Ланце́тники
(лат.
Branchiostoma
) — род
примитивных морских животных из семейства ланцетниковых
, подтип
бесчерепные (лат
Acrania
), класс головохордовых
. Взрослые особи ведут придонный образ жизни — населяют песчаное дно чистых морских вод; личинки являются планктоном в прибрежных зонах и открытом море
.
Типичный представитель рода — европейский ланцетник
. Рассматривались как промежуточное звено между позвоночными
и беспозвоночными
животными
.
Строение
Внешний вид
Тело у ланцетников полупрозрачное, белёсое до кремово-жёлтого, иногда с оттенком розового, со слабым металлическим блеском, сжато с боков и удлинено. Оно заострено с заднего конца, а с переднего косо срезано, брюшная сторона немного шире спинной. Длина тела ланцетников колеблется в пределах 5—8 см.
На нижней стороне переднего конца животного располагается окружённая ротовыми щупальцами предротовая воронка (или полость).
Вдоль всей спины тянется плавниковая складка — невысокий спинной плавник. Он прозрачен и поддерживается многочисленными стержневидными плавниковыми лучами. Спинной плавник без видимой границы переходит в хвостовой, копьевидной или ланцетовидной формы. Хвостовой плавник функционирует как движитель. На брюшной стороне, вдоль нижнего края хвоста, имеется короткий подхвостовой плавник (также ошибочно называемый брюшным). Граница хвостового и подхвостового плавников отмечена анальным отверстием. Все эти плавники, ориентированные в плоскости двусторонней симметрии, выполняют при движении функцию стабилизаторов, то есть не дают животному переворачиваться.
От переднего конца тела до подхвостового плавника по бокам идут так называемые метаплевральные складки. В месте схождения метаплевральных складок и подхвостового плавника располагается атриопор, или жаберная пора, — выводное отверстие атриальной, или околожаберной, полости.
Кожный покров
Кожа ланцетников — однослойный эпителий (эпидермис), который располагается на подстилающей его тонкой базальной мембране. Сверху эпидермис покрыт кутикулой, поверхностной плёнкой из мукополисахаридов, выделяющейся из эпидермальных желёз, она защищает тонкую кожу ланцетников от повреждений. Под эпителием находится тонкий слой студенистой соединительной ткани — кориум, или кутис. Наружные покровы прозрачны, почти не пигментированы.
Центральная нервная система
Центральной нервной системой (ЦНС) ланцетников является нервная трубка
, лежащая над хордой
с узкой полостью внутри — невроцелью. Передний конец нервной трубки короче хорды, эта особенность и дала название подтипу — головохордывые
. Головной
и спинной
внешне не дифференцированы, но головная и спинная части нервной трубки имеют отличное строение и выполняют разные функции:
- Головной конец нервной трубки, длиной примерно в два мышечных сегмента, отвечает за регулирование рефлекторной деятельности.Разрушение этого участка вызывает нарушение координации. Нервоцель в этом отделе немного расширяется. Это расширение считается зачатком, или рудиментом, мозгового желудочка (мозгового пузырька). У личинок ланцетников эта полость отверстием (невропором) связана с органом обоняния, лежащим на поверхности тела — ямкой Келликера, и не сообщается с окружающей средой. От мозгового пузырька отходят две пары чувствующих головных нервов, отвечающих за иннервацию головного конца тела. Наблюдаемы скопления особых ганглионарных клеток (мультиполярных нейронов), а в передней части нервной трубки расположен непарный глаз, пигментное пятно, функция которого до сих пор не выяснена, возможно, что это остаток органа равновесия.
- От спинного конца нервной трубки отходят по две пары (правая и левая) спинномозговых нервов: спинных в передней части каждого сегмента и брюшных в его задней части. Брюшной двигательный нерв, с основанием в несколько корешков, ветвится в миомере. Двигательно-чувствующий спинной нерв начинается одним корешком и включает в себя чувствующие волокна (преимущественно в коже) и двигательные (в тканях мускулатуры). Здесь отличие ланцетников (как и всех бесчерепных) от высших хордовых животных заключается в том, что спинные и брюшные корешки не объединены в единый нерв. Положение нервов тождественно расположению правых и левых миомеров, то есть они тоже характерно сдвинуты.
Правую и левую стороны каждого сегмента нервной трубки связывают нервные клетки, образующие рефлекторные дуги и нейроны.
Так как в головном отделе нервной трубки присутствуют рудименты, можно предположить, что ЦНС современного ланцетника примитивнее чем у его предков, это можно связать с более подвижным образом жизни последних.
Органы чувств
Органы чувств примитивны. Тактильные ощущения воспринимаются нервными окончаниями всего эпидермиса, особенно ротовыми щупальцами . Химические раздражения воспринимаются инкапсулированными нервными клетками , которые также находятся в коже и выстилают ямку Келликера . В нервной трубке, главным образом в области её полости, расположены светочувствительные клетки с вогнутыми пигментными клетками — глазки Гессе . Полупрозрачные покровы животного свободно пропускают световые лучи, которые улавливают глазки Гессе. Они же работают как фотореле , регистрируя положение тела ланцетника в субстрате.
Скелет
Осевым скелетом ланцетников является хорда, или нотохорд. Это светлый, вертикально исчерченный стержень, который тянется, утончаясь, вдоль спинной стороны тела от переднего конца к заднему. У ланцетников хорда выдвигается глубоко вперёд в головной конец, за нервную трубку.
Хорда ланцетника вместе с нервной трубкой окружена соединительнотканной оболочкой, с которой соединяются перегородки между миомерами — миосепты.
Пищеварительная система
На нижней части головного конца располагаются ротовые щупальца и предротовая воронка, ведущая в небольшое ротовое отверстие. Оно окружено мускулистой кольцевой перепонкой — парусом. Парус выполняет функцию перегородки между ротовым отверстием и обширной глоткой. Лицевую часть паруса покрывают тонкие лентовидные выросты мерцательного органа, задняя часть имеет короткие щупальца, направленные в полость глотки; они и являются препятствием для крупных пищевых частиц.
Глотка у ланцетников занимает до трети длины тела и пронизана жаберными щелями количеством свыше 100 пар. Жаберные щели отделяются межжаберными перегородками с реснитчатым эпителием и ведут в окологлоточную, или атриальную полость, а не прямо наружу.(Жаберные щели снаружи не видны, они покрыты защитными кожными складками.)
Атриальная полость окружает глотку по бокам и внизу и имеет открывающееся наружу отверстие — атриопор. В виде слепого замкнутого выроста атриальная полость немного протягивается за атриопор. Движения выростов мерцательного органа и колебания ресничек, покрывающих межжаберные перегородки, направляют медленный и безостановочный ток воды в глотку. Далее вода проходит через жаберные щели в околожаберную полость, а оттуда выводится через атриопор.
Глотка имеет две борозды, выстланные ресничным и железистым эпителием. Поджаберная борозда (поджаберный желобок, эндостиль) проходит по нижней части глотки, наджаберная борозда (наджаберный желобок) — по спинной стороне глотки. Они связаны двумя полосками ресничного эпителия, которые проходят по боковым внутренним поверхностям глотки в ее передней части. Клетки эндостиля выделяют слизь, которая под действием мерцания ресничек гонится к переднему концу глотки — навстречу потоку воды. По пути обволакивается и захватывается попавшая в глотку пища. После этого склеенные слизью комочки пищи по двум полукольцевым бороздкам перемещаются в наджаберную борозду, по которой они гонятся назад, к начальному отделу кишки (кишечника). Слизь, в которую была закутана пища, стекает по бокам глотки и образует на жаберных щелях слизистую мембрану, пропускающую наружу воду.
Резко сужаясь, глотка переходит в короткую, без изгибов кишку, которая заканчивается анальным отверстием. В месте перехода глотки в кишку располагается слепой пальцевидный печёночный вырост, выделяющий пищеварительные ферменты. Он находится с правой стороны глотки и направлен к головному концу ланцетника. Пищеварение происходит и в полости печёночного выроста и во всём кишечнике.
Выделительная система
Выделительную систему ланцетников сравнивают с нефридиальной системой кольчатых и плоских червей. Она представляет собой нечто среднее между протонефридиальной и метанефридиальной системой .
Около 100 пар нефридиев метамерно расположенных над полостью глотки. Они имеют вид короткой, круто изогнутой трубки, открывающейся отверстием в атриальную полость. Почти всей остальной частью нефридии входят в целом (надглоточные каналы). Эта часть трубки имеет нефростомы — немногочисленные отверстия, замкнутые группой соленоцитов, специализорованных клеток с «мерцательным пламенем» — постоянно работающим жгутиком. К стенкам трубки нефридия прилегают капиллярные клубочки, через стенки которых продукты обмена попадают в целом. Из целома продукты распада проникают в соленоцит, а оттуда — в просвет нефридиальной трубки, по которой они движутся при помощи биения жгутиков соленоцитов и клеток мерцательного эпителия, выстилающих трубку. Оттуда, через отверстие нефридия, отходы попадают в околожаберную полость и выводятся из тела ланцетника.
Кроме сериально расположенных в каждом метамере нефридиев, у ланцетника имеется непарный (левый) нефридий Гатчека, который первым появляется в онтогенезе. По своему строению он напоминает остальные нефридии.
В течение десятилетий оставалось невыясненным происхождение протонефридиев ланцетника. Старые авторы (Гудрич и др.) склонялись к мнению об их эктодермальном происхождении (так, Гудрич описал их развитие из одноклеточных зачатков, которые, по его мнению, принадлежали к эктомезодерме). Таким образом, предполагалось, что нефридии ланцетника не гомологичны мезодермальным нефронам (почкам) позвоночных. В последнее время накапливаются молекулярно-биологические данные, подкрепляющие мезодермальное происхождение нефридиев ланцетника
Дыхательная система
Дыхательная система характеризуется тем, что специализированных органов нет. Газообмен производится через всю поверхность тела.
Кровеносная система
Кровеносная система замкнута и отграничена от окружающих органов стенками кровеносных сосудов.
Под глоткой располагается брюшная аорта — крупный сосуд, стенки которого постоянно пульсируют и перегоняет кровь, таким образом заменяя сердце. Пульсация происходит посредством медленного, нескоординированного сокращения миоэпителиального слоя рядом расположенных целомических полостей. По брюшной аорте венозная кровь движется к головному концу тела. Через тонкие покровы сотен жаберных артерий (выносящих), отходящих по числу межжаберных перегородок от брюшной аорты, происходит поглощение кровью растворённого в воде кислорода. Основания жаберных артерий — луковички — также имеют способность к пульсации. Жаберные артерии впадают в парные (правый и левый) корни спинной аорты, которая находится у заднего края глотки, и тянется под хордой до конца хвоста. Передний конец тела снабжается кровью двумя короткими веточками парных корней спинной аорты — сонными артериями. По ответвляющимся от дорсальной аорты артериям кровь поступает во все части тела. Так представлена артериальная система кровообращения ланцетников.
Пройдя по капиллярной системе, от стенок кишечника венозная кровь собирается в непарную подкишечную вену, идущую в виде печёночной вены к печёночному выросту. В нём кровь вновь рассыпается на капилляры — формируется воротная система печени. Капилляры печёночного выроста вновь сливаются в короткую печёночную вену, впадающую в небольшое расширение — венозный синус. Из обоих концов тела кровь собирается в парные передние и задние кардинальные вены. С каждой стороны они сливаются и образуют правый и левый кювьеровы протоки (общие кардинальные вены), впадающие в венозный синус, который является началом брюшной аорты. Из этого следует, что у ланцетников один круг кровообращения. Их кровь бесцветна и не содержит дыхательных пигментов. Насыщенность кислородом крови в артериях и венах сходна — небольшие размеры животных и однослойная кожа позволяют насыщать кровь кислородом не столько через жаберные артерии, но всеми поверхностными сосудами тела.
Репродуктивная система
Представители рода ланцетников, как и другие бесчерепные , раздельнополы: у каждого животного развиваются либо яичники, либо семенники. Гонады самцов и самок внешне похожи — это шарообразные выпуклости, распределённые посегментно на стенке тела, примыкающей к атриальной полости. Половых желёз обычно 25—26 пар. Половых протоков нет, и созревшие половые клетки попадают в атриальную полость через разрывы стенок гонад и стенок тела ; с потоком воды через атриопор они выводятся во внешнюю среду. У неполовозрелых ланцетников половых органов нет.
Образ жизни и питание
Обитают во многих морях тропического и умеренного поясов, в том числе и в Чёрном море, в прибрежных зонах с чистым песчаным дном. Так как ланцетники бентосные животные, большую часть времени они проводят на дне, принимая разные положения для кормёжки в зависимости от рыхлости песка. Если почва рыхлая, ланцетники глубоко зарываются в субстрат и выставляют наружу только передний конец тела; если почва илистая и плотная — животные лежат на дне. Будучи потревоженными, ланцетники могут переплыть на небольшое расстояние и снова зарыться или лечь на грунт. Также они могут перемещаться через мокрый песок..
Ланцетники живут колониями числом более девяти тысяч особей на квадратный метр. Совершают сезонные миграции — переплывают на несколько километров.
Ланцетники — животные-фильтраторы: пища всасывается через ротовое отверстие с током воды, которая подгоняется движением ресничек. Пищей для ланцетников является в основном фито- и зоо планктон — различные ветвистоусые рачки, инфузории, диатомовые водоросли; а также личинки и яйца других низших хордовых и беспозвоночных. Характер питания пассивный.
Размножение
Размножаются ланцетники в весеннее, летнее или осеннее время. Сразу же после захода солнца самки начинают метать зрелые икринки (яйца). Оплодотворение происходит в воде, как и последующее индивидуальное развитие ланцетников.
Эмбриональное развитие ланцетников используется во многих учебниках и пособиях в качестве примера для описания эмбриогенеза хордовых, так как представляет собой упрощённую схему развития всех высших хордовых.
Информация взята с сайта www.wikipedia.org
Изучение объекта
Внешнее строение ланцетника рассмотрите с помощью лупы на целых взрослых фиксированных особях.
Ланцетник обитает в прибрежной полосе морского дна. Обычно он лежит на грунте. Длина тела 3-8 см. Задним концом он зарывается в песок. Цвет тела беловатый. Брюшная сторона более широкая, а спинная узкая. К заднему концу всё тело заострено в форме ланцета, отсюда и название животного. Спинной плавник огибает задний конец тела и образует хвостовой плавник и переходит на брюшной стороне в короткий брюшной плавник. На переднем конце хорошо видны ротовые щупальца.
От ротовых щупалец по бокам брюшной стороны тянутся две хорошо заметные метаплевральные складки – вплоть до брюшного плавника. В месте, где они соприкасаются с брюшным плавником, расположено отверстие околожаберной полости, называемый атриопором .
Кожа образована однослойным слизистым эпителием и дермой, находящимися под тонким слоем студенистой соединительной ткани.
Все тело ланцетника прозрачно и в проходящем свете микроскопа хорошо видны многие органы (рис.1).
Мышечная система ланцетника метамерна (признак беспозвоночных), состоит из мышечных сегментов миомер . Миомеры просвечивают через кожу и видно, что они отделены друг от друга тонкими перегородками – миосептами . Поперек брюшной стороны ланцетника лежит слой поперечных мышц.
Рис. 1. Общий вид и расположение внутренних органов ланцетника:
1 – осязательные щупальца, 2 – предротовая воронка, 3 – велярные щупальца, 4 – хорда, 5 – нервная трубка, 6 – глотка с жаберными щелями, 7 – печёночный вырост, 8 – кишка, 9 – атриопор, 10 – подхвостовой плавник, 11 – метаплевральная складка, 12 – половые железы, 13 – мускулатура, 14 – миомер, 15 – миосепта, 16 – хвостовой плавник, 17 – глазки Гессе, 18 – анальное отверстие.
Рис. 2. Головной отдел ланцетника:
1 – хорда, 2 – нервная трубка, 3 – обонятельная ямка, 4 – парус (кольцевидная складка, отделяющая ротовую полость от глотки), 5 – велярные щупальца, 6 – предротовые щупальца, 7 – глазки Гессе.
На спинной стороне тела найдите хорду , которая далеко уходит в головной конец. Хорда, или спинная струна – осевой скелет тела ланцетника. Она представляет светлый вертикально исчерченный стержень, который тянется вдоль спинной стороны от переднего конца тела к заднему.
Над хордой расположена нервная трубка , внутри неё имеется полость – невроцель.
Головы и черепа у ланцетника нет (отсюда и название бесчерепные). Поместите препарат под малое увеличение микроскопа, рассмотрите на нервной трубке расположенные в виде пунктира черные точки – глазки Гессе (светочувствительные органы) (рис.2).
В передней половине тела под хордой находится околожаберная полость , открывающаяся наружу атриопором .
Пищеварительная и дыхательная системы ланцетника тесно связаны между собой. Стенки глотки пронизаны многочисленными (до 150 пар) косо расположенными жаберными щелями. Глотка тянется примерно до половины тела ланцетника. Вода загоняется щупальцем сначала в предротовую воронку, затем в ротовую полость и в глотку, через жаберные щели в околожаберную полость, и, наконец, выходит через атриопор наружу.
Пища, вносимая с током воды в глотку, не выходит с водой через жаберные щели. На дне глотки имеется поджаберный желобок – эндостиль. Пищевые комочки, попав в глотку, обволакиваются слизью и увлекаются на дно глотки. Благодаря работе ресничного эпителия эндостиля пищевые комочки передвигаются по нему в глубь и попадают в среднюю кишку. Задний отдел кишечника представляет трубку, которая заканчивается анальным отверстием на левой стороне задней части тела ланцетника.
От нижней части среднего отдела кишечника отходит слепой печеночный вырост . Найдите его, меняя освещение. На препарате цельной особи печёночный вырост заметен в виде просвечивающего сквозь жаберный отдел желтоватого тела. При прохождении воды через многочисленные жаберные щели происходит газообмен – окисление венозной крови в сосудах, находящихся в жаберных перегородках.
Рассмотрите кровеносную систему ланцетника по схеме (рис. 3). Она замкнутая, сердце отсутствует, круг кровообращения один. Кровь бесцветная. Функцию сердца выполняет брюшная аорта, расположенная под глоткой. Венозная кровь, собранная в ней со всего тела, сокращениями стенок брюшной аорты проталкивается в жаберные артерии. В них происходит газообмен. Кровь, обогащенная кислородом, по выносящим жаберным артериям вливается в парные наджаберные сосуды – корни аорты .
Стрелками показано направление тока крови, вены и брюшная аорта окрашены в чёрный цвет.
Рис. 3. Схема кровеносной системы ланцетника:
1 – брюшная аорта, 2 – жаберные артерии, 3 – корни аорты, 4 – сонные артерии, 5 – спинная аорта, 6 – передние кардинальные вены, 7 – задние кардинальные вены, 8 – кювьеровы протоки, 9 – венозный синус, 10 – подкишечная вена, 11 – воротная система печёночного выроста, 12 – печёночная вена, 13 – хвостовая вена.
От них в передний отдел отходят парные сонные артерии . Во второй половине тела корни аорты сливаются, образуя непарную спинную аорту , которая тянется до хвостового отдела. От спинной аорты отходят артерии и капилляры, через которые происходит клеточный газообмен и обмен веществ. Отработанная кровь через капилляры попадает в вены. Из переднего отдела тела венозная кровь собирается в парные передние кардинальные вены . В них кровь течёт от переднего конца к заднему. Вены заднего конца тела образуют парные задние кардинальные вены , в которых кровь движется к переднему концу тела. Несколько позади глотки передние и задние кардинальные вены сливаются через кювьеровы протоки и через венозный синус кровь снова попадает в брюшную аорту.
В задней части тела ланцетника, кроме задних кардинальных вен, имеется непарная подкишечная вена. Она образует в печеночном выросте капиллярную сеть, которая называется воротной системой печеночного выроста . Капилляры печеночного выроста, объединяясь, образуют печёночную вену, впадающую в брюшную аорту.
Выделительная система ланцетника – парные нефридии с соленоцитами. Нефридии в количестве 90 пар расположены над глоткой и открываются одним концом в целом, а другим - в атриальную полость. Нефридии на обычных учебных препаратах не видны. Рассмотрите их на рисунке.
Ланцетники раздельнополы. Найдите половые железы-гонады, 25–26 пар расположены по бокам тела в виде тёмных округлых или овальных пятен. Они просматриваются через брюшную стенку тела. У неполовозрелых ланцетников гонады не видны. У самцов гонады с мелкозернистым содержимым, у самок – с крупнозернистым. Гонады не имеют выводных протоков. Половые клетки через разрыв стенок гонад и стенок тела поступают в атриальную полость и с водой выводятся наружу через атриопор. Оплодотворение наружное. Эмбриональное развитие протекает очень быстро. Развитие с метаморфозом. Личинка подвижная, до 3 мм. Число жаберных отверстий 14 пар. Личиночная стадия длится около 3,5 месяцев.
Изучение поперечных срезов тела ланцетника
На препарате поперечного разреза ланцетника в области глотки рассмотрите под малым увеличением микроскопа взаимное расположение органов и детали строения животного (рис. 4). На препарате поперечного разреза ланцетника в области кишечника (рис. 5) рассмотрите особенности строения хорды, нервной трубки, соединительно-тканной оболочки, кишки, целома и сравните с предыдущим препаратом.
При изучении срезов необходимо сравнивать их с рисунком. Обратите внимание, что тело ланцетника покрыто однослойным эпителием (как у беспозвоночных). Сверху эпителий (эпидермис) покрыт кутикулой . Под эпителием находится кутис . Эпителий и кутис составляют кожу ланцетника. На спинной стороне найдите спинной плавник, рассмотрите миомеры, разделенные миосептами. Между миомерами расположена в виде крупного овала хорда. Над хордой виден срез нервной трубки с невроцелем.
Под хордой видна глотка , состоящая из жаберных перегородок, разделенных жаберными щелями.
На брюшной стороне глотки хорошо различим эндостиль , выстланный железистыми и мерцательными клетками. На некоторых препаратах сбоку от глотки виден печёночный вырост.
По содержимому гонад определите пол ланцетника. Крупнозернистое содержимое ̶ это яйцеклетки самок. У самцов гонады заполнены многочисленными мелкими половыми клетками. Брюшную сторону представляют метаплевральные складки и несегментированный поперечный мускул, расположенный под кожей.
Контрольные вопросы
1. Назовите признаки, отличающие хордовых животных от представителей других типов.
2. Опишите внешнее строение ланцетника и объясните его приспособления к среде обитания.
3. Чем образована кожа ланцетника?
4. Как происходит размножение у ланцетника?
Рис. 4. Поперечный срез ланцетника в области глотки:
1 – спинной плавник, 2 – метаплевральные складки, 3 – эпидермис, 4 – кутис, 5 – хорда, 6 – нервная трубка, 7 – глазки Гессе, 8 – студенистая оболочка хорды, 9 – миосепта, 10 – миомер, 11 – полость глотки, 12 – жаберная щель, 13 – межжаберная перегородка, 14 – эндостиль, 15 – наджаберная борозда, 16 – печёночный вырост, 17 – половая железа, 18 – атриальная полость, 19 – целомическая полость, 20 – поперечные мышцы.
Рис. 5. Поперечный срез ланцетника в области кишечника:
1 – спинной плавник, 2 – подхвостовой плавник, 3 – эпидермис, 4 – кутис, 5 – хорда, 6 – нервная трубка, 6а – невроцель, 7 – глазки Гессе, 8 ̶ студенистая оболочка хорды, 9 – миосепта, 10 – миомер, 11 – стенка кишки, 12 – полость кишки, 13 – целомическая полость.
Класс Ланцетники относится к подтипу Бесчерепные типа Хордовые. У ланцетников есть хорда, жаберные щели в глотке, нервная трубка, замкнутая кровеносная система. Другими словами, они имеет все характерные признаки своего типа. В отличие от представителей подтипа Черепные (или Позвоночные) у ланцетников хорда не заменяется позвоночником, отсутствует череп, нет парных плавников (конечностей).
Представители класса Ланцетники живут в умеренных и теплых морях на мелководье у дна, то есть ведут донный образ жизни. Они зарываются в песок, оставляя на поверхности передний конец тела, на котором располагается предротовая воронка, окруженная короткими щупальцами. Благодаря движению щупалец вместе с током воды пища попадает в рот, расположенный в предротовой воронке.
Ланцетники питаются мелкими животными и водорослями, а также оседающими на дно органическими частичками.
Класс Ланцетники насчитывает всего около 30 видов. Однако эти животные важны, так как их изучение помогает ученым понять происхождение позвоночных.
Строение ланцетника
По внешнему строению ланцетник похож на маленькую сжатую с боков прозрачную рыбу, его длина в среднем около 5-6 см. Вдоль всей спины проходит невысокий спинной плавник, который переходит в достаточно большой хвостовой плавник, похожий на скальпель (ланцет). У представителей класса Ланцетники нет парных плавников, как у рыб.
Европейский ланцетник
Во внутреннем строении ланцетника выделяют основные для животных системы органов: опорно-двигательную, покровную, нервную, пищеварительную, кровеносную, дыхательную, выделительную, половую.
Опорную функцию у ланцетников выполняет внутренний скелет в виде хорды, которая представляет собой упругий тяж, расположенный над кишечником. В процессе эволюции животного мира появление внутреннего скелета сыграло огромную роль, дав начало развитию процветающему подтипу Позвоночных, принадлежащих как и класс ланцетников типу Хордовых. С каждой стороны от хорды находится по одной мышечной ленте, вертикально разделенной соединительной тканью на сегменты. С помощью этих мышц и хорды ланцетник может плавать и зарываться в песок, изгибая тело из стороны в сторону.
Тело ланцетника покрыто одним слоем слизистого эпителия, под которым расположен слой соединительной ткани.
Строение нервной системы и органов чувств ланцетника простое. Нервная система состоит из нервной трубки и отходящих от нее нервов. Головного мозга нет. В нервной трубке, которая находится над хордой, у ланцетника есть светочувствительные клетки, благодаря которым он способен различать свет и темноту. На переднем конце нервной трубки есть обонятельная ямка. Также по всей коже разбросаны осязательные клетки.
Рот ланцетника переходит в глотку. В ней по бокам находится более 100 жаберных щелей, через которые заглоченная вода выходит в околожаберную полость, а оттуда во внешнюю среду. Пищевые же частицы остаются в глотке и продвигаются в кишечник, где перевариваются. Строение кишечника ланцетника простое, так как кишка не имеет изгибов, но в передней части есть печеночный вырост.
Околожаберная полость образована кожными складками, которые защищают жабры от попадания в них песка, когда ланцетник в него зарывается.
Ланцетники дышат жабрами. В них много капилляров, через стенки которых проникает кислород, содержащийся в воде. В воду из крови выделяется углекислый газ.
Кровеносная система состоит из брюшного и спинного сосудов с отходящими от них более мелкими сосудами. Кровь движется в основном за счет сокращения стенок брюшного сосуда. Кровь бесцветна, так как в ней нет специальных клеток, которые переносят газы. Таким образом кислород и углекислый газ в крови находятся не в связанном виде. По брюшному сосуду в сторону передней части тела течет венозная кровь. По спинному сосуду от жабр в сторону хвостового отдела течет артериальная кровь.
Органами выделения служат выделительные трубочки (метанефридии). У ланцетника их около 100 пар. Внутренние концы трубочек открываются в полость тела, наружные заканчиваются в околожаберной полости.
1. Мозговой пузырёк. 2. Хорда. 3. Нервная трубка. 4. Хвостовой плавник. 5. Анальное отверстие. 6. Задний отдел кишечника в виде трубки. 7. Кровеносная система. 8. Атриопор. 9. Окологлоточная полость. 10. Жаберная щель. 11. Глотка. 12. Ротовая полость. 13. Околоротовые щупальца. 14. Предротовое отверстие. 15. Гонады (яичники/семенники). 16. Глазки Гессе. 17. Нервы. 18. Метаплевральная складка. 19. Слепой печёночный вырост
Ланцетники раздельнополы. Самки и самцы выметывают икринки и сперматозоиды в воду, где происходит внешнее оплодотворение. Личинки несколько месяцев плавают в толще воды с помощью ресничек.
Таким образом, строение класса ланцетников не отличается сложностью. Во многом оно похоже на перевернутого беспозвоночного, у которого брюшная часть тела в процессе эволюции стала спинной, а внутри тела образовалась хорда. Предполагают, что ланцетники произошли от древних кольчатых червей.
В настоящее время известно 25 видов ланцетников. Размер их достигает 8см. Тело сплющено с боков и заострено с обоих концов. Ланцетники большую часть жизни проводят, зарывшись в песок и выставив наружу передний конец головного отдела.
Общая характеристика и строение
Одна из основных особенностей бесчерепных - отсутствие черепа, а следовательно, и челюстного аппарата; отсюда - пассивное питание, заключающееся в фильтрации воды. Ланцетник использует в пищу лишь те морские организмы (бактерии, мелкие планктонные животные, икринки рыб и др.), которые попадают вместе с водой в ротовое отверстие.
По всей спинной стороне животного тянется низкий спинной плавник, переходящий в высокий хвостовой. Хвостовой плавник имеет форму копья или ланцета, с чем связано название животного. В задней части брюшной стороны имеется короткий и низкий подхвостовой плавник. На переднем конце расположена ротовая воронка, окруженная щупальцами. Кожа гладкая, построена из эпидермиса и собственно кожи. Осевой скелет представлен хордой. Мускулатура имеет сегментарное строение.
Яйцо оплодотворяется вне тела самки и развивается в воде. Образовавшаяся личинка в течение трех месяцев держится в верхних слоях воды благодаря ресничкам, покрывающим ее тело. В дальнейшем опускается на дно.
Пищеварительная и выдетилельная системы
Пищеварительная система тесно связана с органами дыхания. Обе эти системы начинаются предротовой воронкой, окруженной венчиком щупалец. На дне воронки находится рот, ведущий в глотку. Стенку глотки справа и слева пронизывает около 150 пар жаберных щелей, которые открываются в околожаберную (атриальную) полость.
Вода, входящая в глотку, проходит через жаберные щели и околожаберную полость, а оттуда через специальное отверстие (атриопор) - наружу. В межжаберных промежутках происходит газообмен. На брюшной стороне глотки расположены реснички и специальный желобок, выделяющий клейкую жидкость.
Пищевые частицы оседают на желобке, где капельками слизи склеиваются и продвигаются в кишку. Кишка представляет собой прямую трубку, открывающуюся наружу анальным отверстием. Сзади жаберной части кишки образуется полый вырост - печень.
Органы выделения представлены большим числом (около 100 пар) нефридиев, расположенных в жаберных промежутках. По строению нефридии очень похожи на метанефридии кольчатых червей.
Кровеносная система
Кровеносная система ланцетника замкнута, круг кровообращения один, сердце отсутствует. Физиологически его заменяет брюшная аорта, принимающая венозную кровь. В результате пульсации сосудов кровь из брюшной аорты поступает в жаберные артерии. Последние не распадаются на капилляры, газообмен происходит через стенки артерий в перегородках между жаберными щелями. Окисленная кровь собирается в спинную аорту, по которой кровь направляется к различным органам, а от них - опять к жабрам.
Над хордой расположена нервная трубка, которая в головном отделе образует небольшое расширение - зачаток головного мозга. По всей трубке расположены особые светочувствительные пигментные клетки (глазки Гессе).
Помимо глазков имеются осязательные клетки на щупальцах и в коже. Есть обонятельная ямка на переднем конце тела. В связи с малой подвижностью органы чувств у ланцетника вообще очень слабо развиты. Периферическая нервная система представлена нервами, отходящими от мозговой трубки.
Сходство ланцетников с беспозвоночными и позвоночными животными
Благодаря простому строению ланцетников долгое время считали близкими к моллюскам. А. О. Ковалевский установил, что они имеют большое сходство с рыбами, а следовательно, и другими хордовыми (наличие хорды, расположение и строение нервной системы и др.).
Вместе с тем у ланцетников много сходства с кольчатыми червями и моллюсками (отсутствие головного мозга и сердца, сегментарное строение мышц, устройство органов кровообращения, выделения, пищеварения и способ питания). Такое совмещение признаков беспозвоночных и позвоночных свидетельствует о том, что они являются близкими формами к предкам позвоночных животных.
Ланцетовидный слизень - именно так долгое время называли это загадочное животное. Теперь ученым точно известны все процессы жизнедеятельности самого примитивного представителя Внешний вид, внутреннее строение ланцетника и особенности его физиологических процессов и будут рассмотрены в нашей статье.
История открытия и среда обитания
Еще в 18-м веке знаменитый русский путешественник и ученый Петр Симон Паллас обнаружил в водах Черного моря полупрозрачное небольшое существо. Внешне оно напоминало моллюска. Дальнейшие исследования и строение ланцетника показали, что этот организм является древним хордовым. От него берут начало все
В природе ланцетника можно найти на дне морей и океанов. Он живут, зарывшись в песок, на глубине до 25 метров. Личинки этого животного встречаются в составе планктона - совокупности растений и животных, находящихся на поверхности воды. Если песок слишком рыхлый, ланцетники зарываются в него очень глубоко, выставляя наружу только небольшую часть переднего конца тела. Если поверхность дна состоит из ила, они просто лежат на его поверхности. Ланцетники даже могут передвигаться между частичками мокрого песка.
Эти животные предпочитают селиться колониями, количество особей в которых достигает тысячи особей. Совершая сезонные миграции, вместе они преодолевают расстояния в несколько километров.
Внешнее строение ланцетника
Строение ланцетника, а точнее форма тела, определили его название. По виду оно очень напоминает хирургический инструмент. Он называется ланцет. Тело животного сплюснуто с боков. Передний конец заострен, а задний косо срезан. На брюшной и спинной стороне покровы образуют складки, которые в задней части тела сливаются в ланцетовидный хвостовой плавник. Размеры этого животного небольшие - до 8 см.
Покровы
Внешнее строение ланцетника - это прежде всего покров тела. Он представлен покровной тканью - однослойным эпителием. Сверху он покрыт тонким слоем кутикулы. Подобно рыбам, клетки эпителия выделяют много слизи, которая покрывает все тело. Под покровной тканью располагается слой соединительной ткани.
Скелет и мускулатура
Особенности строения ланцетника определяются и системой, обеспечивающей опору и движение. Устроена она достаточно примитивно. Скелет представлен хордой, которая проходит вдоль всего тела от переднего конца к заднему. Мускулатура имеет вид двух тяжей. Они тянутся по обе стороны от осевого тяжа. Такое строение позволяет ланцетнику осуществлять только однообразные движения. При помощи мускулатуры он сгибает тело в одном направлении. Хорда же действует как противовес - распрямляет ланцетника.
Особенности внутреннего строения ланцетника
Внутреннее строение его самое примитивное среди хордовых. Их тип питания пассивный. Эти животные являются фильтраторами. Пищеварительная система сквозная. Она состоит из ротового отверстия, глотки и трубчатого кишечника с печеночным выростом. Источником питания для ланцетника служат небольшие рачки, инфузории, разные виды водорослей, личинки других хордовых животных.
Фильтрация воды тесно взаимосвязана с процессом дыхания. На стенках глотки находится множество клеток, имеющих реснички. Их действие создает постоянный ток воды, которая проходит через глотку и жаберные щели. Здесь же осуществляется газообмен. После этого вода выделяется наружу через жаберную пору. Дополнительно поглощение кислорода и выделение углекислого газа происходит через покровы тела.
У ланцетника есть специализированные Они называются нефридиями. Это многочисленные парные трубочки. Они полностью пронизывают тело, а одним концом открываются наружу в околожаберную полость.
Кровеносная система незамкнутая. Она состоит из двух сосудов - брюшного и спинного. Сердце отсутствует. Его функцию выполняет брюшной сосуд, благодаря пульсации которого происходит циркуляция крови. Она смешивается с полостной жидкостью, омывая все внутренние органы и таким образом осуществляя газообмен.
Нервная система представлена трубкой, расположенной над хордой. Она не образует утолщения, поэтому головной мозг у ланцетника отсутствует. Такое примитивное строение нервной системы обусловливает и слабое развитие органов чувств. Они представлены обонятельной ямкой, расположенной на переднем конце тела. Она способна воспринимать химические вещества, находящиеся в воде в растворенном состоянии. Здесь же располагаются и щупальца, которые служат органом осязания. Вдоль нервной трубки находятся светочувствительные клетки.
Размножение и развитие
Внутреннее строение ланцетника определяет и тип половой системы. Это раздельнополые животные с наружным оплодотворением. Развитие непрямое, поскольку из яйца развиваются личинки, которые первоначально плавают в воде и внешне напоминают мальков рыб. Они питаются, растут, а через некоторое время опускаются на дно, одним концом тела зарываясь в песок. Продолжительность жизни ланцетника составляет 3-4 года.
Значение ланцетника в природе и жизни человека
В странах Юго-Восточной Азии ланцетников употребляют в пищу. Причем в этом регионе они являются объектом промысла уже несколько сотен лет. Рыбаки ловят их прямо с лодок в период с августа по январь через несколько часов после отлива. Для этого используют специальное приспособление. Оно представляет собой сито на шесте из бамбука. В течение года вылавливается несколько десятков тонн ланцетника. Из него готовят первые блюда, его можно жарить, варить или сушить для экспорта. Мясо этого животного очень питательно, богато белком и жирами.
Ланцетники являются примитивными морскими хордовыми животными, относящиеся к классу Головохордовые Они ведут малоподвижный образ жизни и питаются путем фильтрации. В настоящее время они не только являются объектом промысла, но и используются для научных исследований, поскольку изучение их происхождения и систематического положения в системе животного мира позволило определить закономерности в процессе эволюции хордовых.
