурии или морские огурцы

  • 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.

терновый венец фото

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

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.

Покров и скелет

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.

Места обитания


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий