Дыхательная система асцидии кратко
Обновлено: 07.07.2024
Асци́дии (лат. Ascidiacea ) — класс мешкообразных животных, принадлежащих к подтипу оболочников или личинкохордовых (Urochordata). Класс включает несколько отрядов, около 100 родов, около 2000 видов. Распространены во всех морях.
Содержание
Образ жизни
Взрослые асцидии прирастают к поверхности и не передвигаются, но в юности в качестве личинок свободно плавают в воде. После нескольких дней странствий они находят подходящее место, как правило на какой-либо скале, и становятся оседлыми. Некоторые асцидии живут поодиночке, некоторые в обширных колониях.
Внешнее строение
Длина от 0,1 мм до 30 см. Тело покрыто толстым слоем (туникой), образованным из выделений мантии, окружающей тело асцидии.
Внутреннее строение
Глотка с многочисленными жаберными щелями (стигмами), открывающимися в атриальную полость, которая сообщается с наружной средой сифоном. В атриальную полость открываются также половые протоки и задняя кишка.
Вторичная полость тела представлена перикардом и эпикардами (парой клеточных трубок, вырастающих от стенки глотки).
Асцидии являются хордовыми животными, то есть на определённых стадиях развития у них есть схожие органы, такие как стержнеобразная опора в спине (хорда), из которой у позвоночных впоследствии развивается позвоночник. Хорда образована сильно вакуолизированными клетками. Однако признаки хордовых у асцидий наблюдаются лишь в личиночной стадии, в которой они почти полностью совпадают с личинками позвоночных.
Тело асцидий покрыто оболочкой — туникой, которая имеет сложное строение. Снаружи она одета тонкой, но твердой кутикулой, под которой лежит слой клеток, содержащих туницин. Это единственный случай образования клетчаткоподобного вещества в животном организме. Под туникой лежит кожно-мускульный мешок, состоящий из однослойного эпителия и сросшихся с ним поперечных и продольных мускульных мешков.
Также у асцидий в личиночной стадии есть зачаток мозга, который, однако, полностью исчезает у взрослого животного и остаётся лишь так называемый ганглий, сгусток нервов. Он связан с нейральной железой (гомолог гипофиза позвоночных), открывающейся в глотку. Также, у личинок асцидий есть хорда. Поэтому предполагается, что первые хордовые могли появиться из неотенических личинок каких-то древних асцидий. Ганглий умеет, подобно хвосту ящерицы, возобновляться.
Асцидии являются гермафродитами, некоторые из них практикуют однополое размножение.
Через специальное отверстие асцидии всасывают воду в специальную полость, где из воды фильтруется пища. После этого фильтрованная вода выделяется через другое отверстие.
Особенности обмена веществ
Некоторые из разновидностей асцидий обладают уникальной особенностью: в их крови содержится ванадий. Асцидии поглощают его из воды.
В Японии разводят асцидий на подводных плантациях, собирают урожай, сжигают и получают золу, в которой ванадий содержится в более высокой концентрации, чем в руде многих его месторождений.
Возможная роль в происхождении хордовых животных
По одной из версий, личиночная форма организмов, сходных с асцидиями, могла дать начало ветви хордовых животных [1] .
Эти животные относятся к подтипу оболочников или личинкохордовых и к классу асцидии (Ascidiae). Они делятся на несколько отрядов, которые включают в себя около 100 родов и 2000 видов.
Существуют одиночные (Monascidiae), колониальные (Synascididae) и свободно плавающие формы. Колониальные асцидии, в отличие от одиночных сохраняют тесную связь дочерних организмов с материнским. И только 10 видов этих животных, которых называют огнетелками или пиросомами (Pyrosomata), ведут не прикрепленный образ жизни. Они образуют колонии, которые свободно перемещаются в толще воды.
Эти животные встречаются во всех морях, как в теплых тропических, так и в холодных морях Северного Ледовитого Океана.
Внешний вид
Класс асцидии объединяет донных животных, которые ведут прикрепленный образ жизни. Своим основанием они прочно прирастают к камням или иному субстрату. Их внешность напоминает двугорлый сосуд. Два отверстия их тела – входы в ротовой и клоакальный сифоны.
Частицы, находящиеся в морской воде – источник питания для этих существ. Одна особь способна отфильтровывать несколько сотен литров воды в сутки. Бактерии и планктон удерживаются пищеварительной системой и перевариваются.
Наружная оболочка животного называется туникой. Толщина ее может достигать 3 см. Она выполняет защитную функцию и имеет желеобразную или хрящевидную консистенцию. Состоит она из особого вещества – туницина. Внешний твердый слой туники называется кутикулой.
Окраска туники различных видов асцидий очень разнообразна. Эти животные бывают оранжевого, красноватого, бурого, фиолетового и даже ярко-синего цвета. Иногда туника бывает полупрозрачной. У глубоководных видов она имеет грязно-белую окраску. У некоторых видов внешняя оболочка покрыта камешками и песчинками, что отлично маскирует животное на морском дне.
Величина этих морских обитателей неодинакова. Существуют мелкие виды, размеры которых не превышают нескольких миллиметров. Но есть и крупные животные, достигающие 50 см в высоту.
Внутреннее строение представителей класса асцидии
Твердый скелет у этих животных отсутствует. Некоторые из них имеют известковые включения в различных частях тела. Мышечная система представлена мантией, которая расположена под туникой. Сокращение мышц мантии обеспечивает всасывание воды в ротовой сифон. Сфинктеры или кольцевые мышцы расположены возле входов в сифоны и обеспечивают их закрытие и открытие.
Пищеварительная и дыхательная система асцидии неразрывно связана. Большую часть тела занимает глотка, в которую открывается ротовой сифон. Поверхность глотки имеет множество жаберных отверстий, которые открываются в полость клоаки.
В брюшной стороне глотки находится особый орган эндостиль, вырабатывающий большое количество слизи. Края жаберных отверстий покрыты ресничками, движение которых создают непрерывное движение слизи по всей внутренней поверхности глотки. Глотка переходит в пищевод, затем в желудок. Он заканчивается кишкой, которая открывается в клоакальную полость.
Таким образом, вода, всасываемая ротовым сифоном, проходит сквозь жаберные отверстия, обеспечивая приток кислорода. Пищевые частицы оседают на слизистой оболочке и вместе с током слизи попадают в желудок, а затем в кишечник. Пищеварительные ферменты выделяют печеночные выросты, которые находятся в желудке.
У этих морских обитателей имеется незамкнутая кровеносная система. Их сердце похоже на короткую трубку, от которой отходят кровеносные сосуды.
Размножение и развитие асцидии
Большинство оболочников, которыми являются асцидии, размножаются двумя способами: бесполым и половым. Бесполое размножение или почкование характерно для многих типов беспозвоночных. При этом молодое животное образуется на материнском организме из особого выроста — почкородного столона.
На определенном этапе развития молодой организм отделяется от материнского или остается прикрепленным к нему, что характерно для колониальных форм.
Все оболочники являются гермафродитами. В одном организме имеются как яичники, так и семенники. Яйца этих животных и сперматозоиды выбрасываются через клоаку и оплодотворяются вне организма.
Из оплодотворенного яйца выходит личинка. Она имеет величину до 1 мм, снабжена хвостом, с помощью которого может перемещаться на значительные расстояния.
Личинка плавает до 5 суток, в это время она не питается. Найдя подходящий субстрат, она прикрепляется к нему и начинает вести неподвижный образ жизни. Очень скоро личинка перерождается во взрослое животное, имеющее совсем иное строение.
Животные, составляющие класс асцидии, одни из немногих, развивающихся от сложного к простому. Их личинки имеют типичные черты хордовых животных, светочувствительный глаз и даже зачатки головного мозга. Однако взрослое животное теряет эти органы и превращается в достаточно простой организм. Этого требует образ жизни асцидии.
Если вы захотите больше узнать об асцидиях, то это видео — для вас:
Вот таких интересных животных можно встретить в морях и океанах нашей планеты. А с другими беспозвоночными вас познакомят эти статьи:
Асцидии (Ascidiacea) — группа морских животных, ведущих прикрепленный образ жизни. На сегодняшний день известно около 2300 видов. Тело этих животных мешковатое, с двумя выростами-сифонами. Через один сифон (ротовой) животное засасывает воду, а через другой (клоакальный) — выпрыскивают ее наружу. Вода процеживается в огромной глотке животного, пронизанной жаберными щелями. Мелкие органические остатки и планктон идут в пищу, а свежий кислород на жабрах попадает в кровь. Таким образом взрослая асцидия проводит всю свою жизнь. Но на личиночной стадии эти животные были организованы значительно сложнее, имели развитые органы чувств и движения, напоминали личинок рыб и земноводных. Внутри тела личинка имеет внутренний осевой скелет — хрящевую хорду и нервную систему в виде трубки. Эти особенности строения объединяют их с другими хордовыми и позвоночными животными. Личинка асцидии задерживается на подвижной стадии всего несколько часов или несколько суток, после чего прикрепляется где-то к субстрату, проходит быстрый, но достаточно сложный процесс превращения в примитивное мешковидное животное и начинает свою взрослую жизнь.
Некоторые представители
Халоцинтия пурпурная (Halocynthia aurantium), Научный музей Дальневосточного федерального университета, Владивосток
Pyura chilensis, Майтенсильо, Чили
Три вида на одном фото: Didemnum (слева) и Botryllus schlosseri (справа), обрастающие особями Styela clava
В жаркие августовские дни прибрежные воды Японского моря прозрачны и солнечные лучи хорошо освещают дно на глубине 5-6 метров. Ныряльщик, вооруженный маской и трубкой, замечает на камне яркие оранжево-багряные пузыри величиной в кулак. На ощупь эти пузыри жесткие и твердые, словно наполнены чем-то. Это асцидии – морские донные животные, относящиеся вместе с позвоночными животными (и человеком!) к типу Хордовых.
Хорда – эластичный стержень в спине и хвостовом отделе личинки асцидии. Хордовый тяж обладает одновременно гибкостью и прочностью – позволяет изгибаться и одновременно поддерживает форму тела. Личинка асцидии превращается со временем во взрослое животное, при этом хорда отмирает. У позвоночных хорда не отмирает, но замещается костными позвонками. Остатки ее – это упругие диски между позвонками.
Схема строения взрослой асцидии:
1 – вводной сифон, 2 – выводной сифон, 3 – туника,
4 – стенка тела, 5 – околожаберная полость, 6 – глотка с жаберными щелями,
7 – гонада, 8 – желудок, 9 – подошва.
Вопрос о происхождении Хордовых – сложен и пока не прояснен окончательно. В 1928 году британский зоолог Гарстанг опубликовал теорию, согласно которой хвостатые хордовые личинки древнейших асцидий послужили предками Бесчерепных ( миноги , миксины) и Позвоночных. Таким образом, современные позвоночные животные, от рыб до высших приматов и человека, которые представляют наивысшую степень эволюционного усложнения строения животного организма, произошли от личинок асцидий.
Происхождение самих асцидий в эволюции живой природы весьма древнее. Самые ранние находки асцидий в ископаемом состоянии были, вероятно, сделаны в Шотландии в слоях донных морских отложений силурийского периода. Это означает, что первые асцидии появились в морях примерно 400 000 000 лет назад, еще до возникновения насекомых, пресмыкающихся и динозавров. В наше время асцидии обитают во всех районах Мирового океана, включая арктические и тропические моря.
Личинка асцидии, внешне напоминающая головастика, свободно плавает в толще воды. Взрослое животное обитает на дне, прикрепившись к твердому субстрату – камням, раковинам, стеблям морской травы зостеры.
Строение личинки асцидии (по Ивановой-Казас, 1988).
1 – прикрепительные органы, 2 – туника, 3 – рот, 4 – глотка с жаберными щелями,
5 – выводное отверстие, 6 – нервная система, 7 – плавник, 8 – хорда, 9 – сердце.
Превращение личинки во взрослое животное начинается тогда, когда хвостатая личинка, проплавав 1-2 дня, находит подходящее место на дне и оседает, навсегда прикрепляясь к камню головным отделом. Образ жизни при этом полностью изменяется – из свободно плавающего организма получается неподвижно прикрепленный. Неудивительно поэтому, что происходит глубокий регрессивный метаморфоз строения тела асцидии. Органы личинки, столь необходимые ей раньше: хвост, хорда, глаз и статоцист (орган контроля равновесия), – исчезают. Хвост втягивается за 6-10 минут. Рот передвигается на спину – в более удобное положение, туника личинки немного стекает книзу и создает корнеподобные выросты, улучшающие прикрепление взрослой асцидии к субстрату. Взрослое животное внешне напоминает мешок с двумя отверстиями. Это вводной (ротовой) и выводной сифоны. Оставшаяся от личинки глотка увеличивается, ее стенки прорезаны многочисленными жаберными щелями. Нервная система асцидии – головной ганглий, спинной нервный тяж и нервы, идущие к внутренним органам. В отличие от, например, насекомых и других беспозвоночных, асцидии имеют не двойной нервный тяж, а одинарный и к тому же полый. Не правда ли, это уже спинной мозг, только еще очень простого строения!
Интересно, что туника асцидий состоит из своего рода целлюлозы (туницина) – уникальное явление в животном мире.
По способу питания асцидии – типичные фильтраторы. Они втягивают воду через вводной сифон, отцеживают органические частицы и бактерий, затем выбрасывают воду через выводной сифон. Ток воды создают реснички, выстилающие жабры. Попутно в жабрах происходит потребление кислорода из морской воды.
Асцидии размножаются двумя способами – половым и бесполым. Все асцидии – гермафродиты. Это означает, что у каждой асцидии в теле развиты мужская и женская гонады. Мужские гонады производят сперму, а женские гонады производят ооциты (яйцеклетки). Созревшие сперматозоиды, видимо, выбрасываются наружу и через вводной сифон с током воды попадают в полость тела материнской асцидии, где и соединяются с яйцеклетками. Одна материнская асцидия производит от 10 до 1000 яйцеклеток. Оплодотворенная яйцеклетка развивается в околожаберной полости тела асцидии или – у многих колониальных асцидий – в толще туники до образования вполне развитой личинки, которая затем выходит в воду. Таким образом, характерные черты полового размножения асцидий – вынашивание и яйцеживорождение. Размножение асцидий начинается в Приморье летом в июле-августе. Осевшие личинки превращаются во взрослых животных, которые по достижении половой зрелости в свою очередь производят потомство. В этом заключается жизненный цикл асцидий, самое уязвимое звено которого – развитие яиц и личиночная стадия. Строго определенные значения температуры и солености, пригодные для нормального развития яиц и личинок, могут в море резко колебаться даже в течение суток из-за приливно-отливных течений, ветров и дождей. Поэтому яйцеживорождение и вынашивание личинок до определенной стадии развития у асцидий можно рассматривать как адаптацию к этим условиям.
Бесполое размножение характерно для колониальных асцидий и происходит путем почкования. У основания тела асцидии образуется стелющийся по субстрату вырост, на котором в свою очередь развивается почка. С ростом почки в ней развиваются все органы, свойственные взрослому животному. Новый индивидуум (зооид) остается соединенным с материнским и далее почкуется в свою очередь. Так образуется колония, покрытая общей туникой. Зооиды в одной колонии могут быть бесполыми или с гонадами. Развитыми в различной степени, но в остальном устроены одинаково. Сущность колониальной организации состоит в том, что все зооиды в колонии объединены общими разветвленными системами – кровеносной, пищеварительной и нервной, но имеют индивидуальные рты и выводные отверстия. Примерно половина всех существующих видов асцидий – колониальные.
В Приморье встречаются характерные представители одиночных асцидий – ярко-оранжевые Халоцинтия бугорчатая и Халоцинтия пурпурная . Эти животные вырастают до 18 см в высоту и располагаются на камнях или раковинах, как правило, группами. Тем не менее это отдельные одиночные животные.
Колониальных асцидий Ботриллус бугорчатый и Ботриллус безъязычковый легко можно обнаружить в Приморских водах на глубине 1-2 метра. В середине августа в заливе Восток они хорошо видны на стеблях морских трав у самого берега. Тонкие мягкие полупрозрачные лепешки или наросты, окружающие стебелек зостеры, и есть колониальные асцидии. Туника, покрывающая всю колонию, прозрачна, и сквозь нее просвечивают фиолетовые или черные зооиды размером 1 мм.
Изучение асцидий началось во второй половине ХVII века, и сейчас известно уже около 1000 видов. На Дальнем Востоке исследования асцидий велись с помощью научно-исследовательских судов у Командорских островов, Курил, Сахалина, побережья Хабаровского края. Во время рейсов асцидий добывали тралами и дночерпателями с глубин до 400 м. В последние десятилетия, с развитием легководолазной техники, водолазы более тщательно обследуют малые глубины – до 40 м. Тем не менее общий список видов асцидий в морях России нельзя еще считать завершенным. Дальневосточные моря России характеризуются весьма высоким биоразнообразием, а залив Петра Великого, как полагал академик РАН О.Г. Кусакин, наиболее богатая с точки зрения видового разнообразия российская акватория. Но и здесь к настоящему времени отмечено только 35 видов асцидий.
В Приморье асцидий изучала Т.С. Бениаминсон, одна из первых сотрудниц Института биологии моря РАН. В 1969 году она находит два новых для наших морей вида колониальных асцидий в заливе Посьета. Через 7 лет она обнаруживает один из них – Ботриллус бугорчатый – на подводной части корпуса шхуны "Крылатка", стоящей на приколе в бухте Витязь. Многие прикрепленные виды, появляясь в местах, где они ранее не отмечались, иногда описываются как новые виды. Однако они являются интродуцентами, которые, проникая в новый район, акклиматизируются и становятся обычными и даже широко распространенными. Так было и с Ботриллусом бугорчатым, который, через 10 лет после первого описания, из южной части литорали штата Калифорния появился у берегов Японии, где был описан как Ботриллус коммунис.
Второй вид – Ботриллоидес диегензе, возможно, транзитный переселенец с берегов Великобритании, где известен под другим именем. Оба вида, скорее всего, проникли в зал. Посьета на судах Японской линии, которые регулярно бывают в портах Посьет, Находка, Владивосток и Восточный. В то же время одиночная коричневая асцидия Стиела булавовидная демонстрирует обратный путь проникновения, до юга Великобритании, где этот вид уже стал обычным.
Значение асцидий в природе состоит в том, что они – неотъемлемая и весьма заметная часть морских донных сообществ. Их поселения на дне могут распространяться на больших участках морского дна. Асцидии как фильтраторы активно участвуют в поддержании чистоты морской воды. В этом же состоит и их значение для человека. Ткани асцидий, так же как и голотурий, богаты биологически активными веществами с широким набором уникальных и особо ценных фармакологичеких свойств. Из них можно получить антигрибковые, антимикробные, противоопухолевые и иммуностимулирующие препараты. Вместе с тем Халоцинтия пурпурная в Дальневосточных морях более перспективна для промысла, чем голотурия, так как ее запасы в морях колоссальны и в 10-20 раз превышают запасы голотурий. В Японии Халоцинтия признана ценным пищевым сырьем, и в северных районах ее разводят искусственно.
Читайте также: