Сообщение о амфимедон губке

Обновлено: 06.07.2024

Губки распространены по всему миру. Животина заполонила собой все океаны — от экватора до полюсов . Особенно губки облюбовали тропические моря . Про рифы слышал? Так вот, наша героиня помогла кораллам отстроить одно из величайших чудес природы.

А что там с размерами? Губки могут расти бесконечно, а самая крупная шестилучевая губка достигла 3,5 м в длину, 2 м в высоту и 1,5 м в ширину . Формы и цвета беспозвоночное недорастение принимает самые разнообразнейшие , так что каждый найдёт себе губка боба по вкусу.

Свет светом, но спариваться хочется всем. Несмотря на скромный вид, в вопросах размножения губки не боятся экспериментов. Животины способны на: фрагментацию (когда из оторванного кусочка губки получается новая губка), почкование , и геммулогенез .

Не пугайтесь последнего слова, с венерическими заболеваниями оно никак не связано. Просто губка отращивает на своих телесах тысячи капсул с детками. Их она пускает по морю, в надежде что течение принесёт её сыночек-корзиночек в более благодатные земли.

Выглядит губка не больно общительной, но глуп тот, кто судит по обложке! В свои кореша наша героиня завербует любого. Одноклеточные организмы? Ок! Водоросли? Ок! Крабы? Ок! По итогу беспозвоночного пати пользу получают все. Мелочь живёт внутри нашей пупырчатой подруги, губка, катаясь на крабе, кушает и познаёт мир, а краб с губкой на башке получает крутейшую маскировку .

Но есть те, с кем бы губка дружить не захотела ни под каким предлогом. Кто бы это мог быть? Правильно, как всегда, человек! В середине XX века во многих местах мирового океана произошла резкая деградация поселений губок. А всё из-за рыболовного промысла. За морскую милю суда собирали до 12,5 тонн этих невинных созданий! Но порой, беспозвоночные сами становились непосредственным объектом этого самого промысла.

До сих пор есть возможность купить настоящую губку в качестве средства гигиены. Только вот вряд ли намыливаясь телом мёртвого существа вы почувствуете себя счастливее.

К моему удивлению, такое простое существо, которое даже мозгом не владеет, настолько сложное, что в процессе понимания способно вынести мозг любому, у кого он есть.

Но на самом деле, всё сказанное выше — ложь. Мировое правительство скрывает правду, а правда в том, что губки живут в ананасе и носят штаны.

Прочтенная геномная последовательность губки амфимедон дала возможность изучить принципы устройства зрения у личинок этих примитивных беспозвоночных. В их геноме не нашлось кодов зрительных белков опсинов, зато присутствовали гены светочувствительных криптохромов. Спектры поглощения света у криптохромов губки и распределение экспрессии криптохромовых генов позволяют заключить, что именно криптохромы участвуют в зрительных реакциях личинок губки. Это единственный представитель многоклеточных, у которых зрение организовано без участия опсинов и нервов.

Amphimedon queenslandica — губка, обитающая в районе Большого Барьерного рифа. Она была выбрана на роль героини научного сюжета об альтернативном принципе зрения у многоклеточных. Вообще строение глаза и механизм зрения часто приводят как пример удивительно сложного и точно подогнанного устройства, создание которого под силу только Высшему Разуму. Открытие альтернативного механизма зрения у многоклеточных животных приводит нас тем не менее к выводу, что природа организовывала это свойство методом проб и ошибок. То есть точно так же, как и все другие способности и признаки земных организмов.

У губок никакого зрения, естественно, нет. Зато у личинок губки амфимедон — паренхимул — имеется светочувствительный глазок. Он выглядит как пигментное пятно, окруженное ресничными клетками.

Этот глазок нужен личинке, чтобы адекватно реагировать на свет. Личинки стремятся уплыть в место потемнее, подальше от света, то есть имеют отрицательный фототаксис. Наиболее активная реакция регистрируется при длине волны 440 нм, менее выраженная, вторичная реакция наблюдается при длине волны в 600 нм (о поведении личинок губок в зависимости от освещения см.: Leys S.P. et al., 2002. Spectral sensitivity in a sponge larva). То есть паренхимулы активнее всего реагируют на синий свет и слабее на оранжево-красный. В переводе на биохимический язык это означает, что у личинок должны присутствовать соединения, содержащие флавин (участвует в поглощении света в синем диапазоне) и каротиноиды (отвечают на оранжевый и красный свет).

Имея в распоряжении прочтенный геном губки, можно поискать гены, отвечающие за синтез веществ, в состав которых входят эти пигменты. Такую работу проделали специалисты из нескольких университетов Австралии и Америки — Квинслендского университета в Брисбене (Австралия), Калифорнийского университета (отделения в Санта-Барбаре и в Дэвисе), Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Тихоокеанского университета в Стоктоне, Калифорния.

Генов, связанных с синтезом каротиноидов, в геноме губок не нашлось. Генов, кодирующих опсины, тех, что отвечают за зрение у всех других животных, тоже не обнаружено. Зато нашлись два гена, кодирующие криптохромы; а это именно те белки, в состав которых входит флавин. Естественно было предположить, что именно криптохромы выполняют у губок светочувствительные функции. Ученые выполнили несколько опытов, косвенно подтверждающих эту гипотезу.

Во-первых, было доказано, что эти криптохромы не работают у губок в качестве ремонтной бригады по починке комплементарных связей в ДНК, то есть это не фотолиазы. Криптохромы и фотолиазы составляют единое семейство и у некоторых многоклеточных животных могут быть взаимозаменяемыми. Но в данном случае фотолиазной активности зафиксировать не удалось.

Во-вторых, спектр поглощения одного из криптохромов губки оказался сходным со световым спектром активизации паренхимул. Это означает, что максимум поглощения криптохрома губки 400–450 нм, а это соответствует сигналу, при котором паренхимула активнее всего двигается.

И третий факт — характерная картина экспрессии гена одного из криптохромов. Этот ген в начале развития экспрессируется по всей поверхности эмбриона, но затем экспрессия криптохромового гена оказывается сосредоточена вокруг и внутри пигментного глазка. Такое расположение экспрессии указывает на связь одного из криптохромов с фототаксисом (второй криптохром экспрессируется иначе, потому его функция здесь не рассматривалась).

Экспрессия гена одного из криптохромов губки. A, B, D, K — общий вид личинки. F, H, I, L — срезы личинки. C, E, G — вид с заднего полюса личинки. A, B — ранние стадии развития; (C–E) — поздние стадии: экспрессия гена криптохрома сосредоточена вокруг пигментного пятна; (F, G) — на следующих стадиях экспрессия этого гена наблюдается вокруг пятна, под ним и внутри него; (H–J) — по мере развития эмбриона экспрессия гена увеличивается на полюсах (переднем и заднем) и во внешнем слое; (K, L) — у свободно плавающей личинки ген криптохрома экспрессируется под покровными клетками и в них, в клетках пигментного пятна и в клетках с ресничками вокруг пятна. Изображение из обсуждаемой статьи в Journal of Experimental Biology

Источник: Ajna S. Rivera, Nuri Ozturk, Bryony Fahey, David C. Plachetzki, Bernard M. Degnan, Aziz Sancar, Todd H. Oakley. Blue-light-receptive cryptochrome is expressed in a sponge eye lacking neurons and opsin // The Journal of Experimental Biology. 2012. V. 215. P. 1278–1286. Doi:10.1242/jeb.067140.

См. также:
Gemma S. Richards, Elena Simionato, Muriel Perron, Maja Adamska, Michel Vervoort, Bernard M. Degnan. Sponge Genes Provide New Insight into the Evolutionary Origin of the Neurogenic Circuit — интересная статья о том, что у губок имеются гены, участвующие в образовании биохимических каскадов, свойственных нервным клеткам.

Губки (Porifera) – тип водных беспозвоночных животных, 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 вакуолях 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.

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. Различные типы строение губок:
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. Строение сикона (Sycon sp.):
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. Развитие известковой губки (Clathrina sp.):
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).

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.

Скелеты некоторых видов очень красивы и используются в качестве коллекционных объектов и сувениров. Представители: корзинка Венеры (рис. 4), гиалонема.

Класс Обыкновенные губки (Demospongiae)

К этому классу относится подавляющее большинство современных видов губок. Скелет – кремниевый в сочетании со спонгиновыми нитями. У некоторых видов кремниевые иглы редуцируются, остаются лишь спонгиновые нити. Кремниевые иглы – четырех- или одноосные. Представители: туалетная губка (рис. 5), кубок Нептуна (рис. 6), бадяга, обитающая в пресных водоемах.

рис. 4. Корзинка Венеры
(Euplectella asper)

рис. 5. Туалетная губка
(Spongia officianalis)

рис. 6. Кубок Нептуна
(Poterion neptuni)

Читайте также: