Н. Ю. Беспалова
Животные
Глава 3
Животные, напоминающие цветы (тип кишечнополостные)
«…из сине-зеленой глубины внезапно начали всплывать кусты, грибы, деревья, причудливые кружева, смутные, подернутые нежно-зеленой дымкой. Чуть дальше четко вырисовывались, словно вырезанные, молочно-белые и бирюзовые каменные кусты. Их белые, лазоревые и сине-фиолетовые ветви переплетались сказочным узором, ярко освещенные солнечными лучами. Кусты сменялись тончайшей замысловатой вязью цвета сливок, перемежавшейся с тонкими ярко-алыми и пурпурными кустиками.
Это не растение, а животное – представитель кишечнополостных, получивший название «морское перо»
Забыв все, люди всматривались в прозрачную воду, а там, по мере движения корабля, подводные сады развертывались в великолепном разнообразии красок и тонов, в неисчерпаемом богатстве оттенков, зависящих от глубины воды. То они едва угадывались в полутьме прозрачными голубыми, красными и изумрудными тенями, то выступали совсем близко к поверхности, принимая удивительно яркую и чистую окраску». Такое описание подводной жизни есть в романе известного писателя-фантаста Ивана Ефремова. Роман называется «На краю Ойкумены», и в первой части, которую мы только что процитировали, говорится о плавании древнеегипетских путешественников далеко на юг вдоль Африканского континента.
Примеры лучевой симметрии в произведениях природы – сверху вниз: медуза, губка в поперечном разрезе, полип
Описанное писателем явление можно и сейчас наблюдать в Красном море и в других морях нашей планеты. Но герои Ефремова, наверное, очень бы удивились, если бы узнали, что увиденные ими волшебные подводные сады образованы не растениями, а животными. Пройдет несколько тысячелетий, и ученые тщательно изучат этих животных, дав им отнюдь не поэтическое название – Кишечнополостные.
Различные полипы
Кишечнополостные, как и губки, принадлежат к двухслойным животным. Обитают они в воде – морской и пресной. Размеры их, обычно, невелики – подобны размерам губок. Как и губки, кишечнополостные бывают одиночные или образуют колонии, суперорганизмы. Наиболее известный образец жизнедеятельности такого суперорганизма – коралловые полипы.
Кишечнополостным присущ такой же тип симметрии, как и губкам, – радиальный. То есть в поперечном разрезе тело кишечнополостных похоже либо на круг, как у губок, либо на многолучевую звезду.
Медуза
Создавая кишечнополостных, природа несколько усложнила «конструктивную схему». Тело кишечнополостных, как и у губок, похоже на бокал. Но есть два «варианта исполнения».
Общая площадь всех коралловых сооружений в мировом океане превышает 27 млн кв. км. Площадь же коралловых островов, вместе с рифами, которые выступают из воды во время отлива, составляет 8 млн кв. км, что несколько превышает площадь Австралии.
Первый – полипы. Они прикреплены ко дну или к любой другой поверхности (например, к скелетам уже отмерших полипов, как бывает на коралловых рифах).
Второй – медузы. Это вариант, приспособленный к движению. Однако не к активному движению, а к пассивному дрейфу – по течению воды, иногда по ветру, как у физалии, получившей у моряков специфическое название «португальский военный кораблик» (вы видите, что сравнение в области военной техники не нам первым пришло в голову, нужно еще заметить, что этот кораблик не одиночный организм, а колония, о ее строении, весьма схожем с конструктивной схемой настоящего парусника, мы впоследствии еще поговорим).
Колония полипов
Форма бокала полипов подобна форме бокала губок. У медуз это скорее не бокал, а глубокая сковорода с крышкой, имеющей отверстия. Строение тела губок мы сравнивали со старинной пушкой. Даже для них это сравнение очень приблизительное – принципиальная схема пушки достаточно примитивна.
Стрекательные клетки кишечнополостных: слева – в состоянии «наготове», справа – приведенная в действие
Для кишечнополостных подходит сравнение с устройствами более сложными. Возможно, даже с такими, что существуют пока только в воображении писателей-фантастов и еще в задумках инженеров-конструкторов, которые зачастую находят в произведениях этих писателей интересные для себя идеи. Как могут выглядеть такие устройства? Вспомним о радиальной симметрии тела кишечнополостных. Проще всего сказать, что радиальная симметрия – это когда со всех сторон все одинаково. Такое строение имеет смысл, если с любой стороны можно получить необходимую пищу (как губки, которые пропускает через себя окружающую их воду, отфильтровывая из нее питательные частички).
Так шагает гидра – полип наших пресных водоемов
Кишечнополостные не фильтруют воду, они активно выхватывают из нее добычу, и в основном добычу живую. Добыча эта часто бывает близка по размерам к самому «охотнику». Заметим, что «охотник» не имеет возможности искать добычу. Он будто сидит в засаде (полип) или плывет без весел по течению на лодке (медуза) и подстерегает добычу, которая может появиться с любой стороны. Поэтому с любой стороны должно быть наготове охотничье оружие. В качестве оружия для охоты кишечнополостным служат щупальца, окружающие их тело со всех сторон. Щупальца имеют жалящие клетки. Эти жалящие клетки с силой выбрасывают ядовитые нити, парализующие добычу. Таким образом, кишечнополостные (их еще иногда называют стрекающими) являются довольно активными хищниками. Активными – вопреки ограниченным возможностям для передвижения полипов, да и медуз (если говорить о направленном передвижении для достижения цели). О дополнительных возможностях двигаться активно у некоторых кишечнополостных, таких как актиния или только что упомянутый «португальский военный кораблик», мы расскажем позже.
Схема жизненного цикла кишечнополостных: 1 – полипы с почками, 2 – медуза, 3 – яйцо, 4 – личинка
Однако следует заметить, что эти животные больше похожи на стационарные, привязанные к определенному месту или дрейфующие по ветрам и течениям технические устройства. Приходит в голову сравнение с космическими станциями, «плывущими» в космосе вместе с большими и малыми планетами, как медузы в океане, или, как полипы, имеющие свое стационарное постоянное место на поверхности Луны, Марса, Венеры. Эти космические станции собирают научную информацию и передают ее ученым с помощью антенн. Кишечнополостные, в частности, посредством «антенн»-щупалец тоже собирают информацию, правда, не научную, а необходимую для охоты на добычу (вроде вооруженных всеми достижениями техники будущего космических пиратов из фантастических видеосериалов).
Почкование пресноводного полипа (гидры)
Таким образом, по сравнению с губками, тип Кишечнополостные является уже несколько более сложной «конструктивной разработкой». Она имеет бо́льшие возможности, которые обеспечиваются качеством «конструктивных материалов и комплектующих деталей». Как и у губок, тело кишечнополостных построено из двух слоев клеток и неклеточного слоя мезоглеи между ними. Но в эту «конструкцию» внесены существенные изменения. «Материалы и комплектующие детали», которые использованы для «создания» кишечнополостных, лучше показать на примере гидры – небольшого (размером менее одного сантиметра) животного, обитающего в наших пресных водоемах.
В наружном слое тела гидры преобладают кожно-мускульные клетки. За счет этого возможно ее активное движение. Движением управляют нервные клетки, которые связаны между собой и образуют нервную систему. Нервная система осуществляет сбор и обработку информации, необходимой для охоты и самосохранения. Во внутреннем слое имеются железистые клетки. Они выделяют в кишечную полость гидры пищеварительный сок. С помощью этого сока в полости происходит пищеварение, что является новым «конструктивным решением». Но сохраняется и внутриклеточный способ переваривания пищи. Для этого есть пищеварительные клетки, которые захватывают кусочки добычи и переваривают их внутри себя. Это старое «конструктивное решение». Оно было характерно еще для простейших – первых животных, сконструированных Природой. Этот Великий конструктор, создавая для царства животных свою следующую разработку – тип Губки, не мудрил, а использовал систему пищеварения, отработанную на простейших. А вот уже для типа Кишечнополостные природа разработала новый способ пищеварения, которое происходит в полости тела. Но одновременно сохранился и старый, внутриклеточный – для надежности. Подобные примеры известны и людям-конструкторам. Вот один из таких примеров: первый пароход появился в начале XIX в., но моряки после этого еще около ста с лишним лет сохраняли паруса даже на судах с паровыми двигателями.
Новые «конструктивные решения» имеют значение и для способов самовоспроизведения кишечнополостных. Большую роль в этом играют два «варианта исполнения»: стационарный – полипы и дрейфующий – медузы.
Бесполые способы размножения удобны, когда нужно лишь сохранить старую генетическую информацию, позволяющую воспроизводить отработанные, надежные «конструкции». Схемы, позволяющие только хранить информацию, уместно использовать, когда нет условий для ее обмена. Такое происходит при использовании стационарного «варианта исполнения» кишечнополостных – полипов, потому что полипы размножаются бесполым путем. Но обмен информацией тоже нужен – для совершенствования «конструкции». Для этого используется подвижный, дрейфующий «вариант исполнения» – медузы. Дрейфуя, они разносят свою генетическую информацию на большое расстояние. Чтобы стал возможным обмен этой информацией, медузы размножаются половым путем. При использовании этого способа новый организм получает генетическую информацию от матери и отца (существуют также гермафродиты – животные, имеющие и мужские, и женские половые органы, но и в этом случае обмен генетической информацией обычно происходит между различными живыми организмами, один из которых выполняет функцию отца, а другой – матери). Для кишечнополостных типичным является цикл, которому присуще чередование жизненных форм полипов и медуз: неподвижные полипы бесполым способом порождают медуз, которые способны к половому процессу и дрейфу на достаточно больших пространствах.
На этих пространствах медузы встречают половых партнеров, которые приплыли издалека и несут новую генетическую информацию. Следствием присущего медузам полового процесса становится обмен этой информацией. Медузы вновь порождают полипы, которые сохраняют обогащенную генетическую информацию. Цикл завершен и может быть повторен. Такой цикл присущ не всем кишечнополостным. Например, у той же гидры существует лишь форма полипа с половым и бесполым типом размножения.
Кое-что из жизни актиний
Кишечнополостных часто называют цветами моря. На первый взгляд, они действительно очень похожи на цветы. Существует даже разновидность полипов, носящих название морская роза, или, более научно, – актиния. Правда, мы бы сравнили актинию не с розой, а с георгином или астрой. Но, несмотря на свой внешний вид, она не является растением.
Актиния – королева красоты среди кишечнополостных, причудливое произведение Природы – хищное животное в виде великолепного цветка
Актинии, пожалуй, одни из самых красивых существ на Земле. Их полупрозрачные щупальца-лепестки окрашены в различные цвета, гармонирующие или контрастирующие с окраской тела-ствола. Животное может иметь темно-свекольное тело и нежно-сиреневые щупальца, зелено-красное тело и розовые щупальца, изумрудно-зеленое тело и оливковые щупальца. Встречаются золотисто-желтые, красные, красно-фиолетовые морские розы. В северных и восточных морях на значительной глубине (около 20–30 м) водятся актинии снежно-белого цвета.
Сотрудничество актинии и рака-отшельника: он ее возит, она его защищает
Можно встретить актиний и в Черном море у побережья Крыма, но здесь они совсем небольшие. В Белом море исследователям приходилось встречаться с актиниями полуметровой высоты. Иногда морские розы зарываются в песок или присыпают себя мелкими камнями. Их ножки всегда прикреплены к твердой основе, в основном к камням. А некоторые небольшие по размеру разновидности актиний находят себе весьма своеобразные жилища. Они устраиваются на панцире краба или на раковине рака-отшельника. Так они справляются со своей природной малоподвижностью и могут путешествовать по морскому дну. Раки и крабы тоже извлекают большую пользу от своих «ездоков».
Стрекательные щупальца актиний являются надежной защитой от многих хищников. Это «сотрудничество» животных не случайно. Рак-отшельник целенаправленно ищет себе такого «ездока», а найдя, пытается пересадить его себе на раковину. Актиния отличает его прикосновение от прикосновения любого другого существа и, подобрав ядовитые щупальца, сама отделяется от камня, на котором до этого жила.
Иногда два рака-отшельника, встретившись, устраивают драку за обладание актинией. Это удивительное природное явление дало повод детскому писателю Борису Заходеру написать замечательную сказку «Отшельник и Роза». В ней говорится о том, как два одиноких существа – рак-отшельник и морская роза, встретившись, решили вместе отправиться к прекрасному Красному городу (коралловому рифу), где все жители живут в дружбе, а море всегда ярко-синее.
Животные, которые строят острова
Коралловые рифы, о которых шла речь в только что упомянутой сказке, всегда вызывали восхищение и удивление путешественников, которые видели их впервые. Так было в древности, так происходит и сейчас. Коралловые полипы, разрастаясь, образуют подводные сады, с которыми до сих пор не могут сравниться сады, созданные человеком. Между ажурными ветвями подводных «деревьев» проплывают стайки пестрых рыб.
Большинство кораллов – жители теплых морей, но этот, получивший название лохофелия, живет на севере – в Норвежском море
Они заменяют здесь птиц и бабочек. Сами «деревья» имеют невероятную окраску и форму. Когда кораллы отмирают, они оставляют после себя известковый кружевной скелет. Но в скоплениях отмерших кораллов нет ничего жуткого с точки зрения человека. Скорее они похожи на покрытый инеем зимний лес.
Коралловые рифы
Коралловый атолл: вид сверху и «подводные леса» вблизи него
На таких скоплениях нарастают новые полипы, и таким образом формируются морские скалы (рифы) или даже небольшие острова (коралловые атоллы). Таких атоллов особенно много в южной части Тихого океана. Эти небольшие острова с пляжами из белого кораллового песка долго служили европейцам образцами земного рая.
Морские фонарики
Медуз, которые являются ближайшими родственниками актиний и коралловых полипов, мы чаще всего видим выброшенными волнами на берег, где они быстро превращаются в горстку неприятной слизи. Поэтому большинству из нас эти существа неприятны. Но представим, какими удивительно красивыми бывают они в родной водной стихии, особенно, когда солнечные лучи пронизывают их прозрачное, будто хрустальное тело. Впрочем, некоторые из них способны светиться и собственным светом, как правило – в ответ на раздражение. Эта способность встречается у медуз чаще, чем у любых многоклеточных. К тому же они и по форме напоминают нарядные праздничные фонарики, которые кто-то зажег в морской глубине.
Эта медуза в отличие от своих родственников живет не в море, а в пресных водах
Некоторые с опаской относятся к медузам из-за их жалящих щупалец, которые могут вызвать ожог. Действительно неприятно во время купания коснуться медузы незащищенной кожей. В морях Дальнего Востока живет небольшая медуза-крестовичок, встреча с которой может быть не просто неприятной, но и смертельно опасной для человека, особенно если эта встреча не первая. Через некоторое время после ожога, достаточно болезненного, человек чувствует сильную слабость, головную боль. Болезнь может продолжаться несколько дней, потом проходит, но остается повышенная чувствительность организма к яду. Повторный ожог может стать смертельным. Впрочем, большинство медуз, даже таких, которые размером значительно превышают крестовичков, способны причинить человеку лишь мелкие неприятности.
Медузы
Наибольшей по размерам является медуза цианея, диаметр купола которой может достигать 2 м, а длина щупалец – 30. Под защитой этих грозных для многих обитателей моря щупалец уютно чувствуют себя стайки мелких подвижных рыбок. Они сопровождают цианею всю ее жизнь, а потеряв «покровительницу», активно ищут новую.
Необычайные парусники
К типу Кишечнополостные относятся некоторые совсем уж удивительные животные, или, вернее, колонии животных. Одно из таких причудливых созданий – уже упомянутый нами выше «португальский военный кораблик», который имеет не только парус, но и целую судовую команду. «Кораблик» представляет собой колонию, составленную из кишечнополостных организмов различной формы – медузообразных и полипов. Колония не прикреплена ко дну, а плавает у поверхности. Идеальной средой обитания для нее является граница между водой и воздухом.
Этот представитель кишечнополостных получил от моряков название «португальский военный кораблик». В строении его тела есть важные черты, присущие парусникам, на которых был покорен Мировой океан. Это – парус, который может быстро менять свою рабочую плоскость, лучше ловя ветер, и пучок щупалец, который выполняет работу корабельного киля, позволяя плыть под углом к направлению ветра
Один из членов этой колонии очень похож по строению тела на обычную медузу. Его купол обычно поднимается над водой и для стороннего наблюдателя выглядит как большой пузырь на воде. Пузырь имеет голубую или красноватую окраску и может достигать достаточно больших размеров, до 30 см в диаметре. Сверху он украшен небольшим гребнем, немного изогнутым в форме буквы S. Гребень служит «кораблику» парусом. Если бы он не имел изгибов, то при постоянном ветре двигался бы все время по прямой линии и рано или поздно уткнулся бы в берег, ведь морские ветра могут сохранять свое направление достаточно долго. Но благодаря своеобразной форме «паруса» «португальский военный кораблик» движется под углом к ветру и, описывая полукруг, меняет направление движения. Часто можно наблюдать флотилию таких «корабликов», которые, подойдя близко к берегу, разворачиваются и отплывают подальше в море, но опять-таки не слишком далеко. Это зрелище напоминает маневры старинных военных кораблей, которые подходили близко к суше, чтобы обстрелять из пушек береговую крепость, и после залпа быстро разворачивались и уходили в море, чтобы в свою очередь не стать мишенью для вражеской артиллерии. Такие морские бои ярко описаны в многочисленных пиратских романах, в частности в знаменитой «Одиссее капитана Блада» Рафаэля Сабатини.
Видимо, читателю уже не нужно объяснять, почему «португальский военный кораблик» получил такое необычное название. Добавим лишь, что в свое время изобретение такого паруса, который позволял кораблю двигаться не только по ветру, но и под углом к нему, совершило настоящую революцию в мореплавании.
Впрочем, несколько слов следует сказать и о «команде» «кораблика». В ее состав входят питающие полипы, которые по форме напоминают бутылку, полипы, выполняющие защитные функции, и медузообразные существа, имеющие половые признаки. Все эти животные прикрепляются к нижней части пузыря-паруса. Длина щупалец «пассажиров» иногда достигает 30 м, и они могут представлять опасность для пловцов. Но благодаря своей яркой раскраске «кораблик» заметен издалека, и опасности можно легко избежать.
