Do najbardziej prymitywnych organizmów żyjących na dnie oceanów należą parzydełkowce (Cnidaria) . Ten typ składa się z organizmów wodnych , a jego nazwa pochodzi od charakterystycznego typu komórek zwanych knidocytami , które czynią ten gatunek wyjątkowym. Obecnie znanych jest około 11 000 gatunków parzydełkowców , podzielonych na różne gromady, rodzaje i gatunki, występujące praktycznie we wszystkich oceanach świata oraz w niektórych środowiskach słodkowodnych.
W tym artykule opowiemy szczegółowo o charakterystyce , siedlisku , klasach , diecie , cyklu życiowym i rozmnażaniu parzydełkowców, a także zintegrujemy zaawansowane informacje anatomiczne i biologiczne, aby zrozumieć, jak wyglądają te zwierzęta i jak żyją.
Główne cechy parzydełkowców
Wśród wszystkich gatunków tworzących tę grupę zwierząt znajdują się koralowce , meduzy , ukwiały , stułbie i różne kolonie . Wśród parzydełkowców występują główne gatunki meduz występujące na całym świecie. Są to głównie gatunki morskie, choć niektóre, jak na przykład niektóre stułbie i meduzy z dużych jezior, zdołały zasiedlić środowiska słodkowodne.
Zazwyczaj są to organizmy bentoniczne i osiadłe , co oznacza, że mają ograniczone ruchy i pozostają przyczepione do podłoża (typowe dla ukwiałów i koralowców). Inne gatunki są mniejsze i uważane za planktoniczne , unoszące się na wodzie i pływające w toni wodnej. Rozmiary tych zwierząt wahają się od mikroskopijnych form o długości zaledwie kilku milimetrów do gigantycznych meduz o długości ponad 20 metrów, wliczając w to ich czułki.
Są organizmami diploblastycznymi , co oznacza, że rozwijają się z dwóch warstw embrionalnych: ektodermy (z której powstaje epiderma) i endodermy (z której powstaje gastroderma). Pomiędzy tymi warstwami znajduje się galaretowata warstwa zwana mezogleą , która jest silnie rozwinięta u meduz i cieńsza u wielu polipów. Dzięki tej organizacji parzydełkowce wykazują strukturę tkankową : posiadają tkanki, ale brakuje im złożonych narządów, takich jak serce, płuca, nerki czy scentralizowany mózg.
Większość parzydełkowców ma symetrię promienistą , co oznacza, że ich ciało jest zorganizowane wokół centralnej osi ustno-aboralnej. U niektórych grup symetria ta może być zmodyfikowana do symetrii biradialnej lub tetraradialnej , jak ma to miejsce u wielu meduz, gdzie ciało można podzielić na cztery równoważne ćwiartki lub na sześć lub osiem powtarzających się sektorów.
Najbardziej charakterystyczną cechą parzydełkowców jest komórka parzydełkowa, od której wzięła się ich nazwa: knidocyt . Komórki te występują wyłącznie u parzydełkowców i stanowią ich cechę rozpoznawczą.
Komórki parzydełkowe: „tajna broń” parzydełkowców
Knidocyty to komórki zdolne do wystrzelenia parzydełkowego włókna . Wewnątrz zawierają kapsułę zwaną knidocytem lub nematocystą , w której przechowywany jest zwinięty włókno. Gdy knidocyt otrzyma bodziec mechaniczny lub chemiczny (na przykład dotyk ofiary), otwiera się małe operculum, a włókno zostaje wystrzelone z dużą prędkością, przebijając lub oplatając ofiarę i uwalniając substancje toksyczne, klejące lub oplatające.
Te knidocyty są skoncentrowane głównie w czułkach i wokół otworu gębowego, ale można je również znaleźć rozproszone w naskórku i gastrodermie. Wydzielina jest niezwykle szybka, rzędu milisekund, a u niektórych gatunków toksyna jest tak silna, że może poważnie wpływać na duże kręgowce, w tym na ludzi.
Parzydełkowce nie posiadają wyspecjalizowanego układu wydalniczego, oddechowego i krwionośnego . Wszystkie te funkcje są realizowane przez jamę naczyniowo-żołądkową i powierzchnię ciała. Wymiana gazowa (tlen i dwutlenek węgla) odbywa się poprzez bezpośrednią dyfuzję przez warstwy komórek kąpane w wodzie.
Organizacja ciała i jamy naczyniowo-żołądkowej
Ciało parzydełkowców ma kształt worka . Posiadają one pojedynczą jamę wewnętrzną zwaną jamą gastranaczyniową lub parzydełkowcem , która komunikuje się z otoczeniem poprzez pojedynczy otwór, pełniący jednocześnie funkcję otworu gębowego i odbytu . Jama ta pełni kilka funkcji jednocześnie:
- Trawienie pożywienia za pomocą enzymów wydzielanych przez gastrodermę.
- Dystrybucja składników odżywczych i tlenu do komórek ciała.
- Sprzedaż na zewnątrz przez ten sam otwór gębowy.
- W przypadkach, gdy działa jako szkielet hydrostatyczny, po napełnieniu wodą i użyciu jako podpory.
Czułki są ułożone wokół otworu gębowego, a ich liczba jest zazwyczaj wielokrotnością 6 lub 8 , w zależności od grupy (szczególnie widoczne u koralowców). Czułki te są giętkie, kurczliwe i bogate w knidocyty, co pozwala im chwytać ofiarę, bronić się, a w niektórych przypadkach poruszać się w ograniczonym zakresie.
Jako organizmy bardzo prymitywne, parzydełkowce nie posiadają cefalizacji , czyli nie mają zróżnicowanej głowy ani ośrodkowego układu nerwowego. Ich układ nerwowy to prosta sieć neuronów (splot nerwowy) rozproszona w ektodermie i, w mniejszym stopniu, w gastrodermie. Mimo to wiele grup rozwija komórki czuciowe i proste narządy, takie jak statocysty (zapewniające równowagę) i oczka (do wykrywania światła i cienia).
Formy ciała: polip i meduza
Główne wzorce budowy ciała występujące w tym typie to forma polipa i forma meduzy . Obie formy mają tę samą podstawową strukturę (jama naczyniowo-żołądkowa, czułki i otwór gębowy), ale są zorientowane odwrotnie i przystosowane do odmiennego trybu życia.
- Polip:to jest droga siedzącyJest on przymocowany do podłoża. Ma kształt cylindrycznyz końcem aboralnym przymocowanym (za pomocą tarczy pedałowej lub podstawy) do skał, muszli lub osadów, a końcem ustnym skierowanym ku górze, z otworem gębowym otoczonym czułkami. Może być Solitario (zawilce) lub forma kolonie (wiele koralowców i stułbiopławów).
- Medusa:to jest droga przenośny lub pelagiczny. Ma kształt dzwonek lub parasol (parasol), z powierzchnią aboralną skierowaną do góry i otworem gębowym skierowanym w dół, w środku podparasola, często wydłużonym w KierowniceMacki zwisają z krawędzi parasola. Ich ruch opiera się na rytmicznych skurczach parasola, które napędzają wodę.
U wielu gatunków występuje znaczny polimorfizm : w obrębie tej samej kolonii mogą występować osobniki wyspecjalizowane w żerowaniu, obronie lub rozmnażaniu (zooidy żerujące, obronne i rozrodcze).
Klasyfikacja parzydełkowców
Wiele gatunków parzydełkowców tworzy kolonie złożone z pojedynczych organizmów, zwanych zooidami , które mogą być polipami, meduzami lub formami pośrednimi. Wśród głównych gatunków używanych do klasyfikacji parzydełkowców znajdują się gatunki rozmnażające się bezpłciowo poprzez polipy i płciowo poprzez meduzy . W wielu przypadkach oba te tryby rozmnażania naprzemiennie występują w tym samym cyklu życiowym.
Niektóre gatunki mogą przechodzić z polipa do meduzy kilkakrotnie w ciągu swojego cyklu życiowego, podczas gdy inne przechodzą jedynie przez stadium polipa lub meduzy. Taksonomicznie typ parzydełkowców (Cnidaria) dzieli się na kilka podgrup, ale dla celów praktycznych stosuje się cztery główne, tradycyjne klasy: koralowce (Anthozoa), kubozoa (Cubozoa), stułbiopławy (Hydrozoa) i scyphozoa (Scyphozoa ). Ponadto istnieją inne grupy, takie jak staurozoa (Staurozoa) i pasożytnicze parzydełkowce (Myxozoa) i polipodiozoa (Polypodiozoa), które dodatkowo zwiększają jego różnorodność.
koralowce
Do tej klasy należą wszystkie zwierzęta znane jako ukwiały , koralowce i pióra morskie . U koralowców występuje jedynie stadium polipa ; nie ma samodzielnej formy meduzy. Polipy te mogą być samotne (duże ukwiały) lub tworzyć rozległe kolonie (koralowce budujące rafy).
Polip może rozmnażać się zarówno bezpłciowo ( pączkowanie, fragmentacja), jak i płciowo , tworząc nowe polipy. Zwierzęta te są całkowicie osiadłe i muszą pozostać trwale przyczepione do podłoża za pomocą krążka lub innej struktury o podobnym kształcie. Czułki obecne u tych zwierząt występują w wielokrotnościach 6 (koralowce sześciokomorowe) lub 8 (koralowce ośmiokomorowe), co jest stosowane jako wewnętrzne kryterium klasyfikacji.
Ich jama żołądkowo-naczyniowa jest podzielona przegrodami, czyli krezkami , które zwiększają powierzchnię trawienia i wchłaniania. Przegrody te wychodzą z gastrodermy i sięgają do mezoglei, tworząc komory wewnętrzne. Wiele koralowców, zwłaszcza koralowce twarde, wydziela zewnętrzne szkielety z węglanu wapnia , które gromadzone przez pokolenia dają początek słynnym rafom koralowym i są przedmiotem badań w akwariach morskich.
Kubozoa
Do Cubozoa zalicza się kostkomeduzy i osy morskie . Gatunki te mają jedynie dobrze rozwiniętą fazę meduzy , podczas gdy stadium polipa jest niewielkie i żyje stosunkowo krótko . Meduza ma charakterystyczny sześcienny kształt , od którego pochodzi jej nazwa: dzwonek ma cztery boki o wyraźnie zarysowanych krawędziach.
Krawędź tych meduz zagina się do wewnątrz, tworząc strukturę przypominającą welon, zwaną velarium , która poprawia wydajność napędu pływackiego. Do narożników dzwonu przymocowane są jedna lub więcej silnych czułek , osadzonych na poszerzonej podstawie zwanej pedalium . Posiadają one również złożone narządy zmysłów (rhopallia) ze stosunkowo dobrze rozwiniętymi oczkami, które pozwalają im orientować się w toni wodnej.
Zwierzęta te wyróżniają się niezwykle toksycznym użądleniem , które może być śmiertelne dla ludzi u niektórych gatunków, powodując silny ból oraz problemy sercowo-naczyniowe i oddechowe. Z tego powodu kostkowce są uważane za jedne z najbardziej jadowitych zwierząt w świecie morskim.
hydrozoa
Ta grupa zwierząt jest powszechnie znana jako hydromeduzy i obejmuje również liczne hydropolipy . U większości tych gatunków występuje przemiana pokoleń między bezpłciową fazą polipów a płciową fazą meduzy.
Stadium polipa zazwyczaj organizuje się w kolonie osobników polimorficznych . Oznacza to, że w obrębie tej samej kolonii występują osobniki o różnych formach i funkcjach : niektóre specjalizują się w pobieraniu pokarmu, inne w obronie, a jeszcze inne w rozmnażaniu. Ten polimorfizm pozwala koloniom funkcjonować niemal jak wysoce wydajny superorganizm.
Meduzy z tej gromady posiadają podniebienie miękkie (stąd nazwa meduzy Craspedota), podobne do podniebienia miękkiego u kostek, choć o innym pochodzeniu i budowie. Brakuje im parzydełek w jamie chłonnej, a ich gonady są pochodzenia ektodermalnego . W przeciwieństwie do kifozoanów i koralowców, nie posiadają one jamy chłonnej podzielonej przegrodami wewnętrznymi.
Scyfozoa
W tej grupie zwierząt wyraźnie dominuje stadium meduzy , które uważa się za „prawdziwe meduzy ”. Ich stadium polipowe (scyphopolyp lub scyphistoma) jest bardzo małe i często pozostaje niezauważone. Scyphomeduzy są zazwyczaj większe niż hydromeduzy, a u niektórych gatunków dzwonek może osiągać ponad metr średnicy.
Po osiągnięciu stadium meduzy nie posiadają podniebienia miękkiego , stąd nazwa akraspedote medusae , ale posiadają ropalia czuciowe i knidocyty w jamie żołądkowo-naczyniowej. W przeciwieństwie do stułbiopławów, ta klasa parzydełkowców posiada jamę żołądkowo-naczyniową częściowo podzieloną czterema niekompletnymi przegrodami w położeniu międzypromieniowym, dzielącymi jamę na cztery kieszonki żołądkowe . Taka struktura wewnętrzna wzmacnia ich symetrię tetraradialną.
Inne grupy parzydełkowców
Chociaż cztery wyżej wymienione klasy są najlepiej znane, współczesna klasyfikacja parzydełkowców obejmuje również:
- Staurozoa: siedzące, kubkowate meduzy przyczepione do podłoża trzonem. Stanowią formy pośrednie między polipami a meduzami.
- Myksozoa: parzydełkowce mikroskopijne pasożyty de peces i inne kręgowce wodne, długo uważane za pierwotniaki.
- Polipodiozoa: pasożytnicze parzydełkowce, żyjące wewnątrz komórek innych zwierząt, o wysoce wyspecjalizowanych cyklach życiowych.
Grupy te pokazują, że typ Cnidaria obejmuje nie tylko spektakularne meduzy i niezwykłe koralowce oraz towarzyszące im organizmy, takie jak kraby koralowe , ale także formy mikroskopijne i pasożytnicze o bardzo uproszczonych genomach.
Karmienie parzydełkowców
Jedną z głównych cech tych zwierząt jest to, że zdecydowana większość z nich jest mięsożerna . Do chwytania ofiary używają czułek i knidocytów , które uwalniają substancję parzydełkową, zatruwającą lub unieruchamiającą ofiarę. Następnie, poprzez skoordynowane ruchy czułek i otworu gębowego, pokarm trafia do jamy chłonnej.
Parzydełkowce żywią się głównie małe skorupiaki planktonowe, larwy de pecesrobaki i inne bezkręgowce. Meduzy pelagiczne potrafią nawet łapać mała rybaPodczas gdy ukwiały i koralowce polują na ofiary, które przepływają w pobliżu ich czułków. Niektóre gatunki padlinożercy i wykorzystują szczątki organiczne, które docierają do ich macek.
Istnieją również parzydełkowce, które wykorzystują rozpuszczoną w wodzie materię organiczną, absorbując składniki odżywcze bezpośrednio przez naskórek lub gastrodermę. U wielu koralowców i niektórych ukwiałów nawiązuje się symbiotyczna relacja z mikroskopijnymi glonami fotosyntetyzującymi (zooksantelami), które żyją w ich komórkach. Glony te przeprowadzają fotosyntezę i dostarczają parzydełkowcom znaczną część węgla organicznego , a parzydełkowce zapewniają im ochronę i dostęp do światła.
Trawienie rozpoczyna się pozakomórkowo w jamie żołądkowo-naczyniowej, za pośrednictwem enzymów wydzielanych przez komórki gruczołowe gastrodermy. Częściowo strawione fragmenty są następnie fagocytowane przez odżywcze komórki mięśniowe i dokańczane wewnątrzkomórkowo . W ten sposób składniki odżywcze są rozprowadzane drogą dyfuzji do wszystkich komórek organizmu.
Rozmnażanie i cykl życiowy parzydełkowców
Jeśli chodzi o rozmnażanie, parzydełkowce mogą rozmnażać się zarówno płciowo, jak i bezpłciowo . W wielu grupach występuje przemiana pokoleń między bezpłciową fazą polipa i płciową fazą meduzy.
Rozmnażanie bezpłciowe
Rozmnażanie bezpłciowe jest typowe dla stadium polipa i umożliwia szybki wzrost liczby osobników w kolonii. Odbywa się ono poprzez kilka mechanizmów:
- Pączkowanie:powstawanie małych pędów bocznych, które rosną i oddzielają się od osobnika macierzystego, dając początek nowym polipom lub młodym meduzom.
- PodziałU niektórych koralowców fragmenty osobnika (na przykład część tarczy pedałowej) mogą się oderwać i odtworzyć nowy, kompletny polip.
- StrobilizacjaU scyphozoanów scyphistomy (polipy) dzielą się poprzecznie, tworząc ułożone w stos dyski zwane efiry, które oddzielają się jedna po drugiej i przekształcają się w młode meduzy.
Dzięki tym strategiom wiele kolonii koralowców i ukwiałów jest w stanie regenerować się po uszkodzeniach fizycznych, a niektóre gatunki mogą żyć wyjątkowo długo w kolonii.
Rozmnażanie płciowe i larwy
Rozmnażanie płciowe jest zazwyczaj związane ze stadium meduzy u stułbiopławów, skorpionów i kubozoów, chociaż u koralowców występuje w stadium polipa. Większość gatunków jest rozdzielnopłciowa (oddzielne osobniki męskie i żeńskie), choć istnieją również gatunki hermafrodytyczne.
W wielu przypadkach zarówno samce, jak i samice uwalniają swoje gamety (jaja i plemniki) do wody podczas tarła . Zapłodnienie jest zazwyczaj zewnętrzne , w wyniku czego powstaje jajo, z którego rozwija się orzęsiona, pływająca larwa planula . Larwa ta pływa swobodnie przez zmienny okres czasu, osiada na odpowiednim podłożu i przekształca się w młodego polipa , zakładając nową kolonię lub stając się osobnikiem samotnym.
U innych parzydełkowców zapłodnienie może być wewnętrzne , a zarodki rozwijają się w wyspecjalizowanych jamach meduzy lub polipa, zanim zostaną uwolnione. Istnieją również warianty, w których larwa szybko przekształca się w meduzę, skracając lub eliminując stadium polipa.
Ten pełny cykl z wyraźną naprzemiennością między bezpłciowym polipem a rozmnażaniem płciowym meduzy nazywa się cyklem metagenetycznym . Gdy jedna z faz jest znacznie zredukowana lub nie występuje, nazywa się to cyklem hipogenetycznym , jak ma to miejsce u hydry słodkowodnej (tylko polip) lub u niektórych meduz, u których faza polipowa jest praktycznie nieobecna.
Długość życia parzydełkowców jest bardzo zmienna: niektóre małe polipy żyją krócej niż 10 dni , podczas gdy niektóre koralowce rafowe mogą przetrwać tysiące lat dzięki ciągłemu wzrostowi i pączkowaniu kolonii.
Wszystkie te cechy sprawiają, że parzydełkowce są fascynującą grupą zarówno z ewolucyjnego, jak i ekologicznego punktu widzenia. Posiadają proste, ale niezwykle efektywne struktury, zdolne do kolonizacji wszystkiego, od zbiorników pływowych po głębiny abisalne, i tworzenia jednych z najbogatszych ekosystemów morskich na planecie.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o parzydełkowcach oraz głównych gromadach i gatunkach, które istnieją, a także lepiej zrozumiesz ich anatomię, strategie odżywiania i złożoność ich cykli rozrodczych.
