Радиолярии сообщение по биологии

Обновлено: 18.05.2024

На нашей планете обитает невероятное количество самых разнообразных одноклеточных живых организмов. Каждый имеет свою необычную морфологию и внутреннее строение. Но сегодня мы рассмотрим лишь один тип из этого множества, а именно необычайно красивых существ – радиолярий.

Итак, радиолярии – это морские планктонные одноклеточные микроорганизмы с секреционным кремневым скелетом. Размеры их варьируют от 40-50 мкм до 1-3 мм. Более мелкие формы встречаются в основном в поверхностных горизонтах вод, крупные формы же преобладают в глубоководных зонах. Они спокойно существуют как в тепловодных морских бассейнах, так и в холодных морях. Являются стеногалинными организмами, то есть могут обитать только в узких интервалах солености, а именно 32-38‰. Разные виды радиолярий приурочены к разным глубинам, но в целом, они являются эврибатными, то есть могут обитать на всех глубинах, вплоть до ложи океанов, достигая глубин свыше 3000 м.

Самым интересным в строении радиолярий является их минеральный скелет. Встречаются разнообразные сетчатые, ажурные, сферические, шлемообразные, колпачковидные, дисковидные и другие виды скелетов с иглами и шипами. Благодаря такому облегченному скелету, радиолярии могут спокойно парить в толще воды. Скелет у них исключительно внутренний, имеет функции опоры и защиты. Существует некая закономерность диаметра скелета и радиальных игл у радиолярий: если основной скелет имеет диаметр больше 150-300 мкм, то радиальные иглы короткие, а если диаметр не больше нескольких десятков микрон, то иглы могут достигать длинной до 1200 мкм.

Сама клетка радиолярий состоит из цитоплазмы и ядра или нескольких ядер. Цитоплазма образована экто- и эндоплазмой. Эндоплазма в свою очередь включает ядро, митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи и пищеварительные вакуоли. Остатки пигмента пищи, придающие некоторым организмам специфическую окраску, тоже находятся в эндоплазме. Эктоплазма же уплотнена, в ней расположены водоросли-симбионты, включения слизи и жира, которые уменьшают удельный вес, тем самым являясь приспособлением к планктонному образу жизни. От эктоплазмы радиально отходят псевдоподии, служащие для сбора и переваривания пищи. Радиолярии имеют также и неподвижные прямые псевдоподии – аксоподии.

Характерной особенностью строения радиолярий является наличие центральной капсулы. У некоторых видов она окрашена в розовый цвет. Капсула разделяет цитоплазму на экто- и эндоплазму.

Существование радиолярий во многом зависит от многих биотических и абиотических факторов. Наиболее важными биотическими факторами можно выделить наличие пищевой базы, симбиоз с водорослями, обилие хищников и конкуренция с другими простейшими. К абиотическим же относится соленость, температура, освещенность, климат и привнос кремнезема в воды. Продолжительность жизни радиолярий колеблется в диапазоне от 16 до 42 дней.

Особенностью радиолярий являются их суточные миграции. Ночью они поднимаются к поверхности воды, днём же опускаются на глубины более 300 м. Подобные миграции происходят из-за их симбиоза с одноклеточными водорослями – зооксантеллами и зоохлореллами. За счет такого сожительства радиолярии получают питательные вещества и углекислоту, а водоросли защиту.

Радиолярии – это одноклеточные простейшие. Они обитают в океанической воде, входят в состав планктона. Р. не в силах противостоять движению воды, поэтому пассивно парят в ней. Их студенистое тело по удельной массе близко к морской воде. Но тело снабжено каркасом, утяжеляющим их клетку, – минеральным опаловым скелетом. Скелет находится внутри цитоплазмы и состоит из отдельных игл или имеет сложную, чаще симметричную, конструкцию. Цитоплазма, состоит из органического вещества, разделяется на экто- и эндоплазму, заключенную в центральную капсулу. Все основные органеллы располагаются в цитоплазме. Одиночные формы имеют размеры от 10-40 мкм до 3000 мкм. Размножаются как половым путем, так и агамным. Питание гетеротрофное. Встречаются в отложениях всего фанерозоя, начиная с кембрия. Являются породообразующими (радиоляриевые илы, кремнистые породы).

Радиолярия фото кремневого скелета

Внешний вид

Внешняя форма разнообразна. В большинстве случаев тело имеет форму шара и расходящиеся элементы скелета и псевдоподии. Размеры живой клетки радиолярий изменяются от нескольких десятков микрометров до 1000-3000 мкм. Редко радиолярии создают колонии, которые могут достигать нескольких метров. Окраска тела зависит от наличия зёрен пигмента и бывает красной, синей, зелёной и др.

Строение клетки

Цитоплазма отчетливо разделена на эндо- и эктоплазму. Характерной особенностью радиолярий является наличие особого хитинового образования - центральной капсулы. Она представляет собой органическую мембрану, заключая в себе эндоплазму. Характерной особенностью радиолярий является наличие особого хитинового образования - центральной капсулы. Она представляет собой органическую мембрану, заключая в себе эндоплазму. Детально этот раздел рассмотрен в статье Строение клетки

Схема строения (Hollande A., Enjumet M., 1960)

1 – слои эктоплазмы; 2 – аксоподии; 3 – зооаксантеллы; 4 – филоподии; 5 – ядро; 6 – эндоплазма; 7 – мембрана центральной капсулы; 8 - аксопласт; 9 – вакуоли; 10 – добыча; 11 - филлоподии

Минеральный скелет

У большинства радиолярий скелет состоит из опала. У современных акантарий установлено присутствие целестина (SrSO₄), а у акантарий мягкое тело вовсе защищается чужеродными частицами: обломками скелетов, панцирей других организмов.
Скелет у радиолярий исключительно внутренний, поэтому не подвергается растворению в течение жизни клетки.
Главное значение скелета для радиолярий в том, что они получают пассивную способность к парению в воде. Скелет радиолярий отличается большой прочностью и хорошо сохраняется в ископаемом состоянии, кроме целестиновых скелетов - они растворяются в морской воде после гибели организма.

Простейший. Состоит из отдельных простых или двойных игл.
Астроидный. Представлен двадцатью иглами радиально расходящимися от капсулы, но соединёнными в центре.
Сфероидный. Противоположные иглы соединяются в центре и скелет оказывается состоящим из 10 игл, формируется более сложный шаровидный скелет.

При наличии нескольких ярусов таких ответвлений возникает скелет, состоящий из нескольких шаров вложенных друг в друга.
Встречаются также скелеты в форме башенки, шлема, суженный на одном конце и расширенный на другом. Устьевый край скелета может закрываться решётчатой диафрагмой. При увеличении размеров
в области устья появляются пережимы, приводящие к образованию многокамерного скелета. Вершина таких скелетов называется цефалис. Головной отдел идущий за вершиной называется торакс (вторая камера). Грудной отдел (третья камера) называется абдомен. Последующие капсулы называются – постабдомен.

Формирование скелета

Формирование скелета у современных радиолярий может осуществляться разными способами и происходит в несколько этапов.
Завершение формирования скелета осуществляется двумя способами:

способом мостика – формирование из прямых балок (перекладин), которые, соединяясь мостиками и разрастаясь, формирует скелет с полигональными порами;
способом ободка - На органической матрице, которая быстро окремнеевает, а оставшиеся поры сужаются за счет утолщения стенки скелета.

Различные части скелета одного вида могут образовываться всеми способами, также в процессе онтогенеза доминирующие способы могут меняться.

Радиолярии представители сантонского века Кавказа

Радиолярии Морфология скелета

К внутренним элементам относятся внутренний каркас в виде полой сферы или спикулы, первичная сфера и иглисто-рамочные конструкции; к внешним - различные скелетные оболочки и связанные с ними структуры (иглы, шипы, апофизы, туника, устье и проч.). Внешние элементы покрывают внутренние. Морфологическая роль и функциональное значение внутренних элементов скелета состоит в механической защите центральной капсулы, заключающей всю эндоплазму, а внешние элементы скелета служат механической опорой и поддерживают эктоплазму.

Внутренний каркас

Внутренний каркас занимает центральное положение внутри первичной внутренней сферы скелета и имеет форму полой, непористой сферы с отходящими от неё лучами, изометричного многогранника с цилиндрическими лучами четырёх-, шести- и многолучевой спикулы и микросферы. Внутренний каркас связан со всеми другими частями скелета: основные иглы скелета являются непосредственным продолжением лучей внутреннего каркаса. В эволюции внутреннего каркаса прослеживается развитие двух основных скелетных элементов, возникших в истории радиолярий практически одновременно: полой сферы, появившейся в раннем кембрии, и спикулы, достоверные находки которой известны со среднего кембрия. Микросфера появляется в скелете радиолярий только в триасе.
Значение внутренних каркасов еще остается не выясненным, поскольку подобная структура не сохранилась в скелете у современных полицистин, только у насселярий.

Полая сфера – внутренний каркас представляет собой полую неперфорированную сферу с отходящими от нее полыми лучами. Не получил дальнейшего развития за счет массивности.
Полусфера - тип внутреннего каркаса встречается крайне редко и только у отдельных ордовикских представителей.
Многогранник - возможно, это первый шаг радиолярий на пути облегчения внутреннего каркаса скелета. Но и этот тип внутреннего каркаса не получил развития у других представителей радиолярий.
Спикула – внутренняя первичная структура, морфологический центр скелета, представляет собой n-лучевую фигуру (где значение n равно от 4-6 до 24), образованную одной первичной четырехлучевой спикулой или объединением двух первичных четырехлучевых спикул. Первичная спикула чаще всего располагается внутри сферы в ее центре, но иногда спикула расположена эксцентрично. На дистальном окончании лучей спикулы формируются основные иглы скелета.
Четырехлучевая спикула является универсальным первичным скелетным элементом радиолярий, устойчивым в пространстве и времени.
Спикула со срединной балкой. Строение внутреннего каркаса в виде шестилучевой спикулы со срединной балкой, видимо, отвечало более нормальному функционированию клетки. Шести- и многолучевая спикула со срединной балкой образована из двух первичных четырехлучевых спикул. Этот тип спикулы характерен для сферических губчатых радиолярий, пористых представителей и радиолярий с пиломом.
Микросфера - первичная микросфера развивается от углов спикулы. Микросфера связана с внешней оболочкой скелета иглами, являющимися продолжением спикулы, при этом одна игла - антапикальная - возникает от антапикальной части пер¬вичной микросферы.

Эволюция внутреннего каркаса на основании развития двух структурных элементов: полой сферы и спикулы.
Первичная внутренняя сфера
Отходящие от спикулы лучи в результате разрастания, ветвления и слияния дистальных концов образуют первичную внутреннюю сферу (Афанасьева, Амон, 2006). Диаметр первичной сферы современных радиолярий колеблется от 15 до 50 мкм и больше (Петрушевская, 1986). На основании соотношения диаметра внешней и первичной внутренней оболочки скелета можно выделить четыре типа первичной сферы: очень большая, большая, маленькая и очень маленькая. Стенка первичной сферы очень тонкая 1-3 мкм.

Оболочки скелета

Скелетные оболочки в той или иной степени характерны для всех классов радиолярий. Обычно у радиолярий различают внешние и внутренние оболочки. Внешние оболочки, как правило, сближены. Внутренние обычно удалены друг от друга на расстояние, равное приблизительно половине радиуса наименьшей внутренней сферы (Назаров, 1988). Их основной функцией является поддержание целостности скелета и всей клетки в целом. Различаются пять видов скелетных оболочек, объединенных в два основных типа в соответствии со способом нарастания скелетной ткани (Афанасьева, 2005):

решетчатые, сетчатые и губчатые оболочки, скелетная ткань которых образована способом мостика;
пористые и пластинчатые оболочки, в образовании скелетной ткани которых доминирует способ ободка.

1. Решетчатые оболочки. Такими называют скелеты, которые состоят из немногих толстых и грубых перекладин. Дополнительные перекладины ограничивают и определяют округлую, четырехугольную или изометричную форму ячей решетчатой стенки.
2. Сетчатые оболочки. Стержни, формирующие сетчатые сферы, более тонкие, не шире, чем ячеи между ними, и связаны в целостную сеть. Сеть может быть одно- или многослойной. Углы ячей всегда сглажены, закруглены для увеличения прочности скелета.
3. Губчатые оболочки. Губчатые формы отличаются хаотичным переплетением наиболее тонких скелетных нитей, образующих спутанно-волокнистую структуру.
4. Пластинчатые оболочки. Неперфорированные пластинчатые оболочки известны достаточно широко, но иногда и в них есть, хотя бы редкие, полигональные поры.
5. Пористые оболочки. Наиболее широко распространенной, особенно у сферических полицистин, является пористая оболочка. Скелетная ткань пористой оболочки образована по способу ободка: края пор нарастают внутрь.
Скелет может быть пронизан порами одного или разного размера. Диаметр пор меняется от 1 до 35 мкм, но иногда встречаются очень тонкие пластины с порами 0,2-1 мкм. Расположение пор бывает беспорядочным, особенно если поры разной величины и формы, или упорядоченным, при этом оно часто напоминает шахматную доску. Иногда продольные или поперечные ряды пор вырисовываются более отчетливо, потому что стенки между рядами шире и/или толще, чем между порами в одном ряду. Кроме того, крупные поры могут быть затянуты тонкими ажурными сеточками или пористыми пластинками (Назаров, Петрушевская, 1996). Внешняя оболочка скелета может быть осложнена системой относительно высоких гребней, образующих ячеистую структуру поверхности скелета.

Устье и пилом

Устье и пилом – это отверстия в оральной части раковины, значительно более крупные, чем остальные поры. Устье бывает закрытым и открытым. Располагается на дистальном конце последней камеры. На последней стадии развития скелета устье или закрывается пластинкой, или может быть оформлено валиком и/или зубцами, иногда оно вытянуто в трубку.

Иглы у радиолярий

Второстепенные иглы имеют не столь разнообразную форму, как основные иглы, и представлены, главным образом: 1) конусовидными иглами с округлым сечением основания 2)пирамидальными иглами с треугольным сечением основания. Второстепенные иглы не имеют углублений в основании игл и не образуют граней.

Симметрия скелета

В скелетах радиолярий, согласно теории В. Н. Беклемишева (1952) и М. Г. Петрушевской (1986), можно различить следующие последовательно усложняющиеся типы симметрии.
Гомаксонный тип симметрии представляет собой сферические и производные от сферы скелеты с бесконечным числом одинаковых осей. Если число осей сокращено до 20 или 4-6, то уменьшается и число радиусов симметрии. Чаще всего такой скелет имеет форму, близкую к шару. Возможно, это оптимальное приспособление к планктонному образу жизни.
Монаксонный тип симметрии - число осей сокращено до одной, при этом скелет оказывается сплюснутым в направлении этой оси или, наоборот, вытянутым вдоль нее.
Гетерополярный тип симметрии - полюсы единственной оси не равнозначны. Число радиусов симметрии неопределенно, может равняться 3 или 2. В последнем случае образуются две половины скелета, которые можно теоретически совместить, повернув вокруг оси.
Билатеральная симметрия отражается не только на скелете, но и но в наружном расположении камер и сегментов. Этот тип симметрии предполагает дифференцирование скелета в направлении одной морфологической оси (условно верх-низ) и в направлении переднезадней оси, которая лежит в плоскости симметрии. Получающиеся половинки скелета – зеркальные.
Ось появляется при необходимости вращения, для сохранения равновесия и определения направление движения. Причем в случае, если направление движение безразлично, получается монаксонный тип, если же не безразлично, то гетерополярный или билатеральный. Такая геометрическая дифференциация вызывается планом биологической дифференциации (Мордухай-Болтовский, 1936).
В ряде случаев скелет радиолярий может быть асимметричен. Первичная асимметрия свойственна скелетным иглам с несколькими отростками у примитивных спумеллярий и насселярий. У последних на основе такого устройства скелета развивается асимметричный решетчатый панцирь с раструбом внизу. Вторичная асимметрия у высших представителей отряда феодарий развивается на основе радиальной симметрии.

Систематика и классификация

Эренберг в 1846-1847 гг. разработал первую классификацию радиолярий, включающую два отряда, шесть семейств, по три в каждом отряде, и 31 род. Классификационные принципы, на которых построена первая классификация радиолярий Polycystina, состояла в том, что Эренберг активно использовал общую геометрию скелета, усилив ее элементами симметрии. Отряды были установлены на основе осей симметрии и по главной форме скелета.
В настоящее время М. С. Афанасьевой и Э. О. Амоном разработана новая классификация, которая открывает возможность учитывать практически любые сведения об исследуемых организмах, и позволяет достаточно просто определить место в филогенетической схеме любого вновь рассматриваемого объекта изучения. Данная классификация разработана на уровне высоких и высших таксонов. В ней ранг Radiolaria повышен до типа.
Классификация М. С. Афанасьевой и Э. О. Амона (2006) включает 286 высоких таксонов радиолярий: 1 тип, 3 подтипа, 8 классов, 26 отрядов, 14 надсемейств, 130 семейств и 104 подсемейства, охватывающих 1140 родов радиолярий фанерозоя. Этой классификации мы и придерживаемся в данной работе.
Тип Radiolaria объединяет три подтипа: Polycystina Ehrenberg, 1838, Phaeodaria Haeckel, 1879, Collodaria Haeckel, 1879.

Размножение

У радиолярий выделяют как бесполое размножение, так и половой процесс.
Бесполое размножение может совершаться по типу вегетативного разделения на две части, после чего недостающие части достраиваются.
Половой процесс у радиолярий сопровождается образованием одно- или двужгутиковых одинаковых гамет, которые после копуляции формируются в зиготу.
У более сложных видов возможно формирование эмбриона.

Процесс питания радиолярий мало изучен. Пищей радиоляриям служат мелкие организмы: зелёные жгутиконосцы, диатомеи, тинтины, различные споры. Но иногда их добычей могут стать и более крупные организмы – конеподы, сагитты, личинки аннелид. Добыча захватывается аксоподиями и токами цитоплазмы переносится поближе к центральной капсуле в большие пищеварительные вакуоли. Там она переваривается благодаря экструзомам (кинетоцистам), которые имеются у всех радиолярий. Среди колониальных радиолярий встречаются как хищники, так и те, которые используют симбиоз с водорослями и питаются за счёт фотосинтеза.

Формы радиолярий палеогена Кавказа

Образ жизни радиолярий

Радиолярии – исключительно морские организмы. Они живут в водах с нормальной солёностью – 32-38% и ведут планктонный образ жизни. Форма тела радиолярий приспособлена к парению в воде.
Радиолярии подразделяются на две группы по температуре обитания: относительно тепловодные формы и умеренно холодноводные. К первой группе относятся сфероидные и дискоидные формы. Ко второй относятся преимущественно циртоидные формы радиолярий. Наибольшая их распространённость наблюдается в экваториальном поясе, где наблюдается закономерное их уменьшение с глубиной. Небольшое число видов радиолярий приурочено к жизни только в холодных районах Мирового океана. То есть можно говорить об арктических и антарктических радиоляриях.
Среди радиолярий выделяют океанические и неритические виды, считающиеся единичными представителями.
Они отличаются способностью населять всю толщу вод океанов, начиная от поверхностных слоев и кончая самыми глубинными зонами (Основы палеонтологии, 1959).
Среди радиолярий выделяют как одиночные представители, так и колониальные. Они могут образовывать колонии от нескольких сантиметров до метра и более.

Радиолярии значение геологическое

Известны во многих районах земного шара. Их скелеты после отмирания мягкого тела парить во взвешенном состоянии не могут и постепенно опускаются на дно, перемешиваясь с осадками. Более легкие и тонкие скелеты растворяются в верхних кремнененасыщенных слоях водных масс, в свою очередь в осадках растворению способствуют перемешивания придонными течениями. Активное захоронение осадками содействует сохранению скелетов.

Осадки претерпевают перемещения течениями, химические и механические преобразования в процессах литогенеза и диагенеза. При изучении образовавшихся осадочных толщ и океанических отложений с заключенными в них скелетами радиолярий, таких как глины, известняки, сланцы, туфы, яшмы, радиоляриевые илы.
Устанавливая и изучая историю развития условий обитания этих планктонных организмов, их географическое распространение в каждом веке фанерозоя, позволит установить географические ареалы отдельных видов, проследить их экологию, выстроить генетические цепочки, позволит создать стратиграфические шкалы на местном уровне и провести корреляцию этих разрезов.

Общая информация

Невероятно красивые представители класса радиолярий принадлежат к саркодовым. Лучевики выглядят, словно произведения фантазии художника, они могли бы быть изобретены автором научно-фантастических книг – но эти прекрасные создания сконструированы в ходе эволюции самой природой. Среда обитания радиолярий – морская вода, где они входят в общую массу планктона. Представители вида радиолярии просто плавают в соленой воде, и некоторые экземпляры вырастают до миллиметра в размере. В сравнении с большинством простейших именно лучевики – очень большие представители. Радиолярии живут поодиночке, хотя некоторые подвиды все же обитают колониями. При одновременном нахождении в одной точке пространства целой колонии размер может достигать двух сантиметров. По меркам одноклеточных такие образования – настоящие гиганты. Впрочем, представители радиолярий и солнечников интересны не только этой особенностью.

Представители радиолярий: как они выглядят?

В основном, все принадлежащие к этому классу одноклеточные животные имеют форму шара. Они оснащены центральной капсулой, которая играет роль скелета. Природный материал для построения капсулы – органическая мембрана, частично охватывающая цитоплазму, ядро. Определенный процент цитоплазмы – снаружи. Также в капсуле есть многочисленные поры, позволяющие проходить нитям цитоплазмы. Эти элементы строения обеспечивают связь внешних и внутренних слоев одноклеточного животного.

Снаружи цитоплазма представителей класса радиолярии (7-й класс в школе на биологии обязательно это проходит по основной программе) больше, нежели та часть, которая скрыта капсулой внутри животного. Именно эти объемы, расположенные снаружи, составляют большую часть массы тела. Вещество живое, слоистое, богатое на включения, в том числе молекулы жира, слизи. За счет подобных компонентов радиолярия весит очень мало и в воде словно бы парит, свободно передвигается, ничем не сдавленная.

Радиолярии и другие обитатели морей

Если изучить примеры представителей радиолярий под микроскопом, можно заметить, что эти экземпляры намного эстетичнее выглядят, чем могли бы быть от природы. Это обусловлено стремлением к сосуществованию с другими видами. Зачастую радиолярии позволяют жить на себе разным одноклеточным водорослям, если те меньше по размеру, нежели рассматриваемые живые существа. В науке такие организмы, с которыми можно сосуществовать, именуются зоохлореллами, если они зеленого оттенка, а вот желтоватые, рыжие называются зооксантеллами.

Сосуществование в равной степени выгодно для обеих сторон. Радиолярии защищают те одноклеточные водоросли, которые допущены для обитания на их телах, и они имеют доступ к необходимым для существования веществам, в том числе и тем, которые расходуются во время фотосинтеза. Они получают от хозяйского организма углекислый газ, ненужный представителям радиолярий. Пример пользы от сожителя для носителей: обеспечение кислородом. Именно через водоросли одноклеточный организм получает необходимое для нормального существования соединение. Впрочем, известно, что водоросли преимущественно обитают вблизи поверхности, соответственно, они находятся только в телах радиолярий, также живущих в толще воды относительно близко к воздуху. На помощь водорослей не могут рассчитывать глубоководные представители радиолярий, то есть те, которые обитают в водах на глубине, недоступной для лучей света.

Внешний вид радиолярий: красота и простота

Изящные, крохотные, прекрасные представители радиолярий устроены очень рационально. Они обладают легким скелетом, обеспечивающим надёжность строения. При своем небольшом весе они довольно прочные, так как сформированы из оксида кремния (в большинстве случаев). У некоторых представителей радиолярий скелет сформирован из солей стронция.

Классификация живых организмов

Spumellaria.
Nassellaria.
Acantharia.
Pheodaria.

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Spumellaria

Названия представителей радиолярий этого класса должны быть известны любому школьнику. Чаще всего в курсе школьной биологии внимание уделяют Hexancistra quadricuspis, Perypanicium amphocorona. Все спумеллярии всех разновидностей построены в виде сферы, а их скелеты выполнены из кремния. При изучении под микроскопом можно увидеть невероятной красоты ажурные шары. Первый из упомянутых видов отличается наличием радиальных лучей, соединяющих сферы скелета, а второй прекрасен не только простотой и ажурностью, но и тем, что шары словно вставлены один в другой.

Nassellaria

Названия представителей радиолярий этого класса: Dorcadospyris dinocerae, Calocyclus monumentum, Tympaniscus tropodiscus. Отличительная особенность насселярий – исключительное разнообразие строения организма. Есть самые причудливые одноклеточные! Науке известны радиолярии с такими формами скелетов, которые даже способны на невероятную фантазию человеческий мозг не смог бы изобрести. Есть, к примеру, изображающие словно бы диадему великолепные радиолярии, дополненные дугами и центральной сферой.

Когда в школе проходят по биологии представителей радиолярий, обязательно уделяют внимание Calocyclus monumentum. Эта разновидность известна своим необычным внешним видом – она подобна колоколу, но очень тонкому, ажурному. От основной конструкции во все стороны расходятся небольшие шипы. Есть и другие известные виды, у которых скелет из кремния дополнен пересекающимися между собой кольцеобразными образованиями, осложненными наличием наростов. А вот Tympaniscus tropodiscus имеют очень сложную конструкцию – здесь и тонкие кольца, пересекающиеся друг с другом, и наросты, и радиально расходящиеся в разные стороны лучи, от которых наблюдается вторичное ветвление.

Acantharia

Когда проходят по биологии представителей радиолярий этого класса, особенное внимание уделяют строению скелета. Обычно у акантарий наблюдается два десятка расходящихся радиально иголок, сформированных из кремниевых солей. Особенность такого строения – простота растворения под влиянием морской воды. Когда акантарии погибают, их тела не откладываются на океанском дне. Это качество отличает указанных представителей от всех остальных радиолярий.

Длина иголок довольно сильно варьируется, суммарно все они формируют пять поясов, каждый из которых содержит 4 иглы. Довольно интересным является вид Acanthomerta tetracopa, чей организм дополнен центральной капсулой яркой окраски. При изучении при большом увеличении такой организм выглядит невероятно эстетичным. Вид Arachnocorys circumtexta располагает капсулой, визуально подобной шлему, от которого в разные стороны отходят довольно длинные иголки. Изнутри шлем окрашен в красный, а краешки оформлены желтым цветом. Очень тонкие ложные ножки вида Diplocercus fuscus (этому виду в школьной программе обычно тоже уделяют некоторое внимание) поражают не только своей изящностью, легкостью и невесомостью, они также отличаются различной длиной. Водоросли, с которыми соседствует радиолярия, окрашивают капсулу в зеленый цвет. Это позволяет животному выглядеть очень нарядно, эстетично, эффектно.

Pheodaria

Названия представителей простейших организмов радиолярий этого класса тоже должны быть известны всякому школьнику, более-менее внимательно слушающему программу седьмого класса. Это следующие наименования: Auloceras arborescens, Tuscarilla nationalis, Lithoptera mulleri. Все принадлежащие к феодариям радиолярии поражают своей красотой и могут быть источником вдохновения, хотя некоторые представители выглядят достаточно необычно. Например, центральная капсула одного из видов окрашена в коричневый, а по окружности от него исходят очень тонкие иголки с ветвлениями.

Другие представители сходны по своей структуре со снежинками, но вот цвета их совсем не похожи на снег. Радиолярии зачастую яркие, необычные, разноцветные, словно наряженные на праздник. Феодарии отличаются от других радиолярий отсутствием многочисленных пор в капсуле в центре, количество отверстий варьируется от одного до трех, и они довольно крупные. Капсула наполнена федиумом, то есть ярким пигментом, особенно заметным в окружении эндоплазмы, не имеющей цвета. На текущий момент наука не знает объяснений функциональности федиума.

Не все так просто

Радиолярии привлекали внимание ученых с самого момента обнаружения этих крошечных, прекрасных организмов. И по сей день научные методы не позволяют исследовать лучевиков настолько, чтобы считать эту область живого мира освоенной. Радиолярии – это загадка для современных ученых, так как процесс изучения довольно сложный. К сожалению, радиолярии не могут выживать в аквариумах. На текущий момент ни один научный эксперимент так и не достиг успеха в части, касающейся выращивания экземпляров лучевиков в культивируемых условиях. Стоит отметить, что радиолярии не раз становились объектами исследования зоологов из разных стран, и подход, технические возможности, примененные методики разнились довольно сильно. Тем не менее в вопросах содержания культуры морских обитателей успеха так и не было достигнуто.

Мнения расходятся

Бытует мнение, что радиоляриям доступен половой способ размножения. Именно такой позиции придерживался профессор Шевяков, проводивший исследования одноклеточных микроорганизмов в 20-м столетии. В ходе изучения организмов было выявлено, что лучевики располагают жгутиковыми гаметами. Дальнейшее наблюдение показало, что формование зиготы обусловлено копулированием гамет, и из плода появлялась новая радиолярия. Ни подтверждения этого наблюдения, ни опровержения до настоящего момента не поступило. Это обусловлено сложностью наблюдения за поведением организма в нормальных условиях.

Особенности размножения

В целом именно вопросы размножения радиолярий вызывают наибольшие сомнения у ученых в наши дни. Для исследования этого обстоятельства нужно учитывать ряд важнейших факторов. К примеру, лучевики зачастую живут в симбиозе с разнообразными жгутиконосцами, а вот некоторые из них – паразиты. При этом наблюдаются растительные формы жизни, то есть водоросли, состоящие из одной клетки, а также животные. Каждый организм, обитающий на радиолярии, стремится к размножению, и большинство из них формируют своих бродяжек. При наблюдении за микроскопическим миром далеко не всегда есть возможность точно определить, чье потомство наблюдается через увеличительную систему – лучевика или жгутиконосца, обитающего с рассматриваемым животным в симбиозе.

Если говорить о бесполом варианте размножения радиолярии, то тут нужно отметить, что в процессе внешний слой начинает делиться несколько медленнее. Это приводит к формированию колоний, в составе которых есть несколько центральных капсул. Все это размещается в цитоплазме, единой на ядра. Масса довольно студенистая, со временем может разрастаться.

Радиолярии: где обитают?

Преимущественно лучевики проживают в теплых водах. Наблюдается большая концентрация радиолярий в тропиках – здесь их почти в десять раз больше, нежели в умеренном климате. В арктических водах лучевики также есть, но в очень небольших количествах. Например, Карское море богато всего лишь 15 разновидностями лучевиков.

Возможность обитания таких, казалось бы, требовательных к условиям окружающей среды микроорганизмов объясняется следующим образом: на большой глубине разность температур между тропиками и северными водами совсем несущественна, поэтому особи, привыкшие жить на большой глубине, в равной степени комфортно чувствуют себя в самых разных широтах.

Распределение радиолярий по земному шару

Радиолярии и глубина

Особенное внимание способности лучевиков выживать на разных глубинах в своих работах уделял уже упомянутый ранее профессор Шевяков. Его исследования затянулись на длительное время, преимущественно внимание было приковано к теплому средиземноморскому климату, где обитают акантарии. Шевяков проводил анализ вертикального распределения микроорганизмов, в ходе чего выявил, что эти крохотные и прекрасные животные довольно чувствительны к условиям окружающего их мира.

В первую очередь удалось установить зависимость от количества соли в морской воде: опреснение негативно влияет на организмы лучевиков. Если начинается сезон дождей, акантарии быстро погружаются на глубину до двухсот метров, несмотря на то, что в норме их слой обитания – воды вблизи поверхности. Если море начинает волноваться, акантарии уходят на глубину до 15 метров. Аналогичное влияние на распространение организмов по вертикали оказывают шторма.

Как это работает?

Изучая радиолярии, ученые смогли разобраться, благодаря чему лучевики могут перемещаться по вертикали на такие большие расстояния (а это довольно существенно, учитывая давление воды и изменение уровня плотности). Было выявлено, что за это ответственны специальные приспособления. Например, акантометры, больше всего похожие на звезды, снежинки, не просто красивы – их иглы дополнены специальными волокнами. Учёные назвали такие элементы строения миофрисками. Эти волокна начинаются в цитоплазме и за счет сокращений растягивают ее внешний слой. Это увеличивает животное в объеме и позволяет ему подняться с глубины наверх. Когда миофриски расслабляются, место в пространстве, занимаемое акантометрой, становится меньше, под влиянием чего микроорганизм погружается на нужную глубину.

Акантарии – это единственный из трех отрядов, зачастую обитающий вблизи поверхности. Остальным разновидностям это не свойственно, они преимущественно обитают на большой глубине. Если рассматривать моря, омывающие берега России, можно заметить, что наибольшее разнообразие радиолярий свойственно дальневосточным водам. На севере лучевиков немного из-за сурового климата. Каспий, как выявили российские ученые, и вовсе не населен радиоляриями. Предполагается, что причиной тому стало опреснение воды, так как море не связано с океаном.

Еще более обширную по числу видов группу морских саркодовых, чем фораминиферы, образуют лучевики, или радиолярии (Radiolaria).

Это отдельный подкласс в классе саркодовых, насчитывающий не менее 7— 8 тыс. видов. Кроме современных видов, радиолярии богато представлены и в ископаемом состоянии. Это обусловлено тем, что у большинства их, так же как и у фораминифер, имеется минеральный скелет.

Строение радиолярий сложно и разнообразно. Вся их организация несет ясно выраженные черты приспособления к планктонному образу жизни, которые весьма совершенны и затрагивают разные стороны строения.

Размеры радиолярий варьируют в довольно широких пределах — от 40 — 50 мк до 1 мм и более. Имеются немногочисленные колониальные формы радиолярий, размеры которых достигают величины нескольких сантиметров.

Обратимся прежде всего к рассмотрению протоплазматических частей тела радиолярий. Большинство их имеет более или менее ясно выраженную сферическую форму. Характерная особенность строения радиолярий — это наличие центральной капсулы (рис. 37).

Центральная капсула представляет собой мембрану, состоящую из органического вещества и окружающую центральные части цитоплазмы с ядром. Стенки центральной капсулы обычно пронизаны многочисленными мелкими порами, через которые внутрикапсулярная цитоплазма сообщается с экстракапсулярной. Центральную капсулу следует рассматривать как скелетное образование, защищающее внутренние части цитоплазмы и ядерный аппарат. У некоторых радиолярий внутрикапсулярная полость сообщается с экстракапсулярным пространством не многочисленными мелкими отверстиями, а широким отверстием, напоминающим устье раковинок корненожек.

У многих радиолярий в цитоплазме имеются иногда в значительных количествах зеленые (зоохлореллы) и желтые (зооксантеллы) включения. Это одноклеточные водоросли. Некоторые из этих водорослей относятся к отряду панцирных жгутиковых — Dinoflagellata. Перед нами типичный пример симбиоза простейшего животного организма с растительным. Это сожительство полезно для обоих компонентов. Водоросли получают в теле радиолярии защиту и, вероятно, некоторые питательные вещества, а также углекислоту, образующуюся при дыхании. Углекислота необходима для фотосинтеза зеленого растения. Водоросли в результате фотосинтеза выделяют свободный кислород, используемый радиолярией для дыхания. Кроме того, часть водорослей может перевариваться радиолярией, т. е. служит источником пищи. Водоросли встречаются лишь у радиолярий, живущих на небольших глубинах, куда проникает свет. У глубоководных форм они отсутствуют.

От тела радиолярии наружу отходят многочисленные тончайшие псевдоподии (рис. 37, табл. 2 и 3), у некоторых видов анастомозирующие между собой. Они служат для улавливания пищи.

Мы не имеем возможности в этой книге дать подробное описание различных форм радиолярий и ограничимся лишь некоторыми наиболее интересными представителями этой обширной группы простейших (см. табл. 2 и 3).

Радиолярии обладают минеральным скелетом. У большинства он слагается из кремнезема (Si02). В одном из отрядов радиолярий скелет состоит из сернокислого стронция (Sr2S04).

Подкласс радиолярий состоит из 4 отрядов. Для каждого из отрядов характерны свои типичные формы скелета. Остановимся кратко на рассмотрении этих отрядов (табл. 2—3).

В отряде Spumellaria встречаются единичные виды, лишенные скелета (рис. 37), но у большинства имеется кремневый скелет. Исходная и наиболее примитивная форма его — это отдельные разбросанные в эктоплазме одноостные или трех- и четырехостные микроскопические иглы. У многих Spumellaria эти иглы спаиваются друг с другом, в результате чего получаются ажурные скелетные шары

Очень часто от шаров отходят радиальные иглы. У некоторых видов образуется не один, а несколько шаров, вложенных друг в друга и соединенных радиальными иглами. Вероятно, эти вложенные друг в друга шары образуются последовательно, по мере роста простейшего (процесс этот остается неизученным). Очень разнообразны кремневые скелеты в отряде Nasselaria. Исходным форматом здесь, по-видимому, является четырех лучевая спикула. Три луча ее образуют треножник, поддерживающий центральную капсулу, четвертый же направлен вверх, образуя апикальную иглу. К этой основной спикуле присоединяются кольца, соединяющие иглы спикулы (табл. 3). Эти кольца, разрастаясь, образуют очень разнообразные и причудливые формы скелета в виде ажурных шапочек, шлемов, шаров и т. п. (табл. 3, 2, 3, 6). Весьма характерен и типичен скелет радиолярий, относящихся к отряду Acantharia. В химическом отношении он имеет иной состав, чем Spumellaria и Nasselaria, а именно состоит из сернокислого стронция, который довольно легко растворим в морской воде. Поэтому после отмирания животного скелет акантарий растворяется, тогда как кремневые скелеты Spumellaria и Nasselaria опускаются на дно и входят в состав ила.

В высшей степени разнообразны и трудно сводимы к какой-либо общей схеме кремнеземные скелеты четвертого отряда радиолярий — Pheodaria (табл. 2, 3, 6), куда относятся наиболее глубоководные виды. Скелет одних, аналогично Spumellaria, представляет вложенные друг в друга шары. У других имеются 2 створки, окружающие центральную капсулу. К этим элементам скелета добавляются разнообразные, иногда ветвящиеся радиальные отростки — иглы. Нередко имеется периферически лежащая зона тонких полых игл, расположенных в несколько слоев. Многообразие в строении скелета у Pheodaria поразительно!

От представителей других отрядов радиолярий представители Pheodaria отличаются тем, что центральная капсула их имеет одно или три широких отверстия, сообщающих внутрикапсулярную полость с экстракапсулярным пространством (вместо многочисленных пор, имеющихся у других радиолярий). Кроме того, в экстракапсулярной цитоплазме в области отверстия, ведущего в полость центральной капсулы, у Pheodaria имеется особое, обычно окрашенное в коричневый цвет скопление пигмента, выделительных телец и нередко пищевых включений. Эти резко выделяющиеся благодаря своему яркому цвету на фоне бесцветной цитоплазмы образования носят название феодиума. Вопрос о физиологическом значении феодиума остается неясным.

Свойствен ли половой процесс всем радиоляриям, остается неясным. Выяснение этого вопроса требует дальнейших исследований. Дело чрезвычайно усложняется еще и тем обстоятельством, что в теле радиолярий часто живут симбиотические, а иногда и паразитические водоросли и жгутиконосцы. Эти организмы в свою очередь при размножении образуют снабженные жгутиками бродяжки, которые выходят из тела радиолярии. Не всегда легко бывает решить вопрос, имеем ли мы дело с бродяжками, принадлежащими самой радиолярии, или же с бродяжками живущих в их теле растительных организмов.

Как уже указывалось, радиолярии являются преимущественно обитателями теплых морей. Для Атлантического океана, например, установлено, что в экваториальной области число видов радиолярий из отряда Acantharia в 10 раз превышает таковое в северных районах.

Такие же примерно соотношения наблюдаются и в Тихом океане. В арктических морях радиолярий мало. Например, в Карском море их найдено только 15 видов.

Указанные закономерности в географическом распределении радиолярий справедливы для поверхностных слоев океана, температура которых определяется широтным фактором. По мере углубления в толщу водной массы различия в температурах между южными и северными широтами постепенно стираются, в связи с чем уменьшаются и различия в фауне радиолярий.

Кроме отчетливо выраженной зависимости распределения радиолярий от широтного фактора, что связано в первую очередь с температурой, у них отчетливо выражена и вертикальная зональность. Этот вопрос был изучен, например, довольно подробно в области Курило-Камчатской впадины Тихого океана, где глубины достигают 10 тыс. м. Среди радиолярий можно различить 2 группы видов. Одна не приурочена или слабо приурочена к какой-либо определенной глубине и встречается в разных глубинных зонах. Такие виды называют эврибатными. Другие, напротив, более или менее характерны для определенной глубины — это стенобатные формы. В области Курило-Сахалинской впадины было обнаружено довольно много таких стенобатных видов, причем некоторые из них были найдены лишь на глубинах, превышающих 4000 м.

Для стенобатных видов радиолярий Курило-Камчатской впадины Тихого океана их приуроченность к определенным глубинам совпадает с приуроченностью к определенным температурам. Наиболее глубоководные (абиссальные) виды живут при постоянной температуре 1, 5—2, 0° С. Среднеглубинные виды распространены в относительно теплой водной массе с температурой 3, 5° С. Виды, приуроченные к небольшим глубинам, заселяют характерный для этой области океана холодный слой воды с температурами около 0° С. Наконец, виды, живущие в поверхностных слоях, подвергаются сезонным колебаниям температуры (средняя годовая температура этого слоя 2, 6° С).

Acantharia оказались очень чувствительными и к волнению. При сильной волне они уходят на глубину 5—10 м. В зимние месяцы в связи с похолоданием поверхностных слоев моря акантарий также опускаются на глубины 50—200 м, где температура воды выше.

Среди четырех рассмотренных выше отрядов радиолярий Acantharia являются по преимуществу обитателями поверхностных слоев моря. Три остальных отряда (Spumellaria, Nasselaria, Pheodaria) в большей своей части приурочены к глубинным частям.

Из морей, омывающих берега Советского Союза, наиболее богаты радиоляриями дальневосточные моря. Внутренние моря (Каспийское, Азовское) совершенно лишены радиолярий. Это связано, очевидно, с их опреснением по сравнению с Мировым океаном. В северных морях как европейской, так и азиатской части СССР радиолярии очень немногочисленны, что связано с преобладающими здесь низкими температурами.

Радиолярий нередко находят и в ископаемом состоянии в осадочных морских породах. В ископаемом состоянии известны представители двух отрядов - Spumellaria и Nasselaria. Скелет Acantharia, состоящий из сернокислого стронция (SrS04), в ископаемом состоянии не сохраняется, так как довольно легко растворяется в воде. Ископаемые Pheodaria не описаны.

Ископаемые радиолярии встречаются в осадочных породах различного геологического возраста, начиная с кембрийских отложений. Это говорит о том, что радиолярии представляют собой очень древнюю группу животного мира. Существуют некоторые древние осадочные породы, в которых среди прочих органических остатков скелеты радиолярий преобладают, составляя основную массу их (такие породы получили название радиоляриты). На территории Советского Союза радиоляриты известны в силурийских и девонских отложениях Урала, в Западной Сибири, на Дальнем Востоке (в пермских отложениях Сихотэ-Алиня). Остров Барбадос (Карибское море), входящий в группу Малых Антильских островов, в основном слагается из трепела — породы, состоящей из скелетов радиолярий. На острове есть гора высотой 360 м, построенная из трепела. Здесь найдено свыше 200 видов радиолярий, причем скелеты их очень хорошо сохранились.

Радиолярии, кроме пород, состоящих преимущественно из их скелетов, присутствуют в различных количествах во многих других осадочных морских породах (известняки, мел, сланцы и т. п.).

В связи с таким широким распространением в морских отложениях радиолярии наряду с фораминиферами играют важную роль при определении возраста горных пород.

Жизнь животных: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией профессоров Н.А.Гладкова, А.В.Михеева . 1970 .

Читайте также: