Эти удивительные кишечнополостные – медузы и кораллы, а также черви

Самые многочисленные хищники

По преобладанию остатков медуз конец протерозоя называют "веком медуз". Тогда, около 700 миллионов лет назад, в море появились первые животные. Это были примитивные беспозвоночные существа, черви и медузы. С тех пор медуза – это один из самых многочисленных хищников на Земле. Сначала медуза поглощает все, что обнаруживает на своем пути в непосредственной близости. Затем делает остановку. Поднимается из глубины на метр-другой и держит обратный курс. Перед ней оказываются рачки, поднимающиеся наверх после ее первого прохода.

Медузы — довольно простые существа по сравнению с человеком. В их теле нет кровеносных сосудов, сердца, лёгких и большинства других органов. У медуз есть рот, часто расположенный на стебельке и окруженный щупальцами. Рот ведет в разветвленный кишечник. А большую часть тела медузы составляет зонтик. На его краях тоже часто растут щупальца.

Желатиновая форма бытия

Благодаря оригинальной желеобразной форме в медузе задействован потенциал плавучести. Особо жесткое тело в океане не является необходимостью: здесь в водной среде, морским обитателям не на что наталкиваться. 

 

Медузы могут сокращаться для выброса водной струи и в то же время не обеспечены мускулами для возврата в исходное положение. По этой причине тела некоторых медуз формируются вокруг прозрачного диска. Его субстанция, хотя и желеобразная, но с коллагеновыми нитями, которые придают диску достаточную упругость. Такой диск обладает памятью формы.

Зонтик медузы состоит из студенистого упругого вещества. В нём много воды, но есть и прочные волокна из особых белков. Верхняя и нижняя поверхность зонтика покрыты клетками. Они образуют покровы медузы — ее «кожу». Но от клеток нашей кожи они отличаются. Во-первых, они расположены только в один слой (у нас несколько десятков слоёв клеток наружного слоя кожи). Во-вторых, все они живые (у нас на поверхности кожи клетки мертвые). В-третьих, у покровных клеток медуз обычно есть мускульные отростки; поэтому их называют кожно-мускульными. Особенно хорошо эти отростки развиты у клеток на нижней поверхности зонтика. Мышечные отростки тянутся вдоль краев зонтика и образуют кольцевые мышцы медузы (у некоторых медуз есть и радиальные мышцы, расположенные, как спицы в зонтике). При сокращении кольцевых мышц зонтик сжимается, и из-под него выбрасывается вода.

Jellyfish from Alex Mazzucca on Vimeo.

Часто считают, что нервная система медуз — простая нервная сеть из отдельных клеток. Но это тоже неверно. У медуз есть сложные органы чувств (глаза и органы равновесия) и скопления нервных клеток — нервные узлы. Можно даже сказать, что у них есть мозг. Только он не похож на мозг большинства животных, который находится в голове. У медуз нет головы, и их мозг — это нервное кольцо с нервными узлами на краю зонтика. От этого кольца отходят отростки нервных клеток, отдающие команды мышцам. Среди клеток нервного кольца есть удивительные клетки — водители ритма. В них через определенные промежутки времени возникает электрический сигнал (нервный импульс) без всякого внешнего воздействия. Потом этот сигнал распространяется по кольцу, передается мышцам, и медуза сокращает зонтик. Если эти клетки удалить или разрушить, зонтик перестанет сокращаться. У человека похожие клетки есть в сердце.

Обследуя косяки сельди, нерестящейся у побережья Британской Колумбии, биологи установили, что за один день хрустальные медузы сожрали весь селедочный приплод. Кроме того медузы вредят рыбам и тем, что пожирают их пищу. По ряду причин в Черном море расплодилось огромное количество медузы мнемопсис. Вскоре после этого улов сельди упал с 600 до 200 тонн в год.

У хорошо изученной медузы агланты (Aglantha digitale) есть два типа плавания — обычное и «реакция бегства». При медленном плавании мышцы зонтика сокращаются слабо, и медуза при каждом сокращении продвигается на одну длину тела (около 1 см). При «реакции бегства» (например, если ущипнуть медузу за щупальце) мышцы сокращаются сильно и часто, и за каждое сокращение зонтика медуза продвигается вперед на 4–5 длин тела, а за секунду может преодолеть почти полметра. Оказалось, что сигнал к мышцам передается в обоих случаях по одним и тем же крупным нервным отросткам (гигантским аксонам), но с разной скоростью! Способность одних и тех же аксонов передавать сигналы с разной скоростью пока не обнаружена ни у одного другого животного.

Ученые начинают эксперимент в Каспийском море по вселению медузы бероэ, которая питается гребневиком мнемиопсисом. Именно он стал причиной катастрофического сокращения популяции кильки в Каспии. Мнемиопсис был завезен с балластными водами из Азовского моря. Питаясь планктоном, мнепиопсис в течение двух лет подорвал кормовую базу для кильки. В результате ее стало настолько мало, что уловы этого вида рыбы сократились почти в десять раз. Например, в этом году квота на ее вылов составит всего 23,9 тыс. тонн. Хотя еще десять лет назад эта цифра приближалась к 225 тыс. тонн, и именно на переработку кильки было ориентировано большинство рыбозаводов Астраханской области.

Причины роста поголовья медуз

В перелове промысловых видов рыб – главных истребителей медуз. Среди главных врагов медуз – тунец, морские черепахи, океанская луна-рыба и некоторые океанские птицы. Медузами не брезгует и семга.

Обилие медуз

В заливе Чезапик в штате Мэриленд медуз так много, что у берега не сделаешь и щага. Не наступив на них. Ощущение не из приятных – как будто идешь по зарослям крапивы. Причина – стрекательные клетки медуз.

В 2002 г. На французском Лазурном берегу большая медуза пелагия фиолетово-красной окраски расплодилась в таком количестве. Что изорвала в клочья рыбацкие сети общим весом свыше 2 тысяч кг.

В Японии медузы забили устья труб для забора воды в систему охлаждения атомной электростанции. Из-за чего была остановлена ее работа.

Медуза колобонема Colobonema sericeum отбрасывает щупальца, а их у нее 32. Наверное, поэтому, медузы, которые встречаются вблизи побережья. Эти глубоководные медузы, которые встречаются на глубине 500-1500 м, редко обладают полным набором щупальцем. Колобонему в полном составе можно увидеть лишь на поверхности океана. Это мелкая медуза, диаметр купола ее 5 см. То же самое происходит и с ящерицей, когда ее хватают за хвост. При плавании медуза передвигается реактивным способом - посредством выталкивания воды из какой-либо части тела, в результате чего животное движется поступательно в обратном направлении.

Крупнейшей медузой в мире считается арктическая гигантская медуза (Cyanea), обитающая в Северо-Западной Атлантике. Одна из таких медуз, выброшенная на берег в Массачусетском заливе, имела диаметр колокола 2,28 м, а ее щупальца простирались на 36,5 м. Каждая такая медуза в течение жизни съедает около 15 тыс. рыбок

Диаметр колокола медузы цианеи достигает двух метров, а длина нитевидных щупалец 20-30 метров.

Медузы-экстремалы
Озеро Могильное на острове Кильдин вблизи Кольского залива является совершенно своеобразным арктическим водоемом. Оно расположено в непосредственной близости от моря, и морская вода просачивается в него. Морская и пресная вода не смешиваются по причине различной плотности. От поверхности до глубины 5-6 м лежит слой пресной воды, в которой обитают пресноводные формы организмов, например ветвистоусые рачки дафния и хидорус. Ниже, до 12 м, лежит слой морской воды, в которой живут медузы, треска, морские рачки. Еще глубже расположен зараженный сероводородом слой воды, в котором отсутствуют животные.

Самая ядовитая медуза в мире – австралийская морская оса (Chironex fleckeri).  После прикосновения к ее щупальцам человек умирает через 1-3 мин., если не подоспеет медицинская помощь. Диаметр ее купола всего 12 см, но щупальца имеют в длину 7-8 м. Яд морской осы по своему действию аналогичен яду кобры и парализует сердечную мышцу. На побережье Квинсленда в Австралии с 1880 г. жертвами этой медузы стали более 70 человек.

Одно из эффективных средств защиты – женские колготы, которые однажды использовали спасатели на соревнованиях по серфингу в Квинсленде, Австралия.

Медуза-убийца Carukia barnesi, обладающая смертоносным жалом, на самом деле крошечная – длина её купола всего-навсего 12 миллиметров. Однако именно на это животное возлагается ответственность за возникновение синдрома Ируканджи (Irukandji syndrome), который убил в Австралии двух туристов в 2002 году. Всё начинается с укуса, подобного комариному. В течение часа жертвы испытывают сильную боль в пояснице, прострелы по всему тела, судороги, тошноту, рвоту, обильно потеют и кашляют. Последствия крайне серьёзны: от паралича до смерти кровоизлияния в мозг или остановки сердца.

Австралийским учёным из Центра исследований рифов (CRC Reef Research Centre) впервые удалось вырастить в неволе медузу Carukia barnesi, обладающую смертоносным жалом. Захваченная медуза прошла планктоническую стадию и теперь содержится в аквариуме. Добиться размножения медуз в неволе было первой стадией в развитии противоядия. В целом же потребуется изучить от 10 тысяч до миллиона медуз.

Начиная с сентября, у берегов города Этидзэн (префектура Фукуи) наблюдают тысячи гигантских медуз размером более метра и весом около 100 килограммов. Они могут достигать в длину до 5 метров, имеют ядовитые щупальцы, однако не смертельны для людей. Их миграция в Японское море связана с увеличением температуры воды.

Рыбаки жалуются на то, медузы уменьшают их доходы, поскольку убивают или оглушают рыбу и креветок, попавших в сети.

Вид, известный под именем Stomolophus nomurai, был открыт в Восточно-Китайском море. Тот факт, что с 1920 года представители этого вида время от времени появляются в Японском море между Японией и Корейским полуостровом, связан с увеличением температуры воды, утверждают они. Медузы, которые могут достигать в длину до 5 метров, имеют ядовитые щупальцы, однако не смертельны для людей.

В результате достижений генной инженерии появилась возможность в геном растения картофеля вставить ген... медузы! Благодаря этому гену тело медузы удерживает пресную воду, а при недостатке воды в почве воду будет удерживать и картофель с этим геном. Кроме того, благодаря этому гену медуза светится. И это свойство сохраняется в картофеле: при недостатке воды его листья светятся зеленым светом в инфракрасных лучах.

В Мировом океане живет около 300 видов полипов, которые называются морскими перьями (Pennatularia). Каждый полип представляет собой множество восьмищупальцевых особей, сидящих на одном общем толстом стебле. Обитают морские перья на глубине от 1 до 6 тыс. м. На больших глубинах встречаются экземпляры длиной до 2,5 м. морские перья способны светиться за счет особой слизи, покрывающей их снаружи. Замечено, что слизь не теряет способности светиться даже в высушенном виде.

Распространение актиний (Actiniaria), шестилучевых кораллов, зависит от солености воды моря. Так, например, в Северном море насчитывается 15 видов, Баренцевом – 10, в Белом – 5-6 видов, Черном – 4 вида, а в Балтийском и Азовском морях их совсем нет.

Это настоящее чудовище. Длинные, вооруженные особыми стрекательными капсулами щупальца. Рот, который растягивается так, что может поглотить жертву, намного превосходящую саму гидру по величине. Гидра ненасытна. Она питается постоянно. Поедает несметное количество добычи, вес которой превосходит её собственный. Гидра всеядна. В пищу ей годятся и дафния с циклопом, и говядина. В борьбе за еду гидра безжалостна. Если две гидры вдруг схватят одну и ту же добычу, то ни одна не уступит.

Гидра никогда не выпускает то, что попало в её щупальца. Более крупное чудище начнет вместе с жертвой подтаскивать к себе конкурента. Сначала оно проглотит саму добычу, а потом и более мелкую гидру. В сверхвместительную утробу (она может растянуться в несколько раз!) попадут и жертва, и менее удачливый второй хищник. Но гидра несъедаема! Пройдет немного времени и более крупный монстр просто выплюнет назад своего более мелкого собрата. Причем все, что этот последний успел съесть сам, будет полностью отнято победителем. Проигравший снова увидит свет Божий, будучи выжатым до самой последней капли чего-либо съедобного. Но пройдет совсем немного времени и жалкий комочек слизи опять расправит щупальца и снова станет опасным хищником.

Исключительную живучесть обыкновенной гидры блестяще продемонстрировал в XYIII в. швейцарский ученый Трамбле: с помощью свиной щетинки он вывернул гибру наизнанку. Она продолжала жить как ни в чем не бывало, только эктодерма и энтодерма стали выполнять функции друг друга.

Кораллы растут очень быстро. Так, одна личинка фавии (favia) за год дает колонию площадью 20 кв.мм и высотой 5 мм. Есть кораллы, растущие еще быстрей. Так, один из кораблей, затонувший в Персидском заливе, за 20 м оброс коркой кораллов толщиной 60 см.

Самая большая губка, бочонковидная Spheciospongia vesparium, достигает  высоты 105 см и 91 см в диаметре. Обитают такие губки в Карибском море и у побережья Флориды, США.

Скорость распространения возбуждения в разных отделах нервной системы кишечнополостных составляет 0,04-1,2 м в сек.

Среди тех, кто действительно в состоянии менять пол по собственному усмотрению – морские слизняки, дождевые черви и европейский гигантский садовый червь.

Самки одного из видов червей просто вдыхают мелкого самца, который поселяется в укромном уголке в репродуктивном тракте, откуда он оплодотворяет яйца.

У морских малощетинковых червей мальчики съедают девочек. Самцы охраняют оплодотворенные яйца, пока те не лопнут, а так как самке все равно суждено скончаться после спаривания, то самец, не долго думая, съедает ее на ужин. Такого рода забота – предложить себя в качестве ужина – обусловлена тем, что самка, возможно, хочет получить гарантии, что ее потомство выживет.

У всех млекопитающих кровь красная благодаря содержащемуся в эритроцитах гемоглобину. В крови беспозвоночных животных эритроциты отсутствуют. Однако их кровь все равно может быть красной (например, у кольчатого червя, пескожила), только гемоглобин не заключен в кровяные клетки, а образует крупные молекулы, растворенные непосредственно в плазме. Такая кровь называется гемолимфой.

У некоторых многощетинковых кольчатых червей гемолимфа зеленого цвета из-за пигмента хлорокруонина, похожего на гемоглобин. Этот пигмент не заключен в кровяные клетки, а образует крупные молекулы, растворенные непосредственно в плазме.

Пропитания зимой меньше, чем летом, и, чтобы не голодать, кроты запасают на зиму «консервы» из червей: откусывают им головы и замуровывают в стенах своих нор, иногда сотнями штук сразу. Без голов черви далеко уползти не могут, но не умирают, а потому не портятся.

Особой опасности подвергается Средний Запад США, где не было своих земляных червей из-за массивного оледенения, завершившегося 10 тысяч лет назад. В этих краях европейские виды червей появились только в прошлом веке. Часть из них оказалась невольными переселенцами, прибыв на кораблях, швартовавшихся в портах на Великих озерах. Другие - были специально завезены в качестве наживки для рыболовов.

 

Земляные черви не столько обогащают почву кислородом и азотом, сколько наносят ущерб тонкому слою перегноя, в котором обитает взаимосвязанное сообщество насекомых и микроорганизмов. Черви перерабатывают лесную подстилку круглые сутки. Они переваривают ее так быстро, что ставят под угрозу существование других организмов, стоящих в начале пищевой цепочки, что, в свою очередь, наносит ущерб более высокоорганизованным существам, для которых они служат пищей .

 

Присутствие земляных червей в почве в Национальном парке Чиппева привело к сокращению популяций местных видов насекомых, небольших насекомоядных млекопитающих, таких как мышь-полевка и землеройка, видов птиц, гнездящихся на земле (например, печник), и в конце концов, к сокращению площадей, занятых сахарным кленом, местной лесообразующей породой.

 

Земляные черви любят крушину и не выносят дубы

Земляные черви любят жить в корнях крушины, обогащая почву азотистыми соединениями, которые нужны этому кустарнику для нормальной жизнедеятельности. Подобный симбиоз двух видов наносит ущерб другим элементам экосистемы.  С другой стороны, земляные черви не любят листву дубов, в посадках которого, то их количество минимально.

Осторожно изменяя некоторые гены и стимулируя выработку некоторых гормонов, ученым удалось продлить жизнь лабораторного червя в несколько раз. По человеческим меркам, подопытный червь прожил активной и здоровой жизнью 500 лет. Исследователи утверждают, что они изменили один из основных жизнеобеспечивающих механизмов организма червя - систему обмена инсулина. Эта система характерна для многих видов, включая и млекопитающих.

Однако многие люди могут решить, что цена бессмертия слишком высока. У червей, проживших 500 лет, была удалена репродуктивная система.

Команда ученых из США и Португалии, которая проводила этот эксперимент, поставила своеобразный рекорд. Они сумели помочь живому существу прожить максимально длинную жизнь. До них подобного срока жизни не смог добиться никто.

Мужской пол важен даже для неприметных нематод - Caenorhabditis elegans, почвенных червей, способных размножаться бесполым образом. Его размеры очень скромны (длина меньше толщины человеческого волоса). Черви очень быстро растут, превращаясь из эмбриона во взрослого за четыре дня. Обладают они и еще одним интересным свойством: почти 99,9% популяции являются гермафродитами – самками с двумя Х-хромосомами, способными вырабатывать сперму и самооплодотворяться. Ведь в большинстве случаев для вида выгоднее самооплодотворяться, а не спариваться с самцами – сексуальное оплодотворение затратно в смысле времени и энергии. Однако 0,1% популяции составляют самцы с одной Х-хромосомой. Присутствие мужчин необходимо им для выживания вида.

Когда условия жизни ухудшаются, самцы вносят ключевой генетический взнос в сохранение вида. Поступающая от них Х-хромосома определяет возможность выживания вида. Оказалось, что столкнувшись с голодом, около половины личинок-гермафродитов, зачатых половым путем, превратилась в самцов, потеряв одну из Х-хромосом. Это превратило личинки в самцов, которые выглядят иначе, живут дольше и могут передавать свои гены по наследству через сперму. Черви, зачатые путем самооплодотворения, подобной способностью не обладали. Это значит, что черви, зачатые половым путем, могут лучше приспосабливаться к меняющейся окружающей среде, чем гермафродиты. Кроме того, увеличение числа самцов уменьшает количество потомства – что эффективно при недостатке пищи. Кроме того, самцы живут дольше и лучше выживают в тяжелых условиях – в поисках пищи они могут совершать более длительные путешествия.

Земляные черви принадлежат к классу олигохет типа Annelida. Лучшее время суток для поиска земляных червей - ночь, когда они вылезают из своих нор. Надо стараться, чтобы свет фонаря внезапно не ослепил животных, так как и этом случае они сразу спрячутся в свои норы. Спаривающиеся земляные черви лежат рядом головными концами в разных направлениях, соединенные в области пояска (расширение около переднего края).

Земляные черви, обитающие на половине гектара сада, пропускают через свои организмы около 16 тонн почвы за год.

Известно, что червяк за сутки перерабатывает в биогумус столько органики, сколько весит сам. Дождевых червей можно использовать для утилизации мусора. Он может очищать почву от вредных элементов, так как способен аккумулировать некоторые металлы, в том числе цинк, который наиболее токсичен для микробов, живущих в опавшей листве и хвое. А именно они делают почву пригодной для всех прочих организмов и растений. Черви стимулируют их активность, помогают дышать, вбирая в себя яды, которыми пичкает землю человек.

В России существуют три удачные породы червей - "владимирский", "петербургский" и "брянский" гибриды. Они чрезвычайно прожорливы - "петербуржец" с удовольствием поедает даже осадки городских стоков, если разбавить их навозом. По подсчётам исследователей, черви могут превратить в гумус до половины съеденной ими пищи. В земле, пропущенной через их кишечник, почти не содержится гельминтов и патогенных микроорганизмов. Но очистить городскую почву от соединений мышьяка и тяжёлых металлов черви не смогут, они хорошо усваивают только цинк и кадмий.

У обычного дождевого червя нервная система устроена очень просто. Червяка можно разрезать пополам и он может спокойно существовать и далее. Когда червя насаживают на крючок, то он рефлекторно сворачивается, но боли он не чувствует. Возможно, он и испытывает что-то, но его существованию это не мешает.

Гусеница может поднять груз, приблизительно в 25 раз тяжелее от собственного веса, муравей в 100 раз, пиявка в 1500 раз.

Рептилия, которую называют "татцельвурмом" (четырехпалым червем)  - известный представитель альпийских пресмыкающихся. Этот зверь под названием "штолленвурм" (подземный червь) даже значился в "Новом справочнике для любителей природы и охоты", изданном в Баварии в 1836 году. В этой книге имеется забавный рисунок пещерного червя - покрытого чешуей сигарообразного существа с грозной зубастой пастью и недоразвитыми, в виде обрубков, лапами. Однако еще никому не удалось найти и обследовать останки или панцирь этого животного, которое могло бы считаться самой крупной европейской ящерицей.

По показаниям 60 очевидцев, длина тела животного составляла примерно 60- 90 сантиметров, оно имело вытяунтую форму, а его задняя часть к концу резко суживалась. Спина у зверя имела коричневатый оттенок, а брюхо - бежевый.У него имелся толстый короткий хвост, шеи не было, а на его приплюснутой голове сверкали два огромных шаровидных глаза. Его лапы были такие тонкие и короткие, что кое-кто даже пытался утверждать, будто задние конечности у него вообще отсутствовали. Некоторые уверяли, что он был покрыт чешуей, но этот факт не всегда находил подтверждения. Во всяком случае, все были единодушны во мнении, что зверь шипел, подобно змее.