Jak se rozmnožují medúzy?

Standardní situace v hodině (přijímací zkouška, olympiáda):
– Uveďte prosím zástupce kmene Coelenterata.
-No, hydra. (pauza), medúzy. (pauza), korály (pauza se změní v naprosté ticho).

Odpověď je vlastně správná – z pohledu našich programů a učebnic. Ale. Za prvé, korály jsou kostry korálových polypů, nikoli živých zvířat. Za druhé, medúzy jsou velmi odlišní tvorové a často spolu vůbec nesouvisí. A hydra. Samozřejmě se jedná o nejznámější a nejdostupnější objekt pro pozorování – není těžké ho najít v jakékoli tekoucí vodě od časného jara do pozdního podzimu. A přitom se v žádném případě nejedná o typického zástupce svého typu. Už jen proto, že hydra je obyvatelem sladkých vod, zatímco drtivá většina koelenterátů jsou mořští živočichové.

Ale není to jen tak. Jak se hydra rozmnožuje? Jak známo, existují dva způsoby: pučení a pohlavní rozmnožování. V prvním případě se na těle hydry vytvoří výčnělek. Vyroste, pak se na jeho vrcholu objeví chapadla a ústní otvor a potom se mladý jedinec dcery oddělí od matky a začne samostatnou existenci.

Co kdyby se dcery od matky neodloučily? Bylo by mnoho vzájemně propojených „hydras“. Jinými slovy, kolonie. Většina z mnoha mořských příbuzných Hydry jsou zástupci třídy hydroidních polypů (hydrozoa) jsou přesně koloniální organismy. Jednotlivé polypy v kolonii jsou navíc vzájemně spojeny společnou trávicí (gastrovaskulární) dutinou – takže potrava získaná jedním z nich se stává společným majetkem. Jednotlivé polypy v kolonii jsou navíc nejčastěji umístěny tak, aby každý z nich měl maximální šanci ulovit kořist (obr. 1).

Rýže. 1. Kolonie různých hydroidních polypů

Při druhém způsobu rozmnožování – pohlavním – se v těle hydry tvoří vajíčka a spermie. První zůstávají na místě, zatímco druhé jsou hozeny do vody a poté hledají vejce. Po oplodnění se vytvoří zygota, ze které se následně vyvine nová hydra. Co se děje s jeho mořskými příbuznými? Během pučení, tedy v podstatě vegetativního množení, vývoj některých jejich pupenů neprobíhá jako obvykle. Nevytvářejí se z nich nové polypy, ale. medúza. Obvykle malý (maximálně několik centimetrů), se čtyřmi radiálními a jedním prstencovým kanálkem a ústní stopkou, jejíž kanál vede k nějakému druhu žaludku. Obecně je velmi podobný polypu, pouze „vzhůru nohama“ (obr. 2).

Rýže. 2. Podobnosti ve struktuře hydroidního polypu a hydromedusy

Zdá se to však, ale ne tak docela. Kromě rozdílů ve struktuře gastrovaskulární dutiny se hydromedusy vyznačují tím, že místo tenké membrány mezi ekto- a endodermem se u nich vytváří silná vrstva bezstrukturní želatinové mezogley. Kromě toho může mít polyp mnoho chapadel, zatímco medúza pouze čtyři. Medúza tedy stále není totéž co obrácený polyp. A co je nejdůležitější, jsou to medúzy, na rozdíl od polypů, které tvoří pohlavní buňky. Ze zygoty vzniklé při oplození se vyvíjí larva – planula. Po určité době volného života se usadí na vhodném substrátu a dá vzniknout nové kolonii polypů (obr. 3). V životním cyklu hydroidů se tedy střídají dvě generace – polypy, které se rozmnožují pučením, a medúzy, „zodpovědné“ za sexuální reprodukci. Význam tohoto jevu je jednoduchý – volně plavající medúzy na rozdíl od přichycených polypů umožňují druhu šířit se a zachycovat stále nová a nová území.

Rýže. 3. Životní cyklus hydroidu Coryne tubulosa

Hydra, u které k takovému střídání generací nedochází, není mezi hydroidy jedinou výjimkou. Existují i ​​jiné druhy, které se bez něj obejdou, a zatímco některé nevytvářejí medúzy, jiné nemusí mít ve svém životním cyklu fázi polypů.

Existují také hydroidi, kteří tvoří smíšené kolonie skládající se z polypů a medúz, které zcela nevykvetly. Navíc mohou být tyto kolonie nejen připojené, ale také volně plovoucí. Takové plovoucí koloniální hydroidy jsou klasifikovány jako samostatná podtřída sifonoforů (Siphonophora).

V kolonii sifonoforů je role jednotlivých jedinců, jak medúz, tak polypů, redukována na roli specializovaných orgánů. Výsledkem už není kolonie, ale jakýsi superorganismus*. Na vrcholu kolonie je umístěn pneumatofor – upravená medúza, která současně funguje jako vzduchová bublina, která drží celou kolonii nad vodou, a plachta zajišťující její pohyb vlivem větru. Žlázové buňky endodermu pneumatoforu mohou uvolňovat plyn, což mu umožňuje vznášet se nahoru a relaxace speciálního adduktoru vede ke snížení množství plynu a kolonie (nebo zvíře?) jde hlouběji. Pod měchýřem na kmeni kolonie jsou plovací zvonci (také medúzy), dále gastrozoáni – lovci, kteří sbírají potravu, a za nimi jsou gonofory, postavené jako medúzy a obsahující gonády (obr. 4).

Rýže. 4. Sifonofor Physalia – jeden z nejnebezpečnějších obyvatel moře

Existují mezi sladkovodními hydroidy druhy se střídajícími se generacemi? Ano, mám. Ve sladkovodních útvarech v různých částech světa – v Evropě, Asii, Austrálii, Americe – stejně jako v nádržích skleníků a dokonce i v akváriích se pravidelně vyskytují malé sladkovodní medúzy (obr. 5). Ale kdy a kde přesně bychom měli očekávat, že se objeví a jak se polypy, které je vytvářejí, šíří po celém světě, na tyto otázky stále nemáme vyčerpávající odpovědi. Další sladkovodní medúzy byly nalezeny v jezerech v Africe.

Rýže. 5. Sladkovodní medúzy jsou pro zoology skutečnou záhadou

Sladkovodní medúzy, stejně jako všechny formy polypů, jsou tvorové, kteří jsou z našeho pohledu zcela neškodní. Ale některé mořské hydromedúzy jsou extrémně nebezpečné. „Seznámení“ s malým Dálným východem kříž medúzy (Gonionemus vertens; rýže. 6), může koupajícího stát život. Dotek jeho chapadel je zprvu vnímán jako popálenina, ale pak se rychle objeví celková slabost, bolest v kříži, končetinách a kloubech, objeví se potíže s dýcháním, někdy až úplné zastavení ve 2.–3 minuty, funkce jater se zhoršuje.

Rýže. 6. Přestože průměr křížového medúzového deštníku nepřesahuje 2,5 cm,
jed jeho bodavých buněk je velmi nebezpečný

Léčba zahrnuje injekce adrenalinu nebo efedrinu, někdy umělé dýchání a kyslík.

Physalia z podtřídy sifonoforů, která dostala jméno pro svou jasnou barvu, je také velmi nebezpečná Portugalská válečná loď. Jeho zvon se třpytí všemi barvami duhy od modré po fialovou. Krása však klame. Physalia je jedním z nejnebezpečnějších obyvatel moře.

Je zajímavé, že mezi zástupci třídy hydroidů jsou i parazitické druhy. Některé medúzy parazitují na svých ostatních hydroidních medúzách. Mezi hydroidy však existuje také endoparazit – Polypodium hydriforme (obr. 7). Byl objeven v roce 1871 akademikem F.V. Ovsyannikov ve vejcích jesetera volžského. Larvy polypodium, podobné malým červům, se vyvíjejí v dosud nesnesených jikerech a tvoří se v těle ryby. Vajíčko roste, hromadí výživný žloutek a s ním roste i polypodium. Pučí a brzy se na každém pupenu objeví 12 chapadel, která však směřují ne ven, ale dovnitř těla. Ukazuje se, že endoderm tohoto polypu směřuje ven a ektoderm směřuje dovnitř. Vše je naruby, ale vše je logické. Endodermální buňky se živí žloutkem vajíčka, které se nachází mimo parazita. A než jsou vajíčka vypuštěna do vody, vrstvy buněk si vymění místa a obnoví své normální uspořádání. Z jednoho vytřeného vajíčka vyjde 60–90 polypů, které se množí pučením. Je známo, že v létě se rozmnožují dělením a na podzim tvoří gonády. Co se ale stane dál, jak parazit nakazí svou oběť, zůstává záhadou.

Rýže. 7. Jediný endoparazit známý mezi hydroidy Polypodium hydriforme.
Nahoře – parazit ve vajíčku, dole – polyp z řeky, uprostřed – dělící polypy

Druhou třídou coelenterate typu jsou scyphoidní medúzy (Scyphozoa). Většina lidí si s nimi spojuje slovo „medúza“. Scyphomellyfish jsou mnohem větší než hydromedusae: průměr deštníku je nejznámější, velmi rozšířený ve vodách našich moří medúza ušatá (Aurelia aurita; rýže. 8) může dosáhnout 30–40 cm Průměr deštníku arktické medúzy je ještě větší Cyanea capillata – až 2 m!

Rýže. 8. Medúza ušatá Aurelia aurita, běžné v Černém a Baltském moři

Tato obrovská arktická medúza od nepaměti vzbuzuje v lidech hrůzu a znechucení, což dobře demonstroval A. Conan Doyle ve svém příběhu „Lví hříva“. Dotek cyanea ve skutečnosti nemůže způsobit nejen smrt, ale ani žádné vážné potíže. Sám autor jednou schválně zabořil ruce až po lokty do těla cyanea, jehož průměr deštníku byl asi půl metru. A cítila jsem pálení jako kopřivy – na kůži se objevily červené skvrny a bylo cítit nepříjemné svědění. Ale po dvaceti minutách po tom všem nezůstala ani stopa. Stejně neškodný je účinek jedu žahavých buněk aurelia a cornerrota (Rhyzostoma pulmo), žijící v Černém a Azovském moři. Je však třeba mít na paměti, že stejný jed působí na různé lidi různě a síla jeho působení může záviset na ročním období. Obecně se také nedoporučuje líbat scyphomellyfish.

Velká velikost scyphomellyfishes je také spojena s jejich strukturálními rysy. Koelenteráty totiž nemají žádný oběhový systém, což znamená, že živiny se dostanou do všech částí těla pouze prostřednictvím kanálků gastrovaskulárního systému. Scyphojellyfish nemají čtyři z těchto kanálů, jako hydroidi, ale více, a některé z nich jsou vysoce rozvětvené. Kořist Scyphojellyfish je také větší a kolem tlamy jsou čtyři klínovité ústní laloky. Lov a aktivní plavání (medúzy se nepohybují díky prstencovému záhybu deštníku jako hydroidní medúzy, ale stahováním celého zvonu, tedy v podstatě reaktivním způsobem) nevyhnutelně vyžaduje velké množství tykadel a smyslových orgánů. Podél okraje deštníku scyphomellyfish jsou upravená chapadla – Rhopalia, včetně jedné statocysty (rovnovážného orgánu), což je komora s vápnitými tělesy – statolity, a několika ocelli, které se skládají z čočky, sklivce a fotocitlivé vrstvy. Vedle každé z osmi ropálií je shluk nervových buněk, v podstatě nervový ganglion.

Scyfoidní medúzy jsou dvoudomé. Zárodečné buňky se tvoří ve váčcích jejich žaludku a po dozrání jsou vypuzovány ústy ven, kde dochází k oplodnění. V životním cyklu zástupců této třídy ostře převažuje medusoidní generace. V důsledku fragmentace zygoty se objeví planula, která nějakou dobu plave a poté se připojí a změní se na jediný polyp – Scyfista. Polyp může pučet, což vede ke vzniku nových scyphistomes, nebo se může začít dělit v horizontální rovině. Poslední proces se nazývá strobilace, a vzniklý sloupec jednotlivců, připomínající hromadu talířů položených na sebe, se nazývá strobile. Pokud je pučení scyfisty podobné pučení hydropolypů, pak hydroidi nemají proces podobný (ještě homologičtější) jako strobilace.

Horní, „nejstarší“ jedinci strobili se mění v mladé medúzy – ether. Étery se oddělí, odplavou a pak se vyvinou v dospělé medúzy. Na Obr. Obrázek 9 ukazuje životní cyklus Aurelie. U ostatních cyphomellyfish je to přibližně stejné. Mezi skyfoidy jsou však i druhy, které již podruhé přešly na přisedlý způsob života. Vzhledově jsou podobní polypům a nemají střídavé generace – přímo z planule se vyvíjí přisedlá medúza.

Rýže. 9. Životní cyklus medúzy aurelia

Konečně třetí třídou coelenterátů jsou korálové polypy (Anthozoa). U těchto zvířat nedochází k generační výměně a netvoří medúzy. Obecně lze říci, že struktura korálových polypů připomíná strukturu hydroidních polypů, ale s určitými komplikacemi – jejich gastrovaskulární dutina je rozdělena na části přepážkami – septy, jejichž počet je stejně jako počet chapadel jednotlivého polypu osm nebo násobek šesti. Je tu ještě jeden podstatný rozdíl – epiteliálně-svalové buňky korálových polypů jsou odděleny, svalové buňky, podélné a kruhové, jsou odděleny.

Korálové polypy mohou být osamělá nebo koloniální zvířata. U těch se často vyvine kostra sestávající z vápna nebo rohoviny. Obzvláště známé jsou korály Madrepore, útesotvorci. Jsou rozšířeny v tropech, ale nikdy nevstupují do vod mírného pásma a nenacházejí se v hloubce větší než 50 m. Důvodem je skutečnost, že v jejich tkáních žijí symbiotické řasy zooxanthellae, které se zřejmě nějak podílejí na produkci. kosterních látek a řasy vyžadují světlo a teplotu alespoň 20 °C.

Takzvaní ušlechtilí koráli patří do jiného řádu – gorgonie. Vyznačují se osovou kostrou, která proniká kmenem a větvemi kolonie. U červený korál (Corallium rubrum), žijící ve Středozemním moři a v Atlantiku u Kanárských ostrovů, vápenatá kostra obsahuje oxid železitý, který jí dává všechny odstíny červené. V mělkých vodách Indického oceánu a Rudého moře těží černý korál (Euplexaura antipakhes). Zpracované části kostry těchto korálů se používají k výrobě různých řemesel a šperků, které jsou velmi ceněné.

Příkladem jednotlivých korálových polypů bez kostry jsou mořské sasanky, které jsou rozšířeny v mořích od arktických po antarktické vody a někdy dosahují velmi velkých rozměrů. Život v Černém a Azovském moři koňská sasanka (Actinia equina) načervenalou nebo nazelenalou barvu lze nalézt otočením kamenů u břehu. Pravda, když je tato sasanka vyrušena, obvykle sundá chapadla a stočí se do kulaté koule.

Sasanka koňská dobře žije v akváriích – i s malým množstvím mořské vody. Provzdušňování vody pro něj není vůbec nutné, živí se běžnými krvavými červy a velkými kusy jakýchkoli mořských ryb, které by měly být podávány pinzetou.

* Další informace o organizaci sifonoforů viz: Panov E.N.. Útěk z osamělosti. „Biologie“, 20/2001. – Cca. vyd.