Губки строение питание размножение значение. Общие особенности строения

Губки (Porifera) - тип водных , включающий около 10000 известных видов обитающих на Земле в наши дни. Членами этого типа животных, являются известковые губки, обыкновенные губки, шестилучевые губки. Взрослые губки - это оседлые животные, которые живут, прикрепляясь к скалистым поверхностям, раковинам, или другим подводным объектам, а личинки находятся в свободном плавание. Большинство губок обитают в морской среде, но несколько видов можно повстречать в пресноводных водоемах.

Описание

Губки являются примитивными многоклеточными животными, которые не имеют пищеварительной, кровеносной и нервной систем. У них нет органов и клетки не организовывают четко определенную структуру.

Существует три основных класса губок. Стеклянные губки имеют скелет, который состоит из хрупких, стеклообразных игл, сформированных из кремнезема. Обыкновенные губки зачастую ярко окрашены и вырастают крупнее остальных представителей губок. На обыкновенных губок приходится более 90 процентов всех современных видов губок. Известковые губки - это единственный класс губок, имеющий спикулы, состоящие из карбоната кальция. Известковые губки, обычно меньше чем другие представители типа.

Тело губки как мешок, перфорированный множеством мелких отверстий или пор. Стенки тела состоят из трех слоев:

• наружный слой плоских клеток эпидермиса;
• средний слой, который состоит из студенистого вещества и амебоидных клеток, мигрирующих в пределах слоя;
• внутренний слой, сформирован из жгутиковых и воротничковых (хоаноциты) клеток.

Питание

Питаются губки путем фильтрации воды. Они всасывают воду через поры, расположенные по всей стенке тела в центральной полости. Центральная полость выстлана воротничковыми клетками, которые имеют кольцо щупалец, окружающих жгутик. Движение жгутика создает ток, удерживающий воду, протекающую через центральную полость в отверстие в верхней части губки под названием оскулюм. Поскольку вода проходит через воротничковые клетки, пища захватывается кольцами щупалец. Далее, пища переваривается в пищевых или амебоидных клетках в среднем слое стенки.

Течение воды также обеспечивает постоянную подачу кислорода и удаляет азотистые отходы. Вода выходит из губки через большое отверстие в верхней части корпуса под названием оскулюм.

Классификация

Губки делятся на следующие основные таксономические группы.

Губки являются исключительно водными животными, ведущими неподвижный образ жизни, подобно многим растениям. Они прочно обосновываются на каком-нибудь твердом субстрате, и не покидают "насиженное место" по собственной воле. Это настолько примитивные организмы, что к самостоятельному передвижению по грунту или в толще воды у них способностей нет. Неподвижный образ жизни губок обусловлен тем, что губки не имеют организованной мышечной и нервной системы, поскольку клетки, составляющие их тело, дифференцированы, и не способны действовать "коллективно".
Зачаточные способности реагировать на сильные раздражители у них связаны с сокращением миоцитов или протоплазмы клеток эпителия и мезоглеи, при этом каждая клетка отвечает на раздражение самостоятельно. Эксперименты, направленные на изучение способностей губок реагировать на внешние раздражители показали, что эта реакция чрезвычайно медленная. Так, губки, обитающие на мелководье, способны закрывать устье (во время отлива) за три минуты, а полностью открывать - за 7-10 минут.

Кроме способностей сокращаться, некоторые клетки губок (в частности - амебоциты) способны медленно передвигаться при помощи псевдоподий и ложноножек в толще мезоглеи.

Неспособность губок двигать частями своего тела негативно сказалась бы на их жизнеспособности - ведь для нормального существования губкам необходим водоток, приносящий через каналы к клеткам тела питание, газы и уносящий отходы жизнедеятельности. В стоячей воде губки не смогли бы нормально развиваться и существовать, если бы не хоаноциты. Эти клетки расположены вдоль каналов и камер, проходящих сквозь пористое тело губки, и оснащены подвижными жгутиками, находящимися в постоянном движении. Именно жгутики хоаноцитов создают необходимый ток воды через тело животного.
Если аквариумной губке в тело ввести шприцем краситель, то через некоторое время из устья появится облачко окрашенной воды.

Дыхание губок

Как и все водные животные, губки используют для дыхания кислород, растворенный в воде. В результате окислительных процессов губки выделяют углекислоту, которую необходимо удалять от клеток во внешнюю среду. Газообмен происходит во время протекания воды по каналам и жгутиковым камерам, при этом клетки мезоглеи, расположены вблизи водотока, захватывают кислород, отдают продукты жизнедеятельности. Поскольку многие клетки мезоглеи подвижны, а сама мезоглея имеет вид студня, клетки в ней медленно перемешиваются, и большинство из них способно получить питание и удалить отходы.
Определенную роль в снабжении клеток кислородом и удалении углекислоты играют микроскопические водоросли, которые попадают в каналы и поры губок с водой, и некоторое время живут там. Между губками и фитоводорослями в этом случае, наблюдаются симбиотические отношения.

Питание и выделения губок

Водоток способствует не только газообмену, но и получению клетками губок питательных веществ и минеральных солей, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Поскольку клетки губок дифференцированы, о существовании какой-либо, даже зачаточной системы пищеварения у этих животных говорить не приходится. Каждая клетка тела самостоятельно извлекает из воды все необходимое, и выделяет в воду все ненужное. Можно сказать, что уровень физиологии губок в этом отношении напоминает физиологию одноклеточных организмов.

Питанием для губок служат органические микрочастицы, находящиеся в воде во взвешенном состоянии - останки микроскопических животных и растений, одноклеточные организмы. Частички попадают в каналы и жгутиковые камеры при помощи все тех же хоаноцитов, затем захватываются подвижными амебоцитами и разносятся по всей мезоглее. При этом амебоциты выпускают ложноножку, охватывает частицу и втягивает ее внутрь клетки. В ложноножке появляется вакуоля - пузырек, наполненный средой, способной растворять и переваривать органику. Частица растворяется, а на поверхности вакуоли появляется зерна жироподобного вещества.
Если питательная частица слишком крупная, чтобы ее смог переварить один амебоцит, в дело вступает группа амебоцитов - они окружают частичку со всех сторон и переваривают ее сообща. Строение хоаноцитов у некоторых видов губок позволяет им тоже принимать участие в переваривании пищи.

Губки пропускают сквозь свои поры, каналы и жгутиковые камеры все, что содержится в воде, в том числе и несъедобные частицы. При этом амебоциты захватывают и органику, и то, что не может быть переварено в вакуоли. Непереваренные остатки пищи и неудобоваримое содержимое выделяется в мезоглею и постепенно перемещается к стенкам каналов, откуда жгутиками хоаноцитов выгоняются во внешнюю среду через атриальную полость и устье.

Губки - это тип водных преимущественно морских неподвижных примитивных животных. По сложности своего строения они занимают промежуточное место между колониальными простейшими и кишечнополостными. Обычно в школьном курсе биологии их не изучают, хотя по количеству видов (около 8 тысяч) это достаточно многочисленная группа.

Раньше человек использовал губки в быту (в качестве мочалок). Сейчас мы научились делать искусственные губки, но по ним можно составить представление, как устроены губки-животные. Их отличительная особенность - это пористое строение тела, способное пропускать через себя большое количество воды.

В теле губок есть разные клетки, выполняющие разные функции и отличающиеся друг от друга своим строением. По этому признаку губки отличаются от колониальных простейших. Однако клетки губок слабо связаны между собой, не утрачивают в полной мере способности к самостоятельности, совместно почти не управляются, не формируют органов. Поэтому считается, что у губок нет тканей. Кроме того, у них нет настоящих нервных и мышечных клеток.

Форма тела губок бывает разной: похожей на чашу, деревце и др. При этом у всех губок есть центральная полость с достаточно большим отверстием (устьем), через которое вода выходит. Губка всасывает воду через более мелкие отверстия (канальца) в своем теле.

На рисунке выше представлены три варианта строения водоносной системы губок. В первом случае вода засасывается в общую большую полость через узкие боковые каналы. В этой общей полости из воды фильтруются питательные вещества (микроорганизмы, органические остатки; некоторые губки хищники и способны захватывать животных). Улавливание пищи и ток воды осуществляют клетки, изображенные на рисунке красным цветом. На рисунке во втором и третьем случае губки имеют более сложное строение. Здесь имеется система каналов и небольших полостей, внутренние стенки которых формируют клетки, отвечающие за питание. Первый вариант строения тела губки называется аскон , второй - сикон , третий - лейкон .

Клетки, изображенные красным цветом, называются хоаноцитами . Они имеют цилиндрическую форму, жгутик, обращенный в камеру-полость. Также у них есть так называемый плазматический воротничок ., которым задерживаются частицы пищи. Жгутики хоаноцитов проталкивают воду в одном направлении.

У губок есть ряд других типов клеток. На схеме выше изображена часть тела аскона. Желтым цветом обозначены покровные клетки (пинакоциты ). Они выполняют защитную функцию. Между хоаноцитами и пинакоцитами находится достаточно мощный слой мезохила (изображен серым цветом). Он имеет неклеточную структуру, это волокнистое студенистое вещество, в котором находятся все другие типы клеток и различные образования. Археоциты (светло-зеленая клетка на схеме) - представляют собой амебоподобные подвижные недифференцированные клетки, способные превращаться во все другие. Когда губка теряет часть тела, то именно благодаря делению и дифференциации археоцитов происходит процесс регенерации. Также археоциты выполняют функцию транспорта веществ между клетками (например, от хоаноцитов к пинакоцитам). В мезохиле также есть множество других типов клеток (половые, клетки, содержащие питательные вещества, коллаген и др.). Также в мезохиле находятся иглы, выполняющие опорную скелетообразующую функцию, они позволяют губке держать свою форму. Иглы имеют кристаллическую структуру.

Губки размножаются как бесполым, так и половым путем. Бесполое размножение осуществляется путем почкования. Дочерние особи могут оставаться прикрепленными к материнским. В результате образуются колонии. При половом размножении сперматозоиды из одной губки попадают в каналы и камеры другой. Происходит оплодотворение яйцеклеток (ооцитов). Образовавшаяся зигота начинает делится, формируется личинка, которая с током воды покидает материнский организм и впоследствии оседает на новом месте. По своему строению личинка не имеет зародышевых листков, а напоминает колонию одноклеточных-жгутиконосцев. Личинка плавает не пассивно, а с помощью жгутиков. После ее оседания на новом месте, она изворачивается так, что жгутики оказываются обращенными во внутрь, и личинка начинает разрастаться, превращаясь в губку.

Строение и классы губок

Губки - древние примитивные многоклеточные животные. Обитают в морских, реже пресных водоемах. Ведут неподвижный прикрепленный образ жизни. Являются фильтраторами. Большая часть видов образует колонии. Не имеют тканей и органов. Почти все губки обладают внутренним скелетом. Скелет образуется в мезоглее, может быть минеральным (известковым или кремниевым), роговым (спонгиновым) или смешанным (кремниево-спонгиновым).

Выделяют три типа строения губок: аскон (асконоидный), сикон (сиконоидный), лейкон (лейконоидный) (рис. 1).

рис. 1.
1 - аскон, 2 - сикон, 3 - лейкон.

Наиболее просто организованные губки асконоидного типа имеют форму мешка, который основанием прикреплен к субстрату, а устьем (оскулумом) обращен кверху.

Наружный слой стенки мешка образован покровными клетками (пинакоцитами), внутренний - воротничковыми жгутиковыми клетками (хоаноцитами). Хоаноциты выполняют функцию фильтрации воды и фагоцитоза.

Между наружным и внутренним слоями располагается бесструктурная масса - мезоглея, в которой находятся многочисленные клетки, в том числе образующие спикулы (иглы внутреннего скелета). Все тело губки пронизано тонкими каналами, ведущими в центральную атриальную полость. Непрерывная работа жгутиков хоаноцитов создает ток воды: поры → поровые каналы → атриальная полость → оскулум. Питается губка теми пищевыми частицами, которые приносит вода.

рис. 2.
1 - скелетные иглы, окружающие устье, 2 - атриальная полость,
3 - пинакоцит, 4 - хоаноцит, 5 - звездчатая опорная клетка,
6 - спикула, 7 - пора, 8 - амебоцит.

У губок сиконоидного типа происходит утолщение мезоглеи и образование внутренних впячиваний, имеющих вид карманов, выстланных жгутиковыми клетками (рис. 2). Ток воды в сиконоидной губке осуществляется по следующему пути: поры → поровые каналы → жгутиковые карманы → атриальная полость → оскулум.

Наиболее сложный тип губок - лейкон. Для губок этого типа характерен мощный слой мезоглеи с множеством скелетных элементов. Внутренние впячивания погружаются вглубь мезоглеи и приобретают вид жгутиковых камер, соединяющихся выносящими каналами сатриальной полостью. Атриальная полость у лейконоидных губок, так же как у сиконоидных выстлана пинакоцитами. Лейконоидные губки обычно образуют колонии с множеством устьев на поверхности: в виде корок, пластинок, комьев, кустов. Ток воды в лейконоидной губке осуществляется по следующему пути: поры → поровые каналы → жгутиковые камеры → выносящие каналы → атриальная полость → оскулум.

Губки обладают очень высокой способностью к регенерации.

Размножаются бесполым и половым способами. Бесполое размножение осуществляется в форме наружного почкования, внутреннего почкования, фрагментации, образования геммул и пр. При половом размножении из оплодотворенной яйцеклетки развивается бластула, состоящая из одного слоя клеток, имеющих жгутики (рис. 3). Затем часть клеток мигрирует внутрь и превращается в амебоидные клетки. После того, как личинка оседает на дно, происходит перемещение жгутиковых клеток внутрь, они становятся хоаноцитами, а амебоидные клетки выходят на поверхность и превращаются в пинакоциты.

рис. 3.
1 - зигота, 2 - равномерное дробление, 3 - целобластула,
4 - паранхимула в воде, 5 - осевшая паранхимула
с инверсией пластов, 6 - молодая губка.

Далее личинка превращается в молодую губку. То есть первичная эктодерма (мелкие жгутиковые клетки) становится на место энтодермы, а энтодерма - на место эктодермы: зародышевые пласты меняются местами. На этом основании зоологи называют губок животными, вывернутыми наизнанку (Enantiozoa).

Личинка большинства губок - паренхимула, по строению почти полностью соответствует гипотетической «фагоцителле» И.И. Мечникова. В связи с этим в настоящее время наиболее обоснованной считается гипотеза происхождения губок от фагоцителлообразного предка.

Тип Губки подразделяется на классы: 1) Известковые губки, 2) Стеклянные губки, 3) Обыкновенные губки.

Класс Известковые губки (Calcispongiae, или Calcarea)

Морские одиночные или колониальные губки с известковым скелетом. Скелетные иглы могут быть трех-, четырех- и одноосными. К этому классу относится сикон (рис. 2).

Класс Стеклянные губки (Hyalospongia, или Hexactinellida)

Морские глубоководные губки с кремниевым скелетом, состоящим из шестиосных игл. У ряда видов иглы спаиваются, образуя амфидиски или сложные решетки.

Питание является важнейшим свойством всех живых существ. Это признак, определяющий систематическое положение и уровень организации царств природы. Познакомившись с материалом статьи, вы сравните питание губок и кишечнополостных - первых многоклеточных животных.

Общие особенности строения

Два этих имеют много сходных признаков. Их тела состоят из множества клеток. Они еще не образуют тканей, но являются специализированными. Каждая клетка функционирует самостоятельно, но в совокупности они образуют два слоя тела: наружный и внутренний. В первом находятся кожно-мускульные и промежуточные клетки. Во внутреннем преобладают пищеварительные и железистые.

Естественные фильтраторы

Сравните питание губок и кишечнополостных, и вы убедитесь, что в осуществлении этого процесса у них много как сходных, так и отличительных черт. Средой их обитания является вода. Губки ведут прикрепленный образ жизни. По этой причине ученые долгое время не могли определить, кем они являются: растениями или животными. В заблуждение их ввел и зеленый цвет некоторых губок. Оказалось, что его причиной являются водоросли, поселяющиеся в их клетках.

Губки - фильтраторы. Они питаются взвешенными в воде частицами органики и мелкими позвоночными. При этом воду губки пропускают через себя. Осуществляя этот процесс, они очищают водоемы.Только одна небольшая губка лейкония, высота которой едва достигает 10 см, способна прогнать через тело за сутки около 20 л воды.

Некоторые виды способны вступать с другими организмами во взаимосвязи, причем взаимовыгодные. Например, губка обеспечивает водоросли минеральные вещества и углекислый газ, необходимый для осуществления фотосинтеза. А сама она получает готовую органику от растений.

Первые хищники

По особенностям строения выделяют две жизненные формы кишечнополостных. Это полипы и медузы. Сходство губок и кишечнополостных заключается в том, что они ведут прикрепленный образ жизни. Но питаются эти организмы другим способом. В наружном слое их тела есть при помощи которых кишечнополостные парализуют свою жертву. Даже самые мелкие полипы, размер которых едва достигает нескольких сантиметров, являются хищниками.

Кишечнополостные: тип питания

Два типа этих животных способны поглощать только готовые органические вещества. Но вот добывают они их разными способами. Сравните питание губок и кишечнополостных, и вы убедитесь насколько последние сложнее устроены. Рассмотрим процесс их питания на примере пресноводной гидры. Свое название она получила благодаря наличию кишечной полости, которая открывается наружу ротовым отверстием, окруженным щупальцами.

Стрекательные клетки образованы капсулой, внутри которой находится скрученная нить. Когда добыча задевает чувствительный волосок, она раскручивается и с силой впивается в тело жертвы. Добычу они заглатывают целиком. Под действием пищеварительных ферментов, которые вырабатывают железистые клетки, тело жертвы распадается на кусочки. Это первый этап переваривания пищи. Далее пищеварительные клетки с помощью ложноножек захватывают ее. Завершается этот процесс в специализированных вакуолях. Непереваренные остатки пищи удаляются через ротовое отверстие.

Действие стрекательных клеток может быть опасно и для человека, вызывая сильные ожоги и отравления.

Кишечнополостные, губки: основные сходства и отличия

Оба этих типа животных являются гетеротрофами. Сравните питание губок и кишечнополостных, и вы убедитесь, что в осуществлении этого процесса у них есть ряд сходных и отличительных признаков. Они способны питаться только готовыми органическими веществами. Объединяет их и наличие полости тела, в которую поступает еда. Непереваренные остатки удаляются через то же отверстие, через которое поступают в организм. Общим признаком является и наличие клеток со жгутигами, которые "подгоняют" частички пищи к месту их распада.

Отличительная особенность губок и кишечнополостных - в способе добычи пищи. Первые отфильтровывают ее из непрерывного потока воды. Вторые ведут хищнический образ жизни, парализуя жертву ядом стрекательных клеток. В связи с тем, что кишечнополостные более сложно устроены, процесс пищеварения происходит у них гораздо сложнее и эффективнее. Кроме того, их клетки более разнообразны по своей специализации. Для всех кишечнополостных характерно и полостное, и клеточное пищеварение. Это и определяет более высокую интенсивность процесса. Кроме пищеварительных, есть еще и Они выделяют ферменты - ускоряющие протекание реакции. Таким образом, кишечнополостные имеют, пускай и в упрощенном виде, свою ситему пищеварительных желез. В целом, эти организмы, являясь первыми многоклеточными представителями животного мира, характеризуются достаточно сложным процессом переваривания пищи.