Стрекательные клетки, гастральная полость, чередование поколений — всё это ключевые темы раздела «Кишечнополостные», которая часто проверяется на ЕГЭ по биологии. В заданиях нужно уметь различать клетки эктодермы и энтодермы, а во второй части — объяснять механизмы пищеварения и размножения гидры или медуз. В статье разберём строение кишечнополостных, их жизненные циклы и признаки основных классов. Это поможет быстрее ориентироваться в заданиях на соответствие, с рисунками и развёрнутыми ответами.
Подцарство Многоклеточные и теории их происхождения
Многоклеточные организмы произошли от одноклеточных предков. Существует несколько гипотез этого процесса:
- Теория гастреи — гипотеза, которую предложил немецкий биолог Э. Геккель. Согласно ей, многоклеточность возникла путём впячивания стенки шаровидной колонии жгутиконосцев. Образовавшийся двуслойный организм получил название «гастрея».
- Теория фагоцителлы — гипотеза, разработанная русским учёным И. И. Мечниковым на основе данных эмбриологии. Мечников пришёл к выводу, что первые многоклеточные появились иначе: клетки колонии, захватившие питательные частицы, перемещались внутрь для переваривания пищи. Внутренний слой стал отвечать за пищеварение, а наружный — за движение. Эту теорию подтверждает существование пластинчатого морского животного — трихоплакса: он лишён мышечных и нервных клеток. Трихоплакс скользит по дну и переваривает пищу благодаря скоплению клеток на брюшной стороне.
Общая характеристика кишечнополостных
Тело кишечнополостных состоит из двух слоёв клеток. Внешний слой называется эктодермой, а внутренний — энтодермой. Между ними находится особое желеобразное вещество — мезоглея. Внутри организма расположена одна кишечная, или гастральная, полость.
Эктодерма включает несколько вариантов специализированных клеток:
- Эпителиально-мускульные клетки формируют покров животного и обеспечивают его сокращение.
- Половые клетки отвечают за процесс размножения.
- Промежуточные клетки служат резервом для восстановления любых повреждённых участков тела.
- Нервные клетки имеют звёздчатую форму и соединяются друг с другом отростками. Они формируют простейшую диффузную нервную систему сети.
- Внутри стрекательных клеток есть капсула с ядом и свёрнутая стрекательная нить, а снаружи располагается чувствительный волосок. При касании волоска нить выстреливает в жертву и парализует её. Португальский военный кораблик (физалия) ядовит для человека именно из-за яда стрекательных клеток.
Клетки энтодермы также имеют специализацию:
- Железистые клетки выделяют пищеварительные ферменты прямо в полость тела для первичного переваривания пищи.
- Пищеварительно-мускульные клетки снабжены жгутиками и захватывают частицы пищи путём фагоцитоза.
Процесс пищеварения включает два этапа: сначала идёт полостное переваривание, а затем — внутриклеточное.
Жизненный цикл многих видов кишечнополостных включает чередование поколений. Полипы ведут прикреплённый образ жизни и размножаются бесполым путём (почкованием). Медузы плавают в толще воды и размножаются половым путём. После оплодотворения образуется свободноплавающая личинка, покрытая ресничками, — планула.
Класс Гидроидные полипы
Пресноводная гидра — классический представитель гидроидных полипов. Её тело имеет цилиндрическую форму. Нижняя часть называется подошвой и служит для прикрепления к субстрату. На верхнем конце расположен ротовой конус, окружённый венчиком подвижных щупалец.
Гидра ведёт хищный образ жизни. Прикосновение мелкого рачка вызывает срабатывание стрекательных клеток. Парализованная добыча подтягивается щупальцами к ротовому отверстию и попадает в гастральную полость. Непереваренные остатки удаляются наружу через это же отверстие.
Размножение и развитие гидры зависят от внешних условий. В благоприятное летнее время гидра размножается почкованием: на теле появляется бугорок (почка), который растёт, обзаводится щупальцами и отрывается от материнской особи. При наступлении осенних холодов начинается половое размножение. Из промежуточных клеток образуются сперматозоиды и яйцеклетки. Сперматозоиды выходят в воду и оплодотворяют яйцеклетки других особей. Образовавшаяся зигота покрывается плотной оболочкой и зимует, после чего взрослая гидра погибает.
Регенерация — процесс восстановления организмом утраченных или повреждённых частей тела. Гидры обладают выраженной способностью к регенерации: даже из небольшого кусочка ткани может вырасти полноценный полип.
Класс Сцифоидные медузы
Представители этого класса адаптированы к свободному плаванию. Форма тела медуз напоминает колокол или зонтик. У них сильно развита мезоглея, которая содержит до 98% воды и придаёт животному стекловидный облик.
По краям зонтика располагаются органы чувств — ропалии. Они включают глазки для световосприятия и статоцисты для поддержания равновесия. Нервная система диффузная, однако по краю зонтика нервные клетки образуют скопления (нервные кольца) для скоординированного сокращения колокола.
В развитии медуз есть чередование поколений. Мужские и женские особи выбрасывают половые клетки в воду. Из зиготы развивается планула, которая прикрепляется ко дну и превращается в маленького одиночного полипа — сцифистому. Он растёт и начинает делиться поперечными перетяжками. Образовавшиеся диски отрываются и уплывают. Такая молодая медуза называется эфирой, со временем она вырастает во взрослую особь.
Ярким примером сцифоидных служит аурелия (Aurelia aurita), которая обитает во многих морях, в том числе в Российской Федерации. Существуют виды, смертельно опасные для человека: арктическая цианея и медузы-крестовики. Их яд вызывает сильные ожоги и паралич дыхания.
Класс Коралловые полипы
Коралловые полипы — исключительно морские животные. В их жизненном цикле полностью отсутствует стадия медузы. Уникальная черта класса — способность формировать мощный наружный или внутренний скелет из карбоната кальция или особого белка.
Систематика выделяет два подкласса:
- Восьмилучевые кораллы — они имеют восемь щупалец.
- Шестилучевые кораллы — количество щупалец кратно шести.
К свободноживущим представителям без твёрдого скелета относятся актинии. Они медленно ползают по дну и часто вступают в симбиоз с раками-отшельниками. К колониальным формам относятся мадрепоровые кораллы, которые формируют коралловые рифы.
Рифообразующие кораллы обитают в тёплых мелководных тропических морях с прозрачной водой. Главное условие их выживания — симбиоз с одноклеточными водорослями (зооксантеллами). Водоросли живут прямо внутри клеток энтодермы полипа, осуществляют фотосинтез и снабжают коралл сахарами и кислородом. Коралл предоставляет водорослям защиту и минеральные вещества.
Гипотеза Чарлза Дарвина объясняет формирование типов рифов. Береговые рифы появляются вдоль побережья островов. Если вулканический остров начинает медленно погружаться под воду, рост кораллов компенсирует погружение. Возникает барьерный риф: между берегом и рифом образуется закрытая лагуна. Если остров скрывается под водой полностью, на поверхности остаётся кольцеобразный коралловый остров — атолл.
Разбор заданий из ЕГЭ
Рассмотрим задание на установление соответствия между типами тканей и клетками. Такие задания встречаются в первой части ЕГЭ под номерами 9–11.
Установите соответствие между видами клеток гидры и зародышевым листком, в котором они располагаются: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
КЛЕТКИ
А) Стрекательные клетки.
Б) Железистые клетки.
В) Пищеварительно-мускульные клетки.
Г) Промежуточные клетки.
Д) Нервные клетки.ЗАРОДЫШЕВЫЕ ЛИСТКИ
1. Эктодерма.
2. Энтодерма.
Вспомним функции каждого слоя. Эктодерма отвечает за контакт с внешней средой: защиту, восприятие, движение, образование новых клеток. Энтодерма — исключительно за питание.
А) Стрекательные клетки нужны для защиты от хищников и парализации добычи снаружи — это наружный слой (1).
Б) Железистые клетки выделяют пищеварительный сок в полость — это связано с питанием (2).
В) Пищеварительно-мускульные клетки поглощают частицы пищи внутри гастральной полости (2).
Г) Промежуточные клетки восстанавливают покровы (1).
Д) Нервные клетки контактируют со средой и формируют сеть для реакции на раздражители извне (1).
Ответ: 12211.
В заданиях второй части с развёрнутым ответом типичные ошибки связаны с описанием пищеварения. При описании того, как гидра переваривает пищу, обязательно укажи два этапа: полостное (работа железистых клеток энтодермы) и внутриклеточное (фагоцитоз пищеварительно-мускульных клеток) переваривание.
Задания для самопроверки
Проверь свои знания, выполнив несколько заданий.
Задание 1
Выберите три верных ответа. Какие особенности характерны для медузы корнерота?
- Способность к активному плаванию.
- Исключительно полипоидная стадия жизни.
- Сильно развитая мезоглея.
- Парные почки.
- Наличие стрекательных клеток.
- Паразитический образ жизни.
Задание 2
Установите соответствие между признаком и классом кишечнополостных, для которого он характерен. К каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИЗНАКИ
А) Образуют атоллы.
Б) Представителем является аурелия.
В) Наличие ропалиев.
Г) Часто вступают в симбиоз с раками-отшельниками.
Д) Размножаются почкованием эфир.
КЛАССЫ
1. Сцифоидные медузы.
2. Коралловые полипы.
Задание 3
Какую функцию выполняют стрекательные клетки у пресноводной гидры? Опишите механизм их срабатывания.
Задание 1: 135.
Задание 2: 21121.
Задание 3:
- Стрекательные клетки выполняют функции защиты от хищников и нападения на добычу (ловли пищи).
- Механизм срабатывания: на поверхности клетки имеется чувствительный волосок. При его раздражении открывается крышечка капсулы.
- Из капсулы резко выбрасывается стрекательная нить. Нить пробивает покровы жертвы, и по её каналу внутрь впрыскивается парализующий яд.
Заключение
Теперь ты знаешь основные особенности кишечнополостных: строение их тела, функции клеток и различия между гидрами, медузами и коралловыми полипами. Ты умеешь объяснять, как происходит пищеварение у гидры, зачем нужны стрекательные клетки и как проходит чередование поколений у медуз. Эти знания помогут решать задания ЕГЭ на соответствие, работу с рисунками и отвечать на вопросы второй части. Чтобы лучше закрепить тему, рекомендуем порешать задания в «100балльном банке» — там собраны прототипы разного уровня сложности.
