Подводный мир настолько разнообразен и уникален, что иногда даже сложно отличить растения от животных. Настолько причудливых форм бывают живущие там существа. Крупные морские гиганты и совсем микроскопические планктонные рачки, разноцветные и яркие, хищники и травоядные - безумное разнообразие видов живых организмов. Одними из таких удивительных созданий и являются губки, о которых пойдет речь дальше.
Общая информация
Охарактеризовать положение данных животных в можно так:
- империя - Клеточные;
- царство - Животные;
- подцарство - Многоклеточные;
- тип - Губки.
На сегодняшний день известно, что их насчитывается около 8 тысяч видов. 300 из них населяют просторы морей нашей страны.
Классификация
Тип Губки объединяет всех известных представителей в четыре больших класса.
- Calcarea, или Известковые. Формируют в виде отложенных солей кальция.
- Обыкновенные, или Кремнероговые. Главный представитель - бадяга.
- Стеклянные (Шестилучевые). Численность класса невелика.
- Коралловые - совсем бедный видами класс.
Все перечисленные губки имеют свои особенности не только внешнего, но и внутреннего строения, образа жизни и хозяйственного значения в жизни человека.
Внешнее строение
Пожалуй, самым необычным во всей характеристике рассматриваемых животных будет именно наружный облик. Особенности внешнего строения губки определяются разнообразием форм тела, которые для них характерны. Так, представители разных классов могут быть в виде:
- бокала;
- чаши;
- древовидной структуры.
Симметрия тела у одиночных форм - разнополярная осевая, у колониальных - смешанная. Каждая особь имеет специальную плоскую подошву, при помощи которой она крепится ко дну или другому субстрату. Губки ведут чаще всего неподвижный образ жизни.
На верхней стороне тела находится специальное отверстие, которое носит название "оскулюм". Оно служит для выведения лишней воды из внутренней полости. Снаружи организм покрыт слоем клеток - пинакодермой. Они напоминают по своему строению эпителиальную ткань высших животных.
Однако есть у них и отличительные особенности - наличие широких пор. Строение губки предусматривает поглощение частичек пищи не через верхнее отверстие, а именно через многочисленные, пронизывающие все тело перфорации, способные сокращаться и расширяться.
Под наружным слоем располагаются еще два, которые рассмотрим подробнее позже. Цветовая гамма как одиночных, так и колониальных форм достаточно разнообразна. Встречаются следующие типы окраски:
- серая;
- зеленая;
- фиолетовая;
- желтая;
- белая;
- красная;
- коричневая;
- смешанная.
Тип Губки очень оживляет подводный мир, делая его еще более ярким, красочным и привлекательным. При этом если рассматривать отдельно взятую особь на поверхности суши, то она будет иметь весьма непривлекательный вид: напоминающий сырую печень буроватый скользкий комок, издающий не совсем приятный аромат.
Внутреннее строение представителей
Типы строения губок схожи, будь то одиночная особь или прикрепленная к колонии. Сразу под дермальным наружным слоем пористых клеток располагается особое межклеточное вещество, формирующее достаточно объемную оболочку. В нем клетки расположены рыхло, и форма их различна. Ткань чем-то напоминает жировую у высших наземных представителей. Называется данная структура "мезохил".
Под этим слоем расположена внутренняя полость, выстланная специальным рядом клеток. Это гастральный слой. Вся пища попадает именно сюда, и здесь происходит переваривание. Все отходы жизнедеятельности вместе с излишками воды направляются к верхнему отверстию тела и выводятся через него наружу.
Также строение губки обязательно включает своеобразный скелет. Формируется он из известковых, фосфорных, органических солей, которые вырабатываются в специальных клетках мезохила. Он не только придает губкам определенную форму тела, но и имеет значение для сохранности от механических повреждений внутренней полости.
Характеристика типа Губки будет неполной, если не обозначить главную особенность этих животных - их тело не имеет тканей, а лишь включает в себя различные по форме и образующие слои. Это главное отличие рассматриваемых животных от всех других.
Интересна также водоносная система особей. У разных классов она может быть неодинаковой. Всего выделяют три основных ее типа:
- Аскон - все сообщение с внешней средой осуществляется через систему трубок, по которым движется вода в специальные клетки-камеры. Наиболее упрощенная водоносная система, встречающаяся у немногих представителей.
- Сикон. Более усовершенствованная система, включающая в себя сеть разветвленных канальцев и трубочек, впадающих в специальные клетки-камеры со жгутиками.
- Лейкон - целая сеть оскулюмов, данный вид водоносной системы характерен только для колониальных форм. Наиболее усложненный вариант на фоне всех предыдущих.
Размножение у губок происходит как половым, так и бесполым способом. Половые клетки формируются в слое мезохила. Затем продукты выходят через поры тела наружу и с током воды попадают в тела других губок, где и происходит оплодотворение. В результате образуется зигота, дающая начало личинке. Мальки могут называться по-разному: амфибластулы, паренхимулы, целлобластулы.
Если же говорить о то в его основе лежит процесс почкования, то есть отсоединения с последующей регенерацией недостающих структур. В большинстве своем тип Губки включает гермафродитных животных.
Особенности образа жизни
Если рассматривать все многообразие многоклеточных животных мира, то следует отнести губок к самой примитивной по организации ступени. Однако это еще и самые древние животные, появившиеся много тысяч лет тому назад. За время эволюции в их организации мало что изменилось, они сохраняют свои особенности с течением времени. Форма жизни представителей имеет два проявления:
- одиночная;
- колониальная.
Чаще всего обнаруживаются массовые скопления губок среди коралловых рифов. Встречаются как пресноводные виды (их меньшинство), так и и океанов (подавляющая по численности видов группа).
Тип Губки включает животных, которые питаются мелкими организмами либо их остатками. В строении их тела есть специальные воротничковые клетки со жгутиками. Они как раз и захватывают проплывающие частички пищи, направляя их во внутреннюю парагастральную полость тела. Пищеварение осуществляется внутри клеток.
По способу добычи пищи губок можно назвать пассивными охотниками. Они лениво сидят на прикрепленном месте в ожидании проплывающих питательных частиц. И только когда те уже совсем близко, захватывают их через поры и направляют вместе с током воды внутрь тела.
Некоторые виды способны передвигаться, несмотря на то, что все равно имеют подошву для крепления к субстрату. Однако скорость их настолько мала, что за весь день особь вряд ли продвинется дальше, чем на метр.
Разнообразие губок
Для таких примитивных представителей достаточно внушительное - ведь их около 8 тысяч видов! А по некоторым современным данным эта цифра близится уже и к 9 тысячам. Внешнее разнообразие объясняется различием в форме тела, типах скелета и цветной окраске тела особей (либо колоний).
Класс Стеклянные губки
Очень интересные по своему внешнему разнообразию стеклянные губки. Они не столь многочисленны, как другие, однако имеют необычный скелет. Это одни из самых крупных особей, которых включает в себя тип Губки. Общая характеристика представителей данного класса может быть выражена в нескольких пунктах.
- Латинское название класса - Hexactinellida.
- Скелет сформирован из соединений кремния, поэтому является очень прочным.
- Игольчатый тип опоры тела, в котором преобладают шестиконечные структуры.
- Личинки вида паренхимулы или целобластулы.
- Водоносная система типа лейкона.
- Чаще колониальные, нежели одиночные формы.
- Иногда до 50 см в высоту.
Самыми распространенными представителями являются такие, как:
- хиалонема сиболди;
- эуплектелла.
Класс Обыкновенные, или Кремнероговые, губки
Тип Губки, фото представителей которого можно увидеть в данной статье, включает в себя также самый многочисленный по количеству особей класс - Кремнероговые, или Обыкновенные. Свое название получили за особенности в строении скелета - он состоит их кремнезема и спонгина. По твердости достаточно нежный и легко разрушается. Форма иголок скелета очень разнообразна:
- звездочки;
- якоря;
- булавы;
- острые иглы и так далее.
Самым распространенным пресноводным представителем является бадяга - губка, используемая как индикатор чистоты водоема. Внешне малопривлекательны, окраска буро-коричневая, иногда грязно-желтая. Используются человеком для разных нужд.
Какие еще представители встречаются среди обыкновенных губок?
- Миксилы.
- Морской каравай.
- Байкальская губка.
- Морские ершики.
- Гигантская хондрокладия и другие.
Класс Известковые губки
К нему относятся представители, имеющие прочный и красивый известковый скелет. Обитают только в морях и океанах. Окраска бледная или совсем отсутствует. Иголки скелета могут иметь около трех лучей. Основные представители: асконы, сиконы, леукандры.
Класс Коралловые губки
Самые немногочисленные представители, которые внешне напоминают веточки коралла. Происходит это за счет формирования мощного известкового скелета разной окраски и узорчатого строения.
Представители: гератопорелла Николсона, мерлия. Всего описано только шесть видов подобных животных. Долгое время их не отличали от системы коралловых рифов, поэтому открыты они были сравнительно недавно.
Использование губок человеком
Важно и хозяйственное значение особей, входящих в тип Губки. Представители используются в следующих нуждах:
- Являются участниками пищевой цепи, так как сами служат едой для многих животных.
- Используются людьми для изготовления красивых украшений для тела и интерьера дома.
- Содержат вещества, позволяющие использовать их в медицинских целях (губка бодяга обладает рассасывающим синяки и ранозаживляющим эффектом).
- Применяются для создания гигиенических губок - природных натуральных продуктов для косметической отрасли.
- Используются в технических и других целях.
Краб, вероятно, пришел полюбоваться на совершенную структуру скелета стеклянных губок вида Корзинка Венеры
Морские губки - примитивные организмы. Это беспозвоночные животные, которые проводят практически всю жизнь, прикрепившись к скалам или дну. Губки встречаются практически повсеместно, от прибрежных зон до самых глубоких мест в океане. Представлены губки примерно 8000 видов. У них нет настоящих тканей и органов, их функции выполняют отдельные клетки и пласты клеток. Питаются губки, прогоняя воду через собственное тело. Фильтрат, куда попадают мелкие существа и различные органические частицы, и служат питанием для губки.
Есть и хищные губки - их насчитывается около 140 видов. Эти хищники питаются рачками и другими мелкими животными. Для охоты губки семейства Cladorhizidae используют длинные липкие нити клеточного строения. Когда жертва приклеивается к нити, она укорачивается, подтягивает жертву к губке, которая постепенно обволакивает жертву и переваривает. Фильтрацию воды губки используют не только для получения пищи, но и для того, чтобы получить кислород для тканей тела. По словам специалистов, каждый день многие виды губок прокачивают через себя объем воды, в 20000 превышающий их собственный объем тела. Одним из самых необычных видов губок - Cladorhizidae. Этих существ можно назвать живым оптоволокном.
Эта губка относится к классу стеклянных губок (шестилучевые губки), которые создают свою основу из диоксида кремния. Эти живые организмы очень красивы, поскольку нити «скелета» переплетаются в самых необычных сочетаниях. Стеклянные губки типа Cladorhizidae обычно соседствуют с креветками, которые занимают внутреннюю полость скелета. Размер стеклянных губок достигает 20-30 сантиметров.
Стеклянными губками ранее интересовались специалисты из Bell Labs. Представители компании, изучив волокна скелета, сделали вывод, что материал по структуре схож с оптоволокном. Длина волокон губок составляет 5-15 см, а диаметр - 40-70 микронов. Структура волокон сложная, они являются многослойными объектами. Центром является стержень из, фактически, кварцевого стекла. Этот стержень окружен слоями органики и оболочки. Причем оболочка имеет специальную структуру, которая обеспечивает возможность проводить свет по искусственным волокнам.
Специалистов из Bell Labs удивило то, что губки создают свои волокна в воде, при низкой температуре. Человек же производит оптоволокно с помощью дорогого оборудования при высоких температурах в специальных печах. По мнению специалиста Джоанны Айзенберг, губки могут быть примером альтернативного способа производства оптоволокна. Причем особенностью материала, производимого губками, является его прочность и гибкость. Такие волокна гораздо менее хрупкие и практически не трескаются. Их можно без проблем связать в узел, оптические свойства канала при этом практически не пострадают. Свет по таким волокнам проходит очень хорошо, поскольку губки используют при формировании своего стеклянного скелета ионы натрия, улучшающие оптические свойства материала. Естественно, натрий добавляется этими организмами в условиях все той же низкой температуры в водной среде. Для производителей оптоволокна контроль ионов натрия в производственном процессе до сих пор представляет собой проблему.
В Bell Labs изучили строение оптоволокна губок, выяснив, что оно состоит из нескольких слоев. Оптические свойства каждого слоя различаются. Как уже говорилось выше, центром оптоволокна губки является стержень из чистого кварцевого стекла. Концентрические слои стекла окружают стержень по мере роста губки. Именно такая структура делает волокно, формируемое губкой, очень стойким к разломам и трещинам. Отдельные слои склеиваются вместе при помощи особого органического клея. По мере формирования скелета отдельные волокна переплетаются вместе, и формируют нечто, похожее на решетку.
Структура скелета стеклянных губок имеет много общего со структурой зданий и сооружений, создаваемых человеком. Правда, «здания», которые создает губка, в 1000 раз меньше большинства объектов такого типа, создаваемых человеком. На фото показаны Швейцарская башня из Лондона, Hotel De Las Artes из Барселоны и структурный элемент Эйфелевой башни
Решетка усиливается особым веществом (мезоглея), и скелет губки под влиянием мезоглеи и оболочки волокон становится довольно прочным. По словам специалистов, такая структура похожа на ту, что используется архитекторами, создающими здания в сейсмически опасных зонах. Слегка деформироваться такой материал может, но сломать его очень трудно. Эволюционируя, губки научились строить максимально прочные скелеты из минимального количества материала. Исследователи говорят, что губка использует ровно столько материала, сколько требуется, и не более.
Интересно, что губки вида Euplectella aspergillum (уже упоминавшаяся выше «Венерина корзинка») крепится к дну при помощи эластичных стеклянных иголок-спикул, диаметр которых составляет 50 микрон. Длина их может достигать 10 сантиметров. Эти спикулы очень крепкие, так что разорвать их, оторвав губку, очень сложно.
В прошлом году ученые, изучающие стеклянных губок, провели моделирование механических свойств искусственных волокон этих существ. Целью был поиск оптимальной последовательности толщины цилиндров для достижения максимальной прочности скелета на разрыв. Как оказалось, расчетные параметры очень близки к реальным. Губки используют уменьшение толщины от центра к краю.
Джоанна Айзенберг утверждает, что скелет стеклянных губок - одно из лучших решений в инженерной механике. Возможно, этот материал сможет помочь человеку открыть новые возможности материаловедения и усовершенствовать инженерное проектирование. Структура эта очень сложная, это касается как отдельных волокон, так и всего скелета в целом. «Это ставит меня в тупик. Я не могу представить, как губки формируют свой скелет из отдельных волокон, создавая почти идеальные структуры», - заявила Айзенберг. Сейчас ученые предполагают, что в центре каждого волокна при его формировании есть белок, играющий важную роль в создании как стержня, так и всего оптоволокна в целом.
«Удивительно, сколько инженерных методов строительства используют губки для создания скелета», - говорит Джеймс Вивер, ученый из Калифорнийского университете в Санта-Барбаре.
Учёные из Массачусетского технологического института пришли к выводу, что обычная морская губка является первым животным на Земле. Генетический анализ показал, что именно губки - источник органических молекул, обнаруженных в камнях возрастом 640 миллионов лет. /сайт/
Ранее считалось, что первые типы животных возникли на планете во времена Кембрийского взрыва, то есть около 540 миллионов лет назад. В отложениях докембрийского периода ископаемые останки животных встречались крайне редко. Однако новое исследование показало, что морские губки существовали на 100 миллионов лет раньше.
Американские учёные работали с молекулярными окаменелостями - липидом 24-изопропилхолестаном, найденным в камнях из Омана. Возраст липида составлял 640 миллионов лет. Учёные знали, что он вырабатывается некоторыми современными водорослями и губками. Однако генетический анализ показал, что именно губки являются источниками древнего липида. В то время как губки начали вырабатывать этот ген, все окружающие организмы ещё даже не сформировались.
Таким образом, выяснилось, что морские губки являются древнейшими представителями животного мира. При этом они обитают и по сей день.
Морские губки являются одними из самых загадочных представителей животного мира, с которыми учёным приходится работать. При этом они настолько примитивны, что сначала биологи принимали губки за растения. Эти животные, отошедшие от основного пути эволюции, кажутся поистине бессмертными.
Эти морские обитатели непохожи ни на каких других. Они неспособны передвигаться, поэтому ведут «сидячий» образ жизни. При этом губки практически неуязвимы - их можно протереть через сито, после чего её частицы снова соберутся в новое жизнеспособное тело. Кроме того, губки практически не болеют.
Также учёные выяснили, что губки любят хорошо покушать. Они ежедневно поглощают до двух третей собственной массы. При этом размеры губки не меняются, хотя по расчётам получается, что её масса должна постоянно увеличиваться. Исследование показало, что клетки внутри губки интенсивно отслаиваются от стенок. Такая линька и помогает губкам не полнеть.
Губки не имеют рта. Они принимают пищу не через отверстие в теле, а путём процеживания морской воды. Вода попадает в поры губки, оставляя там органические вещества, которые и являются пищей животного.
Всего в мире существует около 5 тысяч видов губок. Более 300 из них обитает в морях России. При этом существуют также и пресноводные губки, которые живут в реках и озёрах. Они любят чистую воду и могут служить индикатором чистоты водоёма.
Губка «розовый вазон» (лат. Niphates digitalis) поражает своим разнообразием форм и расцветок. Все губки являются примитивным типом многоклеточных животных, ведущих неподвижный образ жизни. На протяжении многих веков их принимали за растения и называли живыми кустами.
В царство животных губки были зачислены во второй половине XIX века. Хотя многие из нас даже не могут предположить, что натуральные мочалки, которые мы используем для мытья тела, это всего лишь скелеты губок, проживающих в морских глубинах.
Промысел и разведение
Объектом промысла и разведения являются обыкновенные не известковые классы губок. Их добычу осуществляют ныряльщики Красного, Средиземного и Карибского морей, а также Мексиканского залива и Индийского океана. Существует множество ферм, на которых выращиваются туалетные губки.
Пойманный экземпляр тщательно выполаскивают, чтобы избавиться от его квартирантов, затем очищенный скелет поступает на промышленную переработку. В природных условиях губки встречаются самых разных цветов и оттенков.
Распространение
Морские виды этих животных обитают в тёплых водах всех морей Мирового океана. Большинство из них селится на глубине до 500 м, и только самые глубоководные виды могут обитать на глубинах до 7000 м.
Малочисленная группа губок заселяет пресноводные водоёмы. Несмотря от места проживания, все они чувствительны к промышленным загрязнениям, которые во многих случаях приводят к их массовой гибели. Как правило, они приживаются в спокойных водоёмах, богатых на органические остатки.
Размножение
Губки способны размножаться половым и бесполым путём. Последнее происходит при помощи почкования. Кусочек тела передвигается по дну и, закрепившись на неподвижной основе, даёт жизнь новому организму.
У некоторых видов образуются внутренние почки, которые способны пережить неблагоприятные погодные условия. Осенью у пресноводной бодяги образуются геммулы – шарики из скопления живых клеток. Зимой бодяга отмирает, а геммулы, опавшие на дно, с приходом весны превращаются в новую губку. Таким же образом могут размножаться и морские виды, образующие внутренние почки сориты.
Площадь поверхности губки в сравнении с её весом очень большая. Если её высушенный скелет весит 4 г, то площадь её канальцев составляет до 34 кв. м. За один раз губка набирает в себя воды в 30 раз больше веса собственного тела. Чтобы увеличить массу своего тела на 100 г, она должна пропустить через себя до 4000 кг воды.
В одно и то же время женские и мужские особи выбрасывают гаметы в воду, и после оплодотворения яйцеклеток из них получаются планулы – личинки, плавающие в толще воды на протяжении нескольких дней.
Течением они относятся на значительные расстояния от своих родителей. Через несколько дней планулы опадают на дно и превращаются в молодых губок, которые при благоприятных погодных условиях создают целые колонии.
Поведение
В основном губки проживают колониями. Очень редкие виды этих животных могут селиться поодиночке. Пресноводные колонии живут не более одного года, а их морские сородичи более долговечны. Внешний вид губки зависит от места её проживания.
В тех местах, где наблюдается сильное течение, они образуют плоские бугорчатые покровы. На больших глубинах со слабым течением эти животные создают причудливые формы кустов, листьев или веток.
Для существования им хватает небольшое количество мышечных клеток. Проводя жизнь на одном месте, они питаются проплывающими мимо них микроорганизмами и органикой.
Морфология
В парагастральную полость вода попадает через поверхностные поры и канальцы. Хаоноциты, захватив из воды мелкие частицы, переваривают их. Небольшая часть пищи отдаётся археоциатам, которые плавают в мезоглее между стенками тела, а те относят их в наружные слои.
Отфильтрованная вода выталкивается через устье парагистральной полости – оскулум. Жгутики воротничковых клеток способствуют току воды.
Губки выделяют ядовитые вещества, которые защищают их от нападения врагов. Зачастую в их телах поселяются всевозможные беспозвоночные существа, а в самом теле проживают одноклеточные водоросли, простейшие организмы и бактерии.
Описание
По строению своего тела «розовый вазон» Niphates digitalis принадлежит к простейшему типу, который отличается удлинённой мешковидной формой. Внутренний его слой выстлан воротничковыми клетками – хоаноцитами с длинными жгутиками. Наружный слой состоит из плоских клеток пинакоцит.
Хрупкий минеральный скелет Niphates digitalis формируется из скелетных игл, в состав которых входит кремнезём и спонгин. Вещество мезоглея, заполняет собой пространство между двумя слоями клеток и образует стенки тела. Оно содержит археоциты, которые разносят питательные вещества по всему телу и образуют половые клетки.
Продолжительность жизни «розового вазона» достигает 10 лет.
Представляем Вам интересные факты о морских губках
Знаменитая "мочалка", которую мы ежедневно используем для купания, получила свое название именно благодаря этом морскому существу. Большинство из них пригодны исключительно для этих целей.
Благодаря многочисленным исследованиям, проведенными над этими существами, было выявлено, что они принадлежат к подводному миру животных. До селе же, их именовали как зоофиты - эдакий переходный этап между растениями и животными.
Губки обитают большими семействами, каждый из них же являются одноклеточным представителем. Поэтому увидеть их можно только единым "социумом", состоящий из 5-12 таких одиночных.
В зависимости от того, каким скелетом обладают губки, их подразделяют на три класса: известковые, стеклянные и обыкновенные. На фото ниже – стеклянные.
Знаете ли вы, что в древние времена губки пользовались большой популярностью в медицине? Так, их можно было использовать в качестве марлевой маски и остановки кровотечение.
Знаете ли вы, что от того, насколько чистым будет водоем, зависит именно от этих животных?
В глубинах воды они занимаются благим делом - пропускают ее через себя, оставляя внутри своего организма всю известь.
Знаете ли вы, какое количество уходит губок для производства в современном мире? Более 300 тыс. тонн. Из этих морских организмов, кроме мочалок для купания и бани, так же изготовляют шлемы и набивочный материал для строительства.
В Америке губки используют на авто мойках около 95% из 100%.
Знаете ли вы, что губки очень любят хорошо покушать? В среднем они съедают около 2/3 от собственной массы тела.
Знаете ли вы, что первое лекарство, которое было создано для лечения рака - цитозинарабинозид, вывели именно из организма этих животных?
Между прочим, за неимением кровообращения, пищеварения, нервной системы и вообще целостных органов, губки могут чихать.
В глубоких водах океана губки могут жить около 200 лет. Но только в том случае, если их не съедят дельфины - для этих животных губки играют роль "профилактического лечения" от грязи и бактерий их желудка.
