Я познаю мир. Живой мир - Страница 43

image l:href="#image157.png"

Строение полипа (А) и медузы (Б): 1 – наружный слой клеток; 2 – внутренний слой клеток; 3 – мезоглея (неклеточное студенистое вещество); 4 – ротовое отверстие; 5 – щупальца

Вполне вероятно, что у губок и книдарий был общий предок, очень похожий на трйхоплакса. В таком случае книдарии – это «братья» или, скорее, «племянники» губок, только «вывернутые» на другую сторону. Книдарии устроены значительно сложнее губок. У них уже имеется простая, но вполне настоящая нервная система, мышечные ткани и органы чувств. Они захватывают пищу подвижными щупальцами, реагируют на прикосновения, на свет, на вкус и запах добычи.

Решительный шаг

Всякое животное на самой первой стадии своего развития мало отличается от одноклеточной протисты. Это единственная клетка, зигота, которая получается в результате слияния двух половых клеток – гамет. Зигота начинает делиться, и в результате получается комок клеток, называемый биологами бластулой. Следующий шаг – превращение бластулы в гаструлу. Гаструла – двухслойный мешок, очень напоминающий гастрею Геккеля. Развитие губок и книдарий останавливается, по сути, на стадии гаструлы – двойного мешка. Все их ткани образуются из двух слоев зародышевых клеток: наружного и внутреннего. Потомки кишечнополостных устроены гораздо сложнее, и формирование всех их тканей и органов потребовало образования у зародыша третьего слоя. И если основа конструкции кишечнополостных – двойной мешок, то все продвинутые животные – мешок тройной.

image l:href="#image158.png"

Ранние стадия развития зародыша животных: 1 – зигота; 2 – бластула; 3 – гаструЛа

image l:href="#image159.png"

Зародышевые листки и органы, развивающиеся из них: 1 – эктодерма; 2 – мезодерма; 3 – энтодерма

Третий слой формируется на последней стадии гаструляции. Несколько клеток из «горловины» двухслойного мешка буквально вползают между внешним и внутренним слоями, образуя средний, третий слой. Каждый слой формирует свои системы органов и делает это в раз и навсегда установленном порядке. Из наружного слоя образуются покровы тела и «система управления» – нервная система и органы чувств. Этот слой называется эктодермой. Из внутреннего слоя, энтодермы, образуется все, что прямо связано с пищеварением – внутренняя выстилка пищеварительного тракта (то есть слой клеток, выделяющий пищеварительные ферменты и всасывающий пищевой раствор) и пищеварительные железы, в частности – печень. А из среднего слоя, мезодермы, формируются мышцы, кровь и соединительная ткань (попросту – хрящи и сухожилия). Только надо иметь в виду, что эта схема, вошедшая во все учебники и энциклопедии, всего лишь схема. На самом деле все обстоит гораздо сложнее. Например, часть соединительной ткани у позвоночных формируется не из мезодермы, а из ткани нервной, то есть из эктодермы. Случаев «нетипичного» формирования тканей в разных группах животных сколько угодно. Да и с закладкой слоев все, как оказалось, не так просто.

Носители прогресса

Самые примитивные из трехслойных животных относятся к типу плоских червей. Плоские черви не пользуются симпатией подавляющего большинства человечества. Их упоминание вызывает в воображении прежде всего таких, мягко говоря, малоприятных паразитов, как свиной солитер, эхинококк или широкий лентец. Действительно, ныне паразиты составляют большинство плоских червей. Но есть среди них обширный класс существ, стойко сохраняющих приверженность свободному образу жизни. Имя этих существ – турбеллярии. Это самая древняя и самая примитивная группа из всех «трехслойных» животных.

Человек, впервые увидевший иную турбеллярию, вряд ли назовет её червем. Плоский овальный листок с фестончатыми краями, ярко–желтый, зеленый или черно–красный, медленно ползущий по подводным камням или плывущий над самым дном, волнообразно изгибая края. Правда, в большинстве случаев, чтобы рассмотреть турбеллярию, нужно хорошее увеличительное стекло. Её размер редко достигает пары сантиметров, чаще всего несколько миллиметров, а то и до миллиметра не дотягивают эти забавные существа из обширного типа плоских червей. Среди турбеллярий есть и создания, напоминающие обрезок ремня, есть плоские бляшки, ширина которых больше длины, встречаются и «нормальные», округлые червячки.

image l:href="#image160.png"

Если смотреть поверхностным взглядом, то турбеллярии от книдарий недалеко ушли. Перед нами, строго говоря, все тот же «мешок». Кишечная полость у турбеллярий заканчивается тупиком, заднепроходного отверстия у них ёщё нет. Но и кишка, и все прочие внутренние органы лежат в рыхлой массе особых мезодермальных клеток – паренхиме. Хотя тело большинства турбеллярий покрыто ресничками, как у инфузорий, и с помощью этих ресничек они зачастую и передвигаются, но все они имеют и прекрасно развитые мышечные волокна, прямо под кожей покрывающие тело в три плотных слоя. Изгибая широкое плоское тело или только его края, турбеллярии активно ползают по дну и плавают, а некоторые и ползают по суше. В составе нервной системы у них уже есть крупное скопление нервных клеток – головной ганглий, своего рода мозг. У турбеллярий есть глаза, правда, простенькие. Вкус, запах и прикосновения они воспринимают уже не всей поверхностью тела, как книдарии, а специальными органами. Устройство и расположение этих органов таково, что турбеллярия способна довольно точно определять силу и источник «приятных» или «неприятных» сигналов, а «мозг» способен обрабатывать довольно сложную информацию. Разнообразие двигательных реакций .и их целесообразность у турбеллярий намного выше, чем у актинии или медузы.

Давайте попробуем вообразить себя на месте Господа Бога и прикинуть, как можно улучшить конструкцию турбеллярий. Перебрав различные варианты, мы придем к выводу, что усовершенствовать органы чувств, мозг и органы движения не удастся, пока мы не наладим питание этих структур. Увеличение эффективности любой биологической системы требует дополнительной энергии, оперативного переключения энергетических потоков и своевременного удаления биохимических отходов, которые тормозят синтез и снижают КПД клеток и тканей. И вот как раз система распределения пищи между органами и удаление отходов в конструкции турбеллярий – узкое место. У плоских червей пространство между кишкой и кожей заполнено рыхлой массой клеток – паренхимой. Питательные вещества и кислород распространяются по телу очень примитивным путем – клетки паренхимы передают вещества друг другу. Такая эстафета, идущая через клеточные мембраны, дело медленное. По сути, транспорт веществ у турбеллярий устроен не лучше, чем у многоклеточных протист, и гораздо хуже, чем у сосудистых растений, и даже хуже, чем у грибов. Турбеллярии попробовали решить проблему тремя разными путями, в результате чего возникли три ветви развития – ветвь круглых червей, ветвь немертин и ветвь червей кольчатых.

Три ветви

У круглых червей вместо паренхимы, вмещающей внутренние органы, – пустое место, заполненное жидкостью. И именно это «пустое место" и называется полостью тела, а вовсе не полость кишечника, как многие считают. Кстати, у круглых червей сформировался сквозной кишечник, и непереваренные остатки они выбрасывают из кишки через заднепроходное отверстие, а не «выплевывают» через рот. Питательные вещества, всосанные кишкой, выделяются в полостную жидкость, а уже из нее её черпают внутренние органы. Полостная жидкость разносит внутренним органам кислород, который «впитывается» через поверхность тела (особых органов дыхания ещё нет). И в эту же жидкость органы и ткани выделяют продукты обмена. Эти продукты потом выводятся специальными системами клеток умеющих фильтровать полостную жидкость и отделять нужные и полезные вещества от ненужных и вредных. Нервная система и органы чувств у круглых червей несколько сложнее, чем у турбеллярий, но не намного. Тело покрыто плотным многослойным веществом – кутикулой, – которая прикрывает нежную «кожу» червя. Мускулистая глотка вооружена гребнями и шипами, которые действуют подобно челюстям и зубам. А у некоторых в глубине глотки скрывается твердое лезвие, которое особыми мышцами выдвигается наружу, протыкая покровы жертвы. Самая многочисленная группа круглых червей – нематоды. Племя нематод заселило всю Землю. Они живут в морях и океанах, в пресных водах, в почвах всех континентов, в тканях всех без исключения видов и пород многоклеточных организмов. Паразитов среди них предостаточно, например всем известные аскариды. Но не меньше среди нематод свободных хищников. Есть и всеядные нематоды, питающиеся и бактериями, и протистами, и гифами грибов, и просто разлагающейся органикой. Одни захватывают пищевые частицы «челюстями» и переваривают их в кишечнике. Другие – «выплевывают» капельку пищеварительного фермента и всасывают потом полупереварившуюся массу. У нематод, питающихся на растениях, у многих хищных и паразитических нематод пищеварительный фермент «выплевывается» внутрь жертвы, покровы которой предварительно пробиваются стилетом.