Стрекающие: два слоя, гидра, медузы и кораллы
Разберём клетки и ткани стрекающих, различие полипа и медузы, а также жизненный цикл без ошибочной схемы «каждая гидра обязательно становится медузой».
Федеральная программа · углублённый уровень · 8 класс
Животные
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Двухслойные и трёхслойные животные
- Эпидермис, гастродермис и мезоглея стрекающих
- Книдоциты и стрекательные капсулы
- Гидра как пресноводный полип
- Полип и медуза в жизненных циклах
- Коралловые полипы и состав скелета
- Безопасное наблюдение готовых препаратов
Как это устроено
У стрекающих наружный эпидермис и внутренняя гастродерма разделены мезоглеей. В школьном сравнении это двухслойный план, но мезоглея не всегда «пустой желеобразный зазор»: её строение у медуз и полипов различается. Гастроваскулярная полость участвует в пищеварении и распределении веществ, а единственное основное отверстие служит и для поступления пищи, и для выхода непереваренного. Нервная сеть координирует движения, поэтому утверждение «у гидры нет нервных клеток» неверно.
Книдоциты характерны именно для стрекающих и содержат стрекательные капсулы разных типов. Их нити могут удерживать или поражать добычу; не каждое срабатывание одинаково для человека и не всякий контакт безопасен. Гидра захватывает мелких животных щупальцами, начинает переваривание в полости и продолжает его в клетках. Микроскопия фиксированного препарата показывает структуру, но не даёт повода проверять действие живых стрекательных клеток на коже.
Полип и медуза — формы тела или стадии жизненного цикла, а не два «пола» одного животного. В некоторых линиях они чередуются, в других одна стадия утрачена или сильно изменена. Пресноводную гидру не следует заставлять проходить медузную стадию на схеме; жизненный цикл сцифоидной медузы отличается от типичной гидроидной модели. Для правильной схемы всегда называют вид или группу.
Коралловые полипы могут жить колониями, а многие рифостроящие формы создают скелет из карбоната кальция. Говорить «все кораллы — камень» неверно: живые полипы продолжают обмен веществ, а состав опорных структур различается. Риф зависит от температуры, освещения, химии воды и многих партнёров, включая фотосинтезирующих симбионтов у ряда кораллов. Образец скелета не раскрывает всей экологии рифа.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Стрекающие
Эволюционная группа животных с характерными стрекательными клетками и обычно радиальной организацией взрослых форм; включает гидроидных, сцифоидных медуз и коралловых полипов.
Пример: Пресноводная гидра, морская медуза и коралловый полип относятся к стрекающим.
- Двухслойное строение
План развития, при котором основными зародышевыми слоями у стрекающих являются наружная и внутренняя клеточные ткани, разделённые мезоглеей; детали зависят от группы.
Пример: У гидры выделяют наружный эпидермис и внутреннюю гастродерму.
- Эпидермис
Наружный клеточный слой тела стрекающего, содержащий разные типы клеток, включая у многих видов клетки защиты и движения.
Пример: Стрекательные клетки гидры расположены в том числе в наружном слое щупалец.
- Гастродерма
Внутренний клеточный слой, выстилающий гастроваскулярную полость стрекающего и участвующий в обработке пищи.
Пример: Клетки гастродермы гидры продолжают переваривание после начального полостного этапа.
- Мезоглея
Слой между наружной и внутренней тканями стрекающего, преимущественно внеклеточный, но у разных групп он различается по толщине и составу.
Пример: У многих медуз мезоглея толстая и студенистая, а у гидры сравнительно тонкая.
- Книдоцит
Специализированная стрекательная клетка стрекающих с капсулой, используемой при захвате добычи или защите.
Пример: Книдоциты на щупальцах гидры могут поражать мелкую добычу.
- Нематоциста
Один из типов стрекательной капсулы внутри книдоцита, способной быстро выбрасывать нить при подходящем раздражении.
Пример: При срабатывании нематоцисты нить выходит из капсулы, но действие разных капсул отличается.
- Полип
Прикреплённая или малоподвижная форма тела ряда стрекающих с ротовой областью и щупальцами, обычно направленными от субстрата.
Пример: Пресноводная гидра — полип; коралловые колонии образованы полипами.
- Медуза
Обычно свободноплавающая стадия тела ряда стрекающих с иной ориентацией ротовой стороны и приспособлениями к движению в воде.
Пример: Сцифоидная медуза является одной из стадий жизненного цикла своего вида.
- Метагенез
Чередование в жизненном цикле некоторых стрекающих стадий с разными способами размножения, например полипной и медузной; у конкретных видов цикл может быть изменён.
Пример: У ряда гидроидных полип образует медузные стадии, но обычная пресноводная гидра не следует универсальной схеме с медузой.
- Коралловый скелет
Твёрдая опорная структура некоторых коралловых полипов, часто из карбоната кальция, но состав и форма различаются между группами.
Пример: Рифообразующие каменные кораллы выделяют карбонат кальция, который накапливается в скелете колонии.
- Коралловый риф
Сложная экосистема и геологическая структура, формируемая длительным ростом рифостроящих организмов и накоплением твёрдых скелетных материалов.
Пример: Риф включает множество видов животных, водорослей и микроорганизмов, а не только полипы одного вида.
Пример по шагам
На рисунке гидра, а рядом нарисована медуза со стрелкой «обязательная следующая стадия». Что нужно уточнить?
- Гидра относится к стрекающим, но её жизненный цикл не следует универсальной схеме полип → медуза.
- Медузная стадия есть у ряда других стрекающих, и конкретные циклы отличаются.
- Стрелку можно оставить только для правильно названного вида с подтверждённым циклом, не для любой гидры.
Вывод: Общий план группы не заменяет видовой жизненный цикл.
Практическая работа
Гидра и коралл на готовых препаратах
- По готовому препарату или микрофотографии гидры подпишите щупальца, ротовую область, полость и различимые клеточные слои.
- По изображению кораллового скелета укажите материал, который требует отдельного химического подтверждения, а не только вида на фото.
- Сопоставьте два подтверждённых жизненных цикла стрекающих, отметив наличие или отсутствие медузной стадии.
Что можно заключить: Слои тела, специальные клетки и стадии развития нужно изучать отдельно для конкретных представителей.
Безопасность: Не касайтесь живых медуз и кораллов и не проводите самостоятельных химических проб с неизвестными образцами; используйте фиксированные препараты и описания.
Практическая работа
Изучение строения и жизнедеятельности гидры
- На готовом препарате или последовательности микрофотографий подпишите подошву, столбик тела, ротовую область и щупальца; укажите полость и два клеточных слоя только там, где они действительно различимы.
- По проверенной видеозаписи проследите захват мелкой добычи щупальцами, поступление пищи через рот и переваривание в гастроваскулярной полости и клетках; не называйте щупальце пищеводом.
- Сравните снимок с почкующейся гидрой и схему её полового размножения; поясните, почему обычная пресноводная гидра не обязана проходить медузную стадию.
Что можно заключить: У гидры положение органов, питание и размножение подтверждают разными наблюдениями; общая схема стрекающих не заменяет цикл данного организма.
Безопасность: Используйте готовые фото, видео и препараты; не касайтесь живых стрекающих, не проверяйте действие книдоцитов на коже и не повреждайте животных для опыта.
Практическая работа
Изучение химического состава скелета колониальных коралловых полипов
- Сравните подписанные изображения известного образца скелета каменного коралла и мягкого коралла; запишите, почему наличие твёрдой опоры не означает одинаковый состав у всех групп.
- По заранее снятой учителем видеозаписи сравните реакцию измельчённого фрагмента подтверждённого карбонатного скелета на слабую кислоту с контролем без кислоты; опишите пузырьки газа как наблюдение, а не как единственное доказательство вида.
- Сопоставьте наблюдение с данными о составе рифостроящего скелета: карбонат кальция, преимущественно арагонит; укажите, что для точной идентификации неизвестного образца одного внешнего вида и одного теста недостаточно.
Что можно заключить: Скелеты многих каменных кораллов состоят из карбоната кальция, но состав других коралловых опор различается; химический вывод требует известного образца и контроля.
Безопасность: Школьники смотрят готовую запись и не работают с кислотой, неизвестными кораллами или живыми полипами; не отламывайте фрагменты рифа и не собирайте охраняемые образцы.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.