Подтип Бесчерепные (Acrania) или Головохордовые (Cephalochordata)
Бесчерепные - морские, преимущественно донные животные, пожизненно сохраняющие признаки типа хордовых. Голова не обособлена, череп отсутствует (отсюда название). Всё тело, включая некоторые внутренние органы, сегментировано. Это наиболее примитивные хордовые, поэтому их изучение важно для понимания происхождения хордовых и начальных этапов их эволюции.
Представители класса Ланцетники обитают на мелководьях, в прибрежной части теплых морей и океанов. В нашей стране ланцетники встречаются на отмелях Черного и Японского морей. Известно всего около 30 современных видов.
Главный признак ланцетника
Ланцетники - это маленькие, внешне напоминающие мальков рыб, морские животные. В их строении лег ко обнаружить признаки, характер ные для червей или моллюсков.
Но в то же время у них имеется орган, который ставит ланцетников выше червей или моллюсков. Этот орган - хорда - представляет собой упругую ось, которая в ходе дальней шей эволюции усовершенствуется в костный позвоночник.
Итак, мы можем сказать: на фоне рассмотренных нами типов беспозво ночных животных ланцетник являет ся первым существом, вдоль тела ко торого тянется опорный осевой скелет. И этому простому приспособлению, позволяющему животному более сво бодно владеть своим телом, суждено было сделать хордовых властелинами моря, суши и воздуха.
Внешнее строение ланцетника
Ланцетник обитает на небольшой
глубине тёплых морей в слое крупного
и рыхлого песка. Длина уплощённого
с боков розоватого тела ланцетника со
ставляет 4-8 см. Тело заострено на пе
реднем и заднем концах. Хвостовой
отдел обрамлён кожной складкой -
хвостовым плавником, напоминаю
щим по форме хирургический инстру
мент - ланцет. Внизу тела находится
кожная складка, образующая около
жаберную полость (она защищает жаб
ры от засорения).
Большую часть времени ланцетник проводит, зарывшись в песок и выста вив наружу передний конец тела, на котором находится рот, окруженный 10-20 парами щупалец. Ланцетники редко покидают свои песчаные убежи ща и обычно мало перемещаются. Они боятся яркого света и более активны в ночное время.
Пищу ланцетника составляют, главным образом, одноклеточные во доросли, а также мелкие корненожки, инфузории, радиолярии, яйца и ли чинки беспозвоночных. Ланцетник втягивает микроскопические организ мы, взвешенные в воде, через ротовое отверстие. Ток воды из ротовой полос ти несёт частицы пищи к глотке, про низанной жаберными отверстиями. Здесь вода выбрасывается наружу.
Внутреннее строение ланцетника
Тело ланцетника покрыто тонкой
кожей, сквозь которую просвечивают
мышцы. Расположенные по бокам
тела две ленты мышц разделены попе
речными перегородками на 50-80 уча
стков. С их помощью ланцетник может
совершать довольно однообразные дви
жения. Изгибая тело то в одну, то в
другую сторону, он плавает и зарыва
ется в грунт.
Основу тела ланцетника составляет упругий стержень - хорда. Над хордой расположена нервная трубка. Под хордой - пищеварительная система.
Пищеварительная система. Ротовая полость ланцетника изнутри покрыта клетками с ресничками. Они создают постоянный ток воды, вместе с которым через рот в глотку поступают мельчайшие организмы. Глотка пронизана многочисленными (свыше 100) жаберными щелями. Через эти отверстия вода покидает пищеварительную систему. Пища же направляется в кишку, где происходит её переваривание. Остатки пищи удаляются через анальное отверстие.
Дыхательная система. Стенки жабр пронизаны сетью мельчайших кровеносных сосудов. В них происходит газообмен между водой и кровью. Помимо жабр, дыхание ланцетника осуществляется и через кожу.
Кровеносная система. Кровеносная система ланцетника замкнутая. По спинному сосуду от жабр к внутренним органам течёт насыщенная кислородом артериальная кровь. От внутренних органов по брюшному сосуду к жабрам поступает кровь венозная , насыщенная углекислым газом. Таким образом, у ланцетника один круг кровообращения. Движение крови обеспечивается сокращением нескольких кровеносных сосудов.
Нервная система. Под кожей и мускулатурой над хордой расположена нервная трубка. Прямо в нервной трубке имеются несколько групп светочувствительных клеток, с помощью которых ланцетник отличает свет от темноты. Есть у ланцетника и обонятельные ямки. На коже разбросаны отдельные осязательные клетки. Ланцетник ведёт малоподвижный образ жизни, этим объясняется слабое развитие органов чувств. Мозг не выделен.
Выделительная система. Органы выделения ланцетника представляют собой несколько десятков выделительных трубочек, которые одним концом открываются в полость тела, другим впадают в общий канал. Несколько общих выделительных каналов открываются наружу.
Половая система. Ланцетники - раздельнополые животные. Половые железы также представляют собой «посегментно» собранные яичники (у самок) и семенники (у самцов).
Размножение
Размножаются ланцетники весной, летом или осенью, на Чёрном море - с конца мая до начала августа. Тотчас после захода солнца самки вымётывают зрелые мелкие икринки диаметром 0,1 мм. Самцы выделяют в воду сперматозоиды. Развитие оплодотворённой икры и личинок происходит в толще воды. Личинки длиной 3,6-5,2 мм поднимаются ночью к поверхности, а днём опускаются в придонные слои воды. К концу первого года жизни ланцетник достигает длины 30 мм, на втором году - 40 мм, на третьем - 60 мм и на четвёртом - 70 мм. Живут ланцетники 1- 4 года.
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.
Ланцетник — полупрозрачное тепловодное животное длиной 4-8 см. Живёт преимущественно на песчаных участках дна на глубинах 10-30 метров в Чёрном море, Атлантическом, Индийском и Тихом океанах. Животное зарывается в песчаный грунт, выставив наружу переднюю часть тела. Тело ланцетовидное, сжатое с боков, вдоль него проходит кожная плавниковая складка, в которой различают спинной, хвостовой и подхвостовой (анальный) отделы.
Внутреннее строение
Хорда
Хорда тянется от переднего до заднего конца тела, и выполняет роль внутреннего скелета (опора внутренним органам).
Мышцы
К хорде прилегает 50-80 мышечных сегментов из поперечнополосатых мышц.
Благодаря их сокращению тело изгибается в горизонтальной плоскости.
Пищеварительная система
На переднем конце тела находится предротовая воронка с венчиком щупалец. В ней находится ротовое отверстие, ведущее в большую глотку, стенки которой прорезаны многочисленными (свыше 100) жаберными щелями. Последние открываются в особую околожаберную полость, соединяющуюся с внешней средой с помощью непарного выходного отверстия. Внутри глотка покрыта реснитчатыми клетками. Благодаря движению ресничек через рот в глотку постоянно поступает вода, которая далее проходит через жаберные щели в околожаберную полость и через выходное отверстие наружу.
Вместе с водой в глотку попадают водоросли, простейшие и другие микроскопические организмы. Пищевые частички оседают на покрытых слизью реснитчатых клетках, затем поступают в задний отдел глотки и кишечник. От начальной части кишечника отходит печёночный вырост, клетки его стенок выделяют пищеварительные ферменты. Переваривание пищи происходит в полости печёночного выроста и в кишечнике. Непереваренные остатки выбрасываются через анальное отверстие.
Органы дыхания
Дыхание осуществляется одновременно с питанием.
По бокам глотка прорезана множеством отверстий — жаберными щелями. Ткани глотки вокруг жаберных щелей окружены сетью капилляров, в которых совершается газообмен крови и воды. Из воды в кровь переходит кислород, а из крови в воду — углекислый газ.
Газообмен происходит в жаберных щелях (через стенки жаберных артерий) и во всех поверхностных сосудах тела.
Снаружи жаберные щели не видны, так как они покрыты кожными складками, защищающими их от попадания песчинок.
Кровеносная система
Кровеносная система замкнутая, сердце не развито, его функции выполняет пульсирующий брюшной сосуд, от которого отходит более сотни жаберных артерий.
Органы выделения
Органы выделения представляют собой выделительные трубочки, которые одним концом открываются в полость тела, другим впадают в общий канал несколько выделительных каналов открываются в околожаберную полость. Отсюда продукты жизнедеятельности попадают наружу.
Нервная система
Нервная трубка расположена над хордой, она короче хорды, её передний конец немного не доходит до конца хорды. Нервная трубка не дифференцирована на головной и спинной мозг, однако имеются различия во внутреннем строении и функциях. Передний конец нервной трубки ланцетника иннервирует передний конец тела и органы чувств, а также координирует жизнедеятельность животного.
Органы чувств
Органы чувств развиты слабо. На переднем конце тела расположены пигментное пятно, обонятельная ямка, осязательные рецепторы на ротовых щупальцах, светочувствительные клетки.
Размножение
Ланцетник — раздельнополое животное. Выделение зрелых икринок и спермиев происходит сразу после захода солнца, оплодотворение внешнее (в воде). Личинки около трёх месяцев живут в толще воды, питаясь планктонными животными, а затем опускаются на дно. Ланцетник достигает половой зрелости на втором (третьем) году жизни.
Особенности эмбрионального развития и строения ланцетника исследовал русский зоолог-эволюционист Александр Онуфриевич Ковалевский (1840-1901), установивший близость этих животных к древнейшему предку позвоночных.
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.
К подтипу Бесчерепные относится единственный класс Головохордовые, который насчитывает всего около 30-35 видов морских животных, обитающих на мелководье. Типичным представителем является Ланцетник - Branchiostoma lanceolatum (род Ланцетники, класс Головохордовые, подтип Бесчерепные, тип Хордовые), размеры которого достигают 8 см. Тело Ланцетника овальное по форме, суженное к хвосту, сжатое с боков. Внешне Ланцетник напоминает маленькую рыбку. На задней части тела расположен хвостовой плавник в форме ланцета - древнего хирургического инструмента (отсюда – название Ланцетник). Парные плавники отсутствуют. Есть небольшой спинной плавник . По бокам тела с брюшной стороны свисают две метаплевральные складки , которые срастаются на брюшной стороне и образуют околожаберную, или атриальную полость, сообщающуюся с глоточными щелями и открывающуюся на заднем конце тела отверстием - атриопором - наружу. На переднем конце тела около рта располагаются околоротовые щупальца , которыми Ланцетник захватывает пищу. Ланцетники обитают на песчаных грунтах в море на глубине 50-100 см в умеренных и теплых водах. Они питаются донными осадками, морскими инфузориями и корненожками, яйцами и личинками мелких морских рачков, диатомовыми водорослями, закапываясь в песок и выставляя наружу передний конец тела. Более активны в сумеречное время, яркого освещения избегают. Потревоженные Ланцетники довольно быстро переплывают с места на место.
Покровы. Тело Ланцетника покрыто кожей , состоящей из однослойного эпидермиса и тонкого слоя дермы .
Опорно-двигательная система. Вдоль всего тела тянется хорда. Хорда - это упругий стержень, располагающийся на спинной стороне тела и выполняющий опорную функцию. К переднему и заднему концам тела хорда утончается. Хорда выступает в переднюю часть тела несколько дальше, чем нервная трубка, отсюда и название класса - Головохордовые. Хорда окружена соединительной тканью, которая одновременно образует опорные элементы для спинного плавника и разделяет мышечные пласты на сегменты с помощью соединительнотканных
прослоек. Отдельные мышечные сегменты называются миомерами , а перегородки между ними – миосептами . Мышцы образованы поперечно-полосатой мускулатурой.
Полость тела у Ланцетника вторичная , иначе говоря, это целомические животные.
Пищеварительная система. На передней части тела имеется ротовое отверстие , окруженное щупальцами (до 20 пар). Ротовое отверстие ведет в обширную глотку , которая функционирует как цедильный аппарат. Через щели в глотке вода выходит в атриальную полость, а пищевые частицы направляются на дно глотки, где расположен эндостиль - бороздка, имеющая ресничный эпителий, который гонит пищевые частички в кишку. Желудка нет, но есть печеночный вырост , гомологичный печени позвоночных животных. Средняя кишка , не делая петель, открывается анальным отверстием у основания хвостового плавника. Переваривание пищи происходит в кишечнике и в полом печеночном выросте, который направлен к головному концу тела. Интересно, что у Ланцетника сохранилось внутриклеточное пищеварение, клетки кишечника захватывают пищевые частицы и переваривают их в своих пищеварительных вакуолях. Такой способ пищеварения у позвоночных животных не встречается.
Дыхательная система. В глотке у Ланцетника более 100 пар жаберных щелей , ведущих в околожаберную полость . Стенки жаберных щелей пронизаны густой сетью кровеносных сосудов, в которых происходит газообмен. С помощью ресничного эпителия глотки вода прокачивается через жаберные щели в околожаберную полость и через отверстие (атриопор) выводится наружу. Кроме того, в газообмене принимает участие и проницаемая для газов кожа.
Кровеносная система. Кровеносная система у Ланцетника замкнутая . Кровь бесцветная, не содержит дыхательных пигментов. Транспорт газов осуществляется в результате их растворения в плазме крови. В кровеносной системе один круг кровообращения. Сердце отсутствует, и кровь движется благодаря пульсации жаберных артерий, которые прокачивают кровь через сосуды в жаберных щелях. Артериальная кровь попадает в спинную аорту , от которой по сонным артериям кровь течет в переднюю часть, а по непарной спинной аорте - в заднюю часть тела. Затем по венам кровь вновь возвращается в венозный синус и по брюшной аорте направляется к жабрам. Вся кровь от пищеварительной системы попадает в печеночный вырост, затем в венозный синус. Печеночный вырост, так же, как и печень, обезвреживает ядовитые вещества, попавшие в кровь из кишечника, и, кроме того, выполняет другие функции печени.
Такое строение кровеносной системы принципиально не отличается от кровеносной системы позвоночных животных и может быть рассмотрено рассматривается как ее прототип.
Выделительная система. Органы выделения Ланцетника называются нефридиями и напоминают органы выделения плоских червей - протонефридии. Многочисленные нефридии (около ста пар, по одному на две жаберные щели), расположенные в области глотки, представляют собой трубочки, открывающиеся одним отверстием в полость целома, другим - в околожаберную полость. На стенках нефридия расположены булавовидные клетки - соленоциты , каждая из которых имеет узкий канал с мерцательным волоском. За счет биения этих
Тип Хордовые подтип Бесчерепные Ланцетник
волосков, жидкость с продуктами метаболизма выводится из полости нефридия в околожаберную полость, а оттуда уже наружу.
Центральная нервная система образована нервной трубкой с полостью внутри. Выраженного головного мозга у ланцетника нет. В стенках нервной трубки, вдоль ее оси, располагаются светочувствительные органы - глазки Гессе . Каждый из них состоит из двух клеток - светочувствительной и пигментной , они способны воспринимать интенсивность освещения. К расширенной передней части нервной трубки прилегает орган обоняния .
Размножение и развитие. Ланцетники, обитающие у нас в Черном море и Ланцетники, обитающие в водах Атлантики у берегов Европы, преступают к размножению весной и выметывают икринки вплоть до августа. Ланцетники теплых вод размножаются круглый год. Ланцетники раздельнополы , половые железы (гонады, до 26 пар) расположены в полости тела в области глотки. Половые продукты выводятся в околожаберную полость через временно образующиеся половые протоки. Оплодотворение наружное в воде. Из зиготы появляется личинка . Личинка мала: 3-5 мм. Личинка активно передвигается с помощью ресничек, покрывающих все тело, и за счет боковых изгибов тела. Личинка около трех месяцев плавает в толще воды, затем переходит к жизни на дне. Живут Ланцетники до 4 лет. Половой зрелости достигают к двум годам.
Значение в природе и для человека. Бесчерепные являются элементом биологического разнообразия на Земле. Ими питаются рыбы, ракообразные. Сами Бесчерепные перерабатывают мертвое органическое вещество, являясь редуцентами в структуре морских экосистем. Бесчерепные по сути являются живой схемой строения Хордовых животных. Однако прямыми предками позвоночных они не являются. В странах Юго-Восточной Азии местные жители собирают Ланцетников, просеивая песок через специальное сито, и употребляют в пищу.
Бесчерепные животные сохранили ряд признаков, характерных для их беспозвоночных предков:
выделительную систему нефридиального типа;
отсутствие в пищеварительной системе дифференцированных отделов и сохранение внутриклеточного пищеварения;
фильтрующий способ питания с образованием околожаберной полости для защиты жаберных щелей от засорения;
метамерию (повторяющееся расположение) половых органов и нефридиев;
отсутствие сердца в кровеносной системе;
слабое развитие эпидермиса, он однослойный, как у беспозвоночных животных.
Тип Хордовые подтип Бесчерепные Ланцетник
Рис. Строение ланцетника.
А - нервная трубка, хорда и пищеварительная система; Б - кровеносная система.
1 - хорда; 2. - нервная трубка; 3 - ротовая полость; 4 - жаберные щели в глотке; 5 - околожаберная полость (атриальная полость); 6 - атриопор; 7 - печеночный вырост; 8 - кишка; 9 - анальное отверстие; 10 - подкишечная вена; 11 - капилляры воротной системы печеночного выроста; 12 - брюшная аорта; 13 - пульсирующие луковички артерий, прокачивающих кровь через жаберные щели; 14 - спинная аорта.
Рис. Нефридий Ланцетника.
Тип Хордовые подтип Бесчерепные Ланцетник
1 - отверстие в целом (во вторичную полость тела) ; 2 - соленоциты; 3 - отверстие в околожаберную полость.
Рис. Поперечный срез Ланцетника:
А – в области глотки, Б – в области средней кишки.
1 - нервная трубка; 2 - мускулатура; 3 - корни спинной аорты; 4 - яичник; 5 - эндостиль; 6 - брюшная аорта; 7 - метаплевральные складки; 8 - околожаберная (атриальная) полость; 9 - жаберные щели (благодаря косому положению на одном поперечном срезе их видно более одной пары); 10 - нефридии; 11 - целом; 12 - вентральный (двигательный) спинномозговой нерв; 13 - дорсальный (смешанный) нерв; 14 - хорда; 15 - подкишечная вена; 16 - спинная аорта; 17 - спинной плавник.
Вопросы для самоконтроля.
Назовите характерные признаки животных типа Хордовые.
Назовите классификацию типа на три подтипа.
Назовите систематическое положение Ланцетника.
Где обитает Ланцетник?
Какое строение тела имеет Ланцетник?
Как питается Ланцетник и каково строение пищеварительной системы у Ланцетника?
Как происходит выделение продуктов жизнедеятельности у Ланцетника?
Каково строение нервной системы Ланцетника?
Каково строение кровеносной системы Ланцетника?
Как размножается Ланцетник?
Каково значение Ланцетника в природе?
РИСУНКИ, КОТОРЫЕ ТРЕБУЕТСЯ ВЫПОЛНИТЬ В АЛЬБОМЕ
(всего 3 рисунка)
Тема занятия:
Тип Хордовые - Chordata .