Морские и пресноводные виды губок. Морские губки

Краб, вероятно, пришел полюбоваться на совершенную структуру скелета стеклянных губок вида Корзинка Венеры

Морские губки - примитивные организмы. Это беспозвоночные животные, которые проводят практически всю жизнь, прикрепившись к скалам или дну. Губки встречаются практически повсеместно, от прибрежных зон до самых глубоких мест в океане. Представлены губки примерно 8000 видов. У них нет настоящих тканей и органов, их функции выполняют отдельные клетки и пласты клеток. Питаются губки, прогоняя воду через собственное тело. Фильтрат, куда попадают мелкие существа и различные органические частицы, и служат питанием для губки.

Есть и хищные губки - их насчитывается около 140 видов. Эти хищники питаются рачками и другими мелкими животными. Для охоты губки семейства Cladorhizidae используют длинные липкие нити клеточного строения. Когда жертва приклеивается к нити, она укорачивается, подтягивает жертву к губке, которая постепенно обволакивает жертву и переваривает. Фильтрацию воды губки используют не только для получения пищи, но и для того, чтобы получить кислород для тканей тела. По словам специалистов, каждый день многие виды губок прокачивают через себя объем воды, в 20000 превышающий их собственный объем тела. Одним из самых необычных видов губок - Cladorhizidae. Этих существ можно назвать живым оптоволокном.

Эта губка относится к классу стеклянных губок (шестилучевые губки), которые создают свою основу из диоксида кремния. Эти живые организмы очень красивы, поскольку нити «скелета» переплетаются в самых необычных сочетаниях. Стеклянные губки типа Cladorhizidae обычно соседствуют с креветками, которые занимают внутреннюю полость скелета. Размер стеклянных губок достигает 20-30 сантиметров.

Стеклянными губками ранее интересовались специалисты из Bell Labs. Представители компании, изучив волокна скелета, сделали вывод, что материал по структуре схож с оптоволокном. Длина волокон губок составляет 5-15 см, а диаметр - 40-70 микронов. Структура волокон сложная, они являются многослойными объектами. Центром является стержень из, фактически, кварцевого стекла. Этот стержень окружен слоями органики и оболочки. Причем оболочка имеет специальную структуру, которая обеспечивает возможность проводить свет по искусственным волокнам.

Специалистов из Bell Labs удивило то, что губки создают свои волокна в воде, при низкой температуре. Человек же производит оптоволокно с помощью дорогого оборудования при высоких температурах в специальных печах. По мнению специалиста Джоанны Айзенберг, губки могут быть примером альтернативного способа производства оптоволокна. Причем особенностью материала, производимого губками, является его прочность и гибкость. Такие волокна гораздо менее хрупкие и практически не трескаются. Их можно без проблем связать в узел, оптические свойства канала при этом практически не пострадают. Свет по таким волокнам проходит очень хорошо, поскольку губки используют при формировании своего стеклянного скелета ионы натрия, улучшающие оптические свойства материала. Естественно, натрий добавляется этими организмами в условиях все той же низкой температуры в водной среде. Для производителей оптоволокна контроль ионов натрия в производственном процессе до сих пор представляет собой проблему.

В Bell Labs изучили строение оптоволокна губок, выяснив, что оно состоит из нескольких слоев. Оптические свойства каждого слоя различаются. Как уже говорилось выше, центром оптоволокна губки является стержень из чистого кварцевого стекла. Концентрические слои стекла окружают стержень по мере роста губки. Именно такая структура делает волокно, формируемое губкой, очень стойким к разломам и трещинам. Отдельные слои склеиваются вместе при помощи особого органического клея. По мере формирования скелета отдельные волокна переплетаются вместе, и формируют нечто, похожее на решетку.

Структура скелета стеклянных губок имеет много общего со структурой зданий и сооружений, создаваемых человеком. Правда, «здания», которые создает губка, в 1000 раз меньше большинства объектов такого типа, создаваемых человеком. На фото показаны Швейцарская башня из Лондона, Hotel De Las Artes из Барселоны и структурный элемент Эйфелевой башни

Решетка усиливается особым веществом (мезоглея), и скелет губки под влиянием мезоглеи и оболочки волокон становится довольно прочным. По словам специалистов, такая структура похожа на ту, что используется архитекторами, создающими здания в сейсмически опасных зонах. Слегка деформироваться такой материал может, но сломать его очень трудно. Эволюционируя, губки научились строить максимально прочные скелеты из минимального количества материала. Исследователи говорят, что губка использует ровно столько материала, сколько требуется, и не более.

Интересно, что губки вида Euplectella aspergillum (уже упоминавшаяся выше «Венерина корзинка») крепится к дну при помощи эластичных стеклянных иголок-спикул, диаметр которых составляет 50 микрон. Длина их может достигать 10 сантиметров. Эти спикулы очень крепкие, так что разорвать их, оторвав губку, очень сложно.

В прошлом году ученые, изучающие стеклянных губок, провели моделирование механических свойств искусственных волокон этих существ. Целью был поиск оптимальной последовательности толщины цилиндров для достижения максимальной прочности скелета на разрыв. Как оказалось, расчетные параметры очень близки к реальным. Губки используют уменьшение толщины от центра к краю.

Джоанна Айзенберг утверждает, что скелет стеклянных губок - одно из лучших решений в инженерной механике. Возможно, этот материал сможет помочь человеку открыть новые возможности материаловедения и усовершенствовать инженерное проектирование. Структура эта очень сложная, это касается как отдельных волокон, так и всего скелета в целом. «Это ставит меня в тупик. Я не могу представить, как губки формируют свой скелет из отдельных волокон, создавая почти идеальные структуры», - заявила Айзенберг. Сейчас ученые предполагают, что в центре каждого волокна при его формировании есть белок, играющий важную роль в создании как стержня, так и всего оптоволокна в целом.

«Удивительно, сколько инженерных методов строительства используют губки для создания скелета», - говорит Джеймс Вивер, ученый из Калифорнийского университете в Санта-Барбаре.

Губки (Spongia) это тип беспозвоночных животных. Происходят губки, вероятно, от колониальных воротничковых жгутиковых простейших, образуя слепую ветвь в основании филогенетического древа многоклеточных.

Губки возникли еще в докембрии (примерно 1млрд. 200 млн. лет назад!, т.е. это очень древние организмы), наибольшего расцвета достигли в мезозое.

Губки – преимущественно морские организмы, не многие – пресноводные. Внешне губок даже трудно принять за животных. Они совершенно не подвижно сидят, прикрепившись к субстрату, и никак не реагируют на раздражение. Губки чаще колониальные организмы, но встречаются и одиночные. На ощупь губки твердые, жесткие. Пресноводные бадяги серые или зеленоватые, но морские губки часто ярко окрашены. Окраска зависит о наличия пигментных клеток. Многие губки имеют специфический не приятный вкус и запах, поэтому они не съедобны и их никто не трогает.

Губки отличаются крайне примитивной организацией. Их тело не имеет какой-либо симметрии, оно бесформенное . Внутри бокаловидного или мешковидного тела (высотой от нескольких мм до 1,5 м и более) типичной губки находится парагастральная полость , открывающаяся на вершине устьевым отверстием . Настоящих органов и тканей у губок нет, но их тело состоит из разнообразных клеточных элементов . На поверхности тела располагаются плоские клетки - пинакоциты , изнутри парагастральную полость выстилают жгутиковые воротничковые клетки, или хоаноциты . Между слоем пинакоцитов и слоем хоаноцитов залегает бесструктурное вещество - мезоглея , содержащая амёбоциты , колленциты , склеробласты и др. клетки. На поверхности тела губки множество пор , ведущих в каналы , пронизывающие стенки тела. В зависимости от степени развития канальной системы, локализации хоаноцитов и образованных ими жгутиковых камер различают 3 типа строения губок: аскон , сикон и лейкон .

Почти все Губки имеют скелет , образованный кремнёвыми или известковыми иглами , у роговых губок скелет состоит из белкового вещества спонгина.

Жизнедеятельность губок связана с непрерывным процеживанием через тело воды, которая благодаря биению жгутиков множества хоаноцитов поступает в поры и, пройдя систему каналов, жгутиковых камер и парагастральную полость, через устье выходит наружу. С водой в губку поступают пищевые частицы (детрит, простейшие, диатомовые водоросли, бактерии и пр.) и удаляются продукты обмена. Захват пищи производится хоаноцитами и клетками стенок каналов.

Большинство губок - гермафродиты . Из яйца развивается мерцательная личинка – паренхимула , или амфибластула, которая выходит наружу, плавает, затем оседает на дно и превращается в молодую губку. При метаморфозе наблюдается свойственный только губкам процесс так называемого извращения зародышевых листков , при котором клетки наружного слоя мигрируют внутрь, а клетки внутреннего слоя оказываются на поверхности. Кроме того, у губок широко распространены почкование и образование геммул - разновидности бесполого размножения.

Все губки, как было сказано ранее, - водные, преимущественно морские колониальные, реже одиночные животные, ведущие неподвижный образ жизни. Встречаются от прибрежной зоны и почти до максимальных глубин океана, наиболее разнообразны и многочисленны на шельфе (шельф - пологая не глубокая зона морского дна). В северных и дальневосточных морях нашей страны обитает свыше 300 видов, в Чёрном море - около 30 видов, в Каспийском море - 1 вид губок. Всего же описано на настоящий момент времени около 2500 видов.

Тип Губки подразделяется на 4 класса . В основе классификации губок – строение скелета.

Класс 1. Обыкновенные губки (Demospongiae). У этих губок скелет образован одноосными или четырёхлучевыми кремнёвыми иглами. Канальная система лейконоидного типа. Обычно колониальные, реже одиночные формы, преимущественно морские формы. Этот самый многочисленный класс современных губок представлен 2-мя отрядами: Кремнероговые и Четырёхлучевые губки.

У Кремнероговых губок скелет состоит из кремневых одноосных игл и органического вещества - спонгина или из одних спонгиновых волокон, образующих сетчатую, реже древовидно-разветвлённую опору тела. В основном это колониальные формы, имеющие вид корковых или подушковидных обрастаний, неравномерно разросшихся комков, пластин или разного рода трубчатых, воронковидных, стебельчатых, кустистых и других образований, высотой до 0,5 м и более. К Кремнероговым губкам относятся известные нам Бадяги и несколько видов Туалетных губок . Туалетные губки применяются для туалета, медицинских и технических целей. Промысел этих губок развит в Средиземном и Красном морях, у берегов о. Мадагаскар, Филиппин, в Мексиканском заливе и Карибском море. Наиболее ценится так называемая Греческая губка (Euspongia officinalis).

У Четырехлучевых губок тело шаровидное, яйцевидное, бокаловидное, подушковидное, высотой обычно до 0,5 м. Скелет образован кремневыми, обычно четырёхлучевыми (отсюда название) или их производными - одноосными иглами, расположенными в теле радиально. Тоже колониальные, реже одиночные формы. Обитают преимущественно до глубины 400 м. К Четырехлучевым губкам относится семейство Сверлящие губки , или клионы. Эти губки способны проделывать ходы внутри какого-либо известкового субстрата, оставляя на его поверхности округлые отверстия диаметром около 1 мм. Полагают, что механизм сверления обусловлен одновременным действием углекислоты, выделяемой поверхностными клетками Сверлящих губок, и сократительными усилиями этих клеток. Около 20 видов, главным образом на мелководье тёплых морей. В нашей стране - 3 вида, в Японском, Чёрном, Белом и Баренцевом морях. Эти губки - опасные вредители устричных банок.

Класс 2. Известковые губки (Calcispongiae). Скелет этих губок образован трёх-, четырёхлучевыми и одноосными иглами из углекислого кальция. Тело часто бочонковидное или трубковидное. Единственный класс губок, в котором отмечены губки, имеющие все 3 типа канальной системы. Известковые губки это небольшие одиночные (высотой до 7 см) или колониальные организмы. Свыше 100 видов, распространены исключительно в морях умеренных широт, главным образом на мелководье. Представители Сикон , Сикандра , Леукандра , Асцетта .

Класс 3. Коралловые губки (Sclerospongiae). Колониальные губки. Ширина колоний до 1 м, выcота - 0,5 м. Известны с мезозоя. Скелет состоит из базальной массы арагонита или кальцита и кремнёвых одноосных игл. Живая ткань лишь тонким слоем (толщиной около 1-2 мм) покрывает поверхность Коралловых губок. Канальная система лейконоидного типа. Всего 10 видов, обитают на мелководье среди коралловых рифов Вест-Индии, западных частей Тихого и Индийского океанов, в Средиземном море и у о. Мадейра.

Класс 4. Стеклянные губки , или Шестилучевые губки (Hyalospongia, или Hexactinellida). Известны с кембрия. Наиболее разнообразны и многочисленны были в меловом периоде мезозойской эры. Скелет из кремнёвых шестилучевых игл (или их производных) с лучами, лежащими в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях. Преимущественно одиночные, мешковидные, трубчатые, бокаловидные или бочонковидные формы, высотой до 1,5 м. Около 500 видов. Океанические организмы, обитающие обычно на глубине свыше 100 м. Стеклянные губки очень красивы и используются в качестве украшений. Например, губка корзинка Венеры , Эуплектелла , Хиалонема .

Морская губка это не растение и не коралл. Это животное. Морская губка не очень сложный организм — она не имеет центральной нервной системы, у неё отсутствует мозг, нет кровообращения, пищеварения и вообще целостных органов.

Древние греки дали морским губкам название «Zoofitan» — редкая, уникальная категория морских видов — в буквальном смысле означает «полу растение / полу животное» .

Морские губки живут на морском дне. Они не двигаются. Эти подводные обитатели моря прикрепляются к твёрдой поверхности и живут на одном месте постоянно.

Некоторые виды губки встречаются в пресноводных озёрах и реках, так называемые «бадяговые» губки. Но пресноводные губки не пригодны для коммерческого использования.

Морские Губки процветают в самых разных климатических условиях — от тропического до полярного — она может выжить во всех широтах — от приливных зон вплоть до самых глубоких районов моря, в том числе в морских подводных пещерах, где вообще нет света.

Однако, самое высокое качество отмечено у губок Средиземноморья, Эгейского моря и Красного.

Морские губки способны регулировать количество воды, пропускаемое через их тела, сужением отверстий. Они активно фильтруют поток воды, проходящий через их структуры, непрерывным биением тысяч крошечных жгутиков в порах.

Морские Губки каждый день перекачивают воды в 200000 раз больше объёма собственного тела.

Губки — это «фильтраторы» моря. Насколько будет чистым бассейн, зависит именно от морской губки.

Морская губка под водой выглядит тёмной. Корпус покрыт тёмными мембранами. Функция этих тёмных мембран — в защите внутреннего скелета. Они действуют, как кожа для тела.

Морские губки размножаются почкованием. Губка способна поймать сперму, неподалёку плавающую. Её она использует, чтобы оплодотворить яйца. Затем крошечные личинки появляются в результате оплодотворения. Тогда эти личинки в океане вырастают в губки.

Губки часто остаются привязанными друг к другу до бесконечности с каждым новым циклом роста. Губки живут «социумом» .

Основной рацион морской губки — органические частицы и планктон. Они фильтруют океан, чтобы получить еду. Текущая вода даёт губкам питательные вещества и кислород. Губки любят хорошо покушать. В среднем они съедают 2/3 от собственной массы тела.

Это удивительно узнать, что некоторые морские губки являются плотоядными животными. Они едят ракообразных и мелких морских животных.

Тело морской губки содержит крошечные поры, создающие фильтрацию.

Учёные определили около 5000 видов морских губок в мире. В продажу поступает лишь 7 видов, и только 12 видов заготавливаются для коммерческого использования. У губки роскошная мягкая пористая структура.

Морская губка имеет прекрасный процесс регенерации. Они легко ремонтируют (восстанавливают) сломанные куски и повреждённые части своего тела. Они могут отрастать в одном и том же месте, подобно грибам. Кроме того, они обладают способностью к регенерации в новые индивидуальные губки даже из мельчайших фрагментов оригинала.

Сборщики морской губки (нырялщики) , собирая морскую губку, следят чтобы оставались корни (основы) морской губки. Это даёт морской губке шанс к регенерации. Если же взять корень, губка умирает.

При уборке урожая используют специально разработанные крючки или ножи, чтобы не нарушать естественные процессы воспроизводства губок.

Если вы думаете, что сбор морских губок это плохо, то вы ошибаетесь. Возраст морской губки может достигать 150 лет, если их не собирать время от времени. Если морская губка не собирается, они со временем теряют способность к регенерации. Оптимальна для них только короткая продолжительность жизни 10-20 лет.

Исследования показали, на тех участках, где фактически идёт постоянный процесс заготовки губки, наблюдается увеличение их плотности населения. Вырезанная и вновь отрастающая губка будет расти в течение нескольких лет, чтобы стать больше и здоровее, чем была первоначально.

Утверждают, что дельфины и морские черепахи охотно поедают губки. Морские губки действуют как очистители от грязи и бактерий для их желудков.

Калимнос — греческий остров, где традиционно занимаются промыслом губок.

В Америке губки используются на автомойках в качестве мочалок в 95 случаях из ста.

• Губки можно использовать в качестве марлевой повязки при кровотечении.
• Это прекрасное средство личной гигиены и чудное косметическое средство.
• Кроме мочалок для купания и бани, из морской губки изготовляют набивочный материал.

Учёные обнаружили, что некоторые из химических веществ, которые применяются губками для сдерживания хищников, могут иметь потенциал для лечения рака и ВИЧ.

Первое лекарство для лечения рака — цитозинарабинозид, вывели именно из организма морской губки.

Натуральная морская губка была важна для общества в плане гигиены на протяжении многих веков. До появления синтетических продуктов и искусственных моющих средств, натуральные губки моря использовались древними египтянами, греками и римлянами.

Представляем Вам интересные факты о морских губках

Знаменитая "мочалка", которую мы ежедневно используем для купания, получила свое название именно благодаря этом морскому существу. Большинство из них пригодны исключительно для этих целей.

Благодаря многочисленным исследованиям, проведенными над этими существами, было выявлено, что они принадлежат к подводному миру животных. До селе же, их именовали как зоофиты - эдакий переходный этап между растениями и животными.

Губки обитают большими семействами, каждый из них же являются одноклеточным представителем. Поэтому увидеть их можно только единым "социумом", состоящий из 5-12 таких одиночных.

В зависимости от того, каким скелетом обладают губки, их подразделяют на три класса: известковые, стеклянные и обыкновенные. На фото ниже – стеклянные.

Знаете ли вы, что в древние времена губки пользовались большой популярностью в медицине? Так, их можно было использовать в качестве марлевой маски и остановки кровотечение.

Знаете ли вы, что от того, насколько чистым будет водоем, зависит именно от этих животных?

В глубинах воды они занимаются благим делом - пропускают ее через себя, оставляя внутри своего организма всю известь.

Знаете ли вы, какое количество уходит губок для производства в современном мире? Более 300 тыс. тонн. Из этих морских организмов, кроме мочалок для купания и бани, так же изготовляют шлемы и набивочный материал для строительства.

В Америке губки используют на авто мойках около 95% из 100%.

Знаете ли вы, что губки очень любят хорошо покушать? В среднем они съедают около 2/3 от собственной массы тела.

Знаете ли вы, что первое лекарство, которое было создано для лечения рака - цитозинарабинозид, вывели именно из организма этих животных?

Между прочим, за неимением кровообращения, пищеварения, нервной системы и вообще целостных органов, губки могут чихать.

В глубоких водах океана губки могут жить около 200 лет. Но только в том случае, если их не съедят дельфины - для этих животных губки играют роль "профилактического лечения" от грязи и бактерий их желудка.

Губка «розовый вазон» (лат. Niphates digitalis) поражает своим разнообразием форм и расцветок. Все губки являются примитивным типом многоклеточных животных, ведущих неподвижный образ жизни. На протяжении многих веков их принимали за растения и называли живыми кустами.

В царство животных губки были зачислены во второй половине XIX века. Хотя многие из нас даже не могут предположить, что натуральные мочалки, которые мы используем для мытья тела, это всего лишь скелеты губок, проживающих в морских глубинах.

Промысел и разведение

Объектом промысла и разведения являются обыкновенные не известковые классы губок. Их добычу осуществляют ныряльщики Красного, Средиземного и Карибского морей, а также Мексиканского залива и Индийского океана. Существует множество ферм, на которых выращиваются туалетные губки.

Пойманный экземпляр тщательно выполаскивают, чтобы избавиться от его квартирантов, затем очищенный скелет поступает на промышленную переработку. В природных условиях губки встречаются самых разных цветов и оттенков.

Распространение

Морские виды этих животных обитают в тёплых водах всех морей Мирового океана. Большинство из них селится на глубине до 500 м, и только самые глубоководные виды могут обитать на глубинах до 7000 м.

Малочисленная группа губок заселяет пресноводные водоёмы. Несмотря от места проживания, все они чувствительны к промышленным загрязнениям, которые во многих случаях приводят к их массовой гибели. Как правило, они приживаются в спокойных водоёмах, богатых на органические остатки.

Размножение

Губки способны размножаться половым и бесполым путём. Последнее происходит при помощи почкования. Кусочек тела передвигается по дну и, закрепившись на неподвижной основе, даёт жизнь новому организму.

У некоторых видов образуются внутренние почки, которые способны пережить неблагоприятные погодные условия. Осенью у пресноводной бодяги образуются геммулы – шарики из скопления живых клеток. Зимой бодяга отмирает, а геммулы, опавшие на дно, с приходом весны превращаются в новую губку. Таким же образом могут размножаться и морские виды, образующие внутренние почки сориты.

Площадь поверхности губки в сравнении с её весом очень большая. Если её высушенный скелет весит 4 г, то площадь её канальцев составляет до 34 кв. м. За один раз губка набирает в себя воды в 30 раз больше веса собственного тела. Чтобы увеличить массу своего тела на 100 г, она должна пропустить через себя до 4000 кг воды.

В одно и то же время женские и мужские особи выбрасывают гаметы в воду, и после оплодотворения яйцеклеток из них получаются планулы – личинки, плавающие в толще воды на протяжении нескольких дней.

Течением они относятся на значительные расстояния от своих родителей. Через несколько дней планулы опадают на дно и превращаются в молодых губок, которые при благоприятных погодных условиях создают целые колонии.

Поведение

В основном губки проживают колониями. Очень редкие виды этих животных могут селиться поодиночке. Пресноводные колонии живут не более одного года, а их морские сородичи более долговечны. Внешний вид губки зависит от места её проживания.

В тех местах, где наблюдается сильное течение, они образуют плоские бугорчатые покровы. На больших глубинах со слабым течением эти животные создают причудливые формы кустов, листьев или веток.

Для существования им хватает небольшое количество мышечных клеток. Проводя жизнь на одном месте, они питаются проплывающими мимо них микроорганизмами и органикой.

Морфология

В парагастральную полость вода попадает через поверхностные поры и канальцы. Хаоноциты, захватив из воды мелкие частицы, переваривают их. Небольшая часть пищи отдаётся археоциатам, которые плавают в мезоглее между стенками тела, а те относят их в наружные слои.

Отфильтрованная вода выталкивается через устье парагистральной полости – оскулум. Жгутики воротничковых клеток способствуют току воды.

Губки выделяют ядовитые вещества, которые защищают их от нападения врагов. Зачастую в их телах поселяются всевозможные беспозвоночные существа, а в самом теле проживают одноклеточные водоросли, простейшие организмы и бактерии.

Описание

По строению своего тела «розовый вазон» Niphates digitalis принадлежит к простейшему типу, который отличается удлинённой мешковидной формой. Внутренний его слой выстлан воротничковыми клетками – хоаноцитами с длинными жгутиками. Наружный слой состоит из плоских клеток пинакоцит.

Хрупкий минеральный скелет Niphates digitalis формируется из скелетных игл, в состав которых входит кремнезём и спонгин. Вещество мезоглея, заполняет собой пространство между двумя слоями клеток и образует стенки тела. Оно содержит археоциты, которые разносят питательные вещества по всему телу и образуют половые клетки.

Продолжительность жизни «розового вазона» достигает 10 лет.