Почему медуза движется? Ведь у нее нет мышц! Биофизика: реактивное движение в живой природе

Класс Сцифоидные – объединяет медуз, населяющих моря и океаны (живут только в соленой воде), которые способны свободно передвигаться среди водных просторов (исключение сидячая медуза, ведет малоподвижный способ жизни).

Общая характеристика

Сцифоидные медузы обитают повсеместно, они приспособились к жизни в холодных и в тёплых водах. Насчитывается около 200 видов. С течением переносятся на значительные расстояния, но могут перемещаться и самостоятельно. Так, при помощи активных сокращений купола и выброса из него воды, медуза может развивать большую скорость. Такой способ движения назвали реактивным.

Медуза имеет форму зонтика или продольно вытянутого купола. Встречаются довольно крупные виды. Отдельные представители класса сцифоидные в диаметре достигают 2м (Cyanea arctica). От краев колокола отходит множество щупалец, которые могут вырастать до 15м в длину. На них расположены стрекательные клетки, которые содержат ядовитые вещества, необходимые для защиты и охоты.

Особенности строения

Посреди внутренней вогнутой части зонтика расположен рот, углы которого переходят в ротовые лопасти (необходимые для захвата пищи). У корнеротых они срастаются между собой и образуют фильтрующий аппарат, для поглощения мелкого планктона.

Сцифоидные наделены желудком с 4 карманоподобными выступами, и системой радиальных канальцев, при помощи которых питательные вещества из кишечной полости распространяются по всему организму. Непереваренные частицы пищи направляются обратно в желудок и выводятся через ротовое отверстие.

Тело медуз состоит из двух слоев эпителиальных клеток: эктодермы и энтодермы, между ними располагается мезоглея — желеобразная ткань. Она на 98% состоит из воды, поэтому медузы быстро погибают под палящим солнцем. Медузы имеют огромные регенерирующие способности, если разрезать ее на 2 части, из каждой вырастет полноценная особь.

Так как сцифоидные медузы перешли к активному способу жизни, их нервная система стала более развита. На краях зонтика расположены скопления нервных клеток, рядом так же находятся органы чувств, которые воспринимают световые раздражители, помогают сохранять равновесие.

Жизненный цикл и размножение

Сцифоидные в своем жизненном цикле проходят через две фазы: половую (медузы) и бесполую (полип).

Все представители – раздельнополые организмы. Половые клетки походят из энтодермы и созревают в карманах желудочной полости.

Гаметы выходят через ротовое отверстие и оказываются в воде. В процессе слияния половых клеток и дальнейшего созревания, из яйца выходит личинка медузы – планула. Она опускается на глубину, крепится к дну и переходит в бесполую фазу.

Одиночный полип (сцифостома) ведет донный способ жизни и через боковое почкование начинает размножение. Спустя определенное время сцифистома превращается в стробилу, тогда щупальца начинают укорачиваться, а на теле образуются поперечные перетяжки. Так начинается деление под названием стробиляция. Таким образом, стробила дает жизнь молодым организмам – эфирам. Эфиры затем преобразуются во взрослых особей.

Образ жизни

Сцифоидные медузы не живут в стаях, не передают друг другу сигналов, даже находясь на близком расстоянии. Продолжительность жизни около 2-3 лет, иногда бывает, что медуза живет только пару месяцев. Также их часто поедают рыбы и черепахи.

Все медузы – хищные животные. Употребляют планктон и небольшие рыбы, которых обездвиживают ядовитыми клетками. Стрекательные клетки выбрасывают яд не только во время охоты, но и на все проплывающие мимо организмы. Потому медузы опасны для людей, находящихся в воде. Если случайно зацепить щупальца медузы, она обожжет кожу своим ядом.

Самые распространённые представители класса сцифоидные медузы это аурелия, цианея, населяющая арктические моря, корнерот, который лишен щупалец и обитает в водах Черного моря.

Значение в природе и жизни человека

Сцифоидные медузы входят в цепь питания мирового океана.

В китайской и японской кухне часто встречаются блюда с ропилемой или аурелией. Мясо медуз считается деликатесом.

Корнерот – крупнейшая медуза черного моря с диаметров купола около 40см. Таким образом, она служит укрытием для мальков рыб и защищает от хищников и неблагоприятных условий среды. Иногда, когда мальки подрастают, они начинают откусывать небольшие кусочки от медузы, а могут вовсе ее съесть.

Сцифоидные медузы фильтруют воду, очищая ее от загрязнений.

Для человека опасный яд медуз, который вызывает ожоги кожи, иногда провоцирует болевой шок и человек, находясь на глубине, самостоятельно уже не может всплыть. Небезопасно прикасаться к медузе даже в мертвом виде. При касании развивается аллергическая реакция, нарушение работы нервной и сердечно-сосудистой системы, возникают судорожные приступы.

Медуза корнерот (латинское название Rhizostoma pulmo) - группа пестро окрашенных медуз, обитающая преимущественно в теплых морях. К этой группе относятся многие крупные медузы, населяющие берега Атлантического океана, Северного, Средиземного, Черного и Балтийского морей.

Медузы корнерот отличаются тем, что у них отсутствует единый центральный «рот». Его роль исполняют 8 длинных корневидных «рук», которые связанны между собой многочисленными отверстиями в систему каналов. Внешне «руки» напоминают корни и стебли морских растений. Отсюда ее столь необычное название - корнерот. Щупальцев нет вовсе. Медузы корнероты - прекрасные пловцы. В отличие от своих сородичей они могут перемещаться в любом направлении.

Среди медуз группы корнерот наибольшую известность обрели следующие: ризостома Альдрованди, Кассиопея, ризостома Цивири. Ризостома Альдрованди водится в Средиземном море и представляет собой «колокол» шириной до 80 сантиметров.

Кассиопея же населяет побережье Флориды и Красного моря. Ее способ передвижения очень любопытен: она не плавает свободно как другие медузы, а лежит на дне, на коралловом песке, обратив вверх нижнюю сторону и делая слабые движения краями колокола.

Обыкновенные медузы, встречающиеся в водах Черного моря, представлены видом Rhizostoma pulmo. Они представляют собой молочно- или темновато-белого, реже голубоватого или фиолетового цвета «тела», с темно-голубыми краями зонтика и красноватыми, желтоватыми или фиолетовыми «руками». Диаметр зонтика медузы вида Rhizostoma pulmo варьирует от 20 до 80 сантиметров, а высота может достигать 30 сантиметров. Некоторые экземпляры медуз с трудом помещаются в ведре.

Пищу медуз составляет микроскопический планктон и мальки рыб. Последних медузы поражают ядовитыми стрекательными клетками, расположенными по краям ротовых полостей. При встрече с человеком медуза может использовать стрекательные клетки для самозащиты.

Убить ими человека она не может, а вот нанести болезненный ожог вполне. Диаметр ожога порой составляет 25-50 сантиметров. Сходить с кожи такой ожог может несколько лет. Нередко в дальнейшем у пострадавшего человека появляется стойкая аллергия на морепродукты.

Некоторые виды медуз корнеротов употребляют в пищу. Среди них особое место занимает съедобная рспилема (латинское название Rhopilema esculenta), входящая в состав национальных блюд Японии и Китая. «Мясо» медуз в этих странах носит название «хрустального». В чистом виде «хрустальное мясо» не употребляют, а обычно добавляют к различным салатам и щедро сдабривают перцем, корицей и мускатным орехом.

Среди водных беспозвоночных животных - обитателей морей, выделяется группа организмов, называемых сцифоидными. Они имеют две биологические формы - полипоидную и медузоидную, отличающиеся своей анатомией и образом жизни. В данной статье будет изучено строение медузы, а также рассмотрены особенности её жизнедеятельности.

Общая характеристика класса сцифоидных

Эти организмы относятся к типу кишечнополостных и являются исключительно морскими обитателями. Сцифоидные медузы, фото которых представлены ниже, имеют колоколообразную или зонтичную форму тела, а само оно - прозрачное и студенистое, состоит из мезоглеи. Все животные этого класса являются консументами второго порядка и питаются зоопланктоном.

Для организмов характерна радиальная тела: анатомически идентичные части, а также ткани и органы расположены радиально от срединной продольной оси. Она присуща животным, пассивно плавающим в толще воды, а также тем видам, которые ведут сидячий образ жизни (актинии) или медленно ползают по субстрату ежи).

Внешнее строение. Среда обитания

Так как представители сцифоидных имеют две жизненные формы - медузы и полипы, рассмотрим их анатомию, имеющую некоторые различия. Вначале изучим внешнее строение медузы. Перевернув животное основанием колокола вниз, мы обнаружим рот, окаймлённый щупальцами. Он выполняет двоякие функции: поглощает части пищи и удаляет непереваренные её остатки наружу. Такие организмы называются первичноротыми. Тело животного двухслойное, состоит из эктодермы и энтодермы. Последняя формирует кишечную (гастральную) полость. Отсюда и название:

Промежуток между слоями тела заполнен прозрачной желеобразной массой - мезоглеей. Эктодермальные клетки выполняют опорную, двигательную и защитную функции. Животное имеет кожно-мускульный мешок, обеспечивающий его движение в воде. Анатомическое строение медузы достаточно сложное, так как экто- и энтодерма дифференцированы на различные Кроме покровных и мускульных, во внешнем слое есть еще промежуточные клетки, выполняющие регенеративную функцию (из них могут восстанавливаться поврежденные части тела животного).

Интересно строение нейроцитов у сцифоидных. Они имеют звездчатую форму и своими отростками оплетают эктодерму и энтодерму, образуя скопления - узлы. Нервная система такого типа называется диффузной.

Энтодерма и её функции

Внутренний слой у сцифоидных образует гастроваскулярную систему: от кишечной полости лучами отходят пищеварительные каналы, выстланные железистыми (выделяющими пищеварительный сок) и фагоцитарными клетками. Эти структуры являются основными клетками, расщепляющими пищевые частицы. В пищеварении также участвуют структуры кожно-мускульного мешка. Их мембраны образуют псевдоподии, захватывающие и втягивающие в себя органические частицы. Фагоцитарные клетки и псевдоподии осуществляют два типа пищеварения: внутриклеточное (как у протист) и полостное, присущее высокоорганизованным многоклеточным животным.

Стрекательные клетки

Продолжим изучать строение сцифоидной медузы и рассмотрим механизм, с помощью которого животные защищаются, а также нападают на потенциальную жертву. У сцифоидных есть и еще одно систематическое название: класс стрекающие. Оказывается, что в эктодермальном слое у них расположены особые клетки - крапивные, или стрекательные, еще называемые книдоцитами. Они находятся вокруг рта и на щупальцах животного. При действии механических раздражителей нить, находящаяся в капсуле крапивной клетки, стремительно выбрасывается и пронзает тело жертвы. Токсины сцифоидных, проникающие через книдоцель, являются смертельными для планктонных беспозвоночных и личинок рыб. У человека они вызывают симптомы крапивницы и гипертермию кожи.

Органы чувств

По краям колокола медузы, фото которой представлено ниже, можно увидеть укороченные щупальца, называемые краевыми тельцами - ропалиями. В них находятся два органа чувств: зрения (глазки, реагирующие на свет) и равновесия (статоцисты, имеющие вид известковых камешков). С их помощью сцифоидные узнают о приближающимся шторме: звуковые волны в интервале от 8 до 13 Гц раздражают статоцисты, и животное поспешно уходит вглубь моря.

и размножение

Продолжая изучать строение медузы (рисунок представлен ниже), остановимся на репродуктивной системе сцифоидных. Она представлена гонадами, образовавшимися из карманов гастральной полости, имеющими эктодермальное происхождение. Так как эти животные раздельнополые, яйцеклетки и сперматозоиды выходят через рот и оплодотворение происходит в воде. Зигота приступает к дроблению и формируется однослойный зародыш - бластула, а из неё - личинка, называемая планулой.

Она свободно плавает, затем прикрепляется к субстрату и превращается в полип (сцифистому). Он может почковаться, а также способен к стробиляции. Формируется стопка молодых медуз, называемых эфирами. Они прикреплены к центральному стволу. Строение медузы, оторвавшейся от стробила, таково: она имеет систему радиальных каналов, рот, щупальца, ропалии и зачатки половых желез.

Таким образом, строение медузы отличается от бесполой особи сцифистомы, которая имеет конусовидную форму величиной 1-3 мм и прикрепляется к поверхности с помощью стебелька. Рот окружен венчиком из щупалец, а гастральная полость разделена на 4 кармана.

Как передвигаются сцифоидные

Медуза способна к Она резко выталкивает порцию воды и двигается вперед. Зонтик животного при этом сокращается до 100-140 раз в минуту. Изучая строение сцифоидной медузы, например, корнерота или аурелии, мы отмечали такое анатомическое образование, как кожно-мускульный мешок. Он расположен в эктодерме, к его клеткам подходят эфферентные волокна краевого нервного кольца и узлов. Возбуждение передается кожно-мускульным структурам, вследствие чего зонтик сжимается, затем расправившись, толкает животное вперед.

Особенности экологии сцифоидных

Эти представители класса кишечнополостных распространены как в теплых морях, так и в холодных арктических водах. Аурелия - сцифоидная медуза, строение тела которой мы изучили, обитает в Черном, Азовском морях. Там же широко распространён и другой представитель этого класса - корнерот (ризостома). У него молочно-белый зонтик с фиолетовыми или синими краями, а выросты ротовых лопастей похожи на корни. Отдыхающие в Крыму туристы хорошо знают этот вид и стараются во время купания быть от его представителей подальше, так как стрекательные клетки животного могут вызвать серьёзные «ожоги» тела. Ропилема, так же, как и аурелия, обитает в Японском море. Цвет её ропалий розовый или желтый, а сами они имеют многочисленные пальцевидные выросты. Мезоглея зонтика обоих видов используется в кухне Китая и Японии под названием «хрустально мясо».

Цианея - обитательница холодных арктических вод, является Длина её щупалец достигает 30-35 м, а диаметр зонтика - 2-3,5 м. Львиная грива или цианея волосатая имеет два подвида: японская и синяя. Яд стрекательных клеток, расположенных по краям зонтика и на щупальцах, является очень опасным для человека.

Мы изучили строение сцифоидных медуз, а также ознакомились с особенностями их жизнедеятельности.

Среди самых необычных животных на Земле, медузы также являются одними из древнейших, с эволюционной историей, насчитывающей сотни миллионов лет. В этой статье, мы раскрываем для вас 10 основных фактов о медузах, начиная от того, как эти беспозвоночные передвигаются через толщу воду и до того, как они жалят свою добычу.

1. Медузы классифицируются, как стрекающие, или книдарии

Названные в честь греческого слова "морская крапива," книдарии являются морскими животными, характеризующиеся желеобразной структурой тела, радиальной симметрией, и стрекательными клетками "книдоцит" на щупальцах, которые буквально взрываются при захвате добычи. Существует около 10 000 видов книдарий, примерно половина из которых относятся к классу коралловые полипы, а другая половина включает гидроидных, сцифоидных и кубомедуз (группа животных, которых большинство людей называют медузами).

Стрекающие являются одними из самых древних животных на земле; корни их окаменелостей уходят почти на 600 миллионов лет назад!

2. Существует четыре основных класса медуз

Сцифоидные и кубомедузы - два класса стрекающих, включающие классических медуз; основное различие между ними заключается в том, что кубомедузы имеют кубоподобную форму колокола, и немного быстрее сцифоидных медуз. Есть, также гидроидные (большинство видов которых не проходят через стадию полипа) и staurozoa - класс медуз, которые ведут малоподвижный образ жизни, прикрепляясь к твердой поверхности.

Все четыре класса медуз: сцифоидные, кубомедузы, гидроидные и staurozoa относятся к подтипу книдарий - medusozoa.

3. Медузы являются одними из простейших животных в мире

Что вы можете сказать о животных без центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем? По сравнению с животными, медузы чрезвычайно простые организмы, характеризующиеся главным образом волнообразными колоколами (в которых находится желудок) и щупальцами с множеством стрекательных клеток. Их почти прозрачные тела состоят всего из трех слоев наружного эпидермиса, среднего мезоглея, а внутренняя гастродерма и вода составляют 95-98 % от общего объема, по сравнению с 60 % у среднестатистического человека.

4. Медузы формируются из полипов

Как у многих животных, жизненный цикл медуз начинается с яиц, которые оплодотворяются самцами. После этого, все становится немного сложнее: то, что появляется из яйца является свободно плавающей планулой (личинкой), которая выглядит как гигантская инфузория туфелька. Затем, планула присоединяется к твердой поверхности (морское дно или скалы) и развивается в полип, напоминающий миниатюрные кораллы или актинии. Наконец, после нескольких месяцев или даже лет, полип открепляется и развивается в эфиру, которая вырастает во взрослую медузу.

5. Некоторые медузы имеют глаза

У кобомедуз есть пару десятков светочувствительных клеток в виде глазного пятна, но в отличии от других морских , некоторые их глаза имеют роговицу, линзы и сетчатку. Эти сложные глаза расположены парами по окружности колокола (один направлен вверх, а другой вниз, обеспечивая обзор 360 градусов).

Глаза используются для поиска добычи и защиты от хищников, но их основной функцией является правильная ориентация медуз в толще воды.

6. У медуз уникальный способ доставки яда

Как правило, выпускают свой яд во время укуса, но не медузы (и другие кишечнополостные), которые в процессе эволюции развили специализированные органы, называемые нематоцистами. При стимуляции щупалец медуз, в стрекательных клетках создается огромное внутреннее давление (около 900 кг на квадратный дюйм) и они буквально взрываются, прокалывая кожу несчастной жертвы, чтобы доставить тысячи крошечных доз яда. Нематоцисты настолько мощны, что могут активироваться даже тогда, когда медуза выброшена на берег или умирает.

7. Морская оса - самая опасная медуза

Большинство людей боятся ядовитых пауков и гремучих змей, но наиболее опасным для человека животным на планете может быть вид медуз - морская оса (Chironex fleckeri ). С колоколом размером с баскетбольный мяч, а также щупальцами до 3 м в длину, морская оса рыщет в водах возле Австралии и Юго-Восточной Азии, и по меньшей мере 60 человек лишилось из-за нее жизни в прошлом веке.

Незначительное прикосновение щупалец морской осы вызывает мучительную боль, а более тесный контакт с этими медузами способен убить взрослого человека за пару минут.

8. Передвижение медуз напоминает работу реактивного двигателя

Медузы оснащены гидростатическими скелетами, изобретенные эволюцией сотни миллионов лет назад. По сути, колокол медузы представляет собой заполненную жидкостью полость, окруженную круговыми мышцами, которые выпрыскивают воду в противоположном движению направлении.

Гидростатический скелет также встречается у морских звезд, червей и других беспозвоночных. Медузы могут двигаться вместе с океанскими течениями, тем самым избавив себя от лишних усилий.

9. Один из видов медуз может быть бессмертным

Как и большинство беспозвоночных животных, медузы имеют небольшую продолжительность жизни: некоторые мелкие виды живут лишь часы, в то время как самые крупные виды, например, медуза львиная грива может прожить несколько лет. Спорно, но некоторые ученые утверждает, что медузы вида Turritopsis dornii бессмертны: взрослые особи способны возвращаться к стадии полипа (см. пункт 4), и, таким образом, теоретически возможен бесконечный жизненный цикл.

К сожалению, такое поведение наблюдалась только в лабораторных условиях, и Turritopsis dornii может легко умереть многими другими способами (например, стать обедом для хищников или оказаться выброшенной на пляж).

10. Группу медуз называют "роем"

Помните сцену из мультфильма в поисках Немо, где Марлон ис Дори должны преодолеть путь через огромное скопление медуз? С научной точки зрения группа медуз, состоящая из сотен или даже тысяч отдельных особей, называется "роем". Морские биологи заметили, что большие скопления медуз наблюдаются все чаще, и могут служить индикатором загрязнения морей или глобального потепления. Рои медуз, как правило, образуются в теплой воде, а также медузы способны процветать в бескислородных морских условиях, которые не пригодны для жизни других беспозвоночных такого размера.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

В разделе на вопрос Как передвигается медуза? заданный автором Осоловелый лучший ответ это Передвигаются медузы медленно. сцифоидные медузы передвигаются по реактивному принципу, выталкивая воду сокращением купола

Ответ от Алиса обрамочинь [новичек]
аххаха плавает помойму это логично:)

Ответ от Ледниковый период [гуру]
С помощью меховых подушек;-))

Ответ от Проситель [гуру]
Реактивное движение. Осьминоги тоже тока быстрее.

Ответ от Вровень [гуру]
красиво передвигаются....

Ответ от Veta [гуру]
Наиболее прогрессивный способ движения водных беспозвоночных - гидрореактивный. Считают, что простейшим реактивным двигателем обладают одноклеточные животные - грегарины. Они без видимых движений медленно скользят по воде. Долго недоумевали, как они движутся. Оказалось, что, выделяя из мельчайших отверстий на теле капли студенистого вещества, они отталкиваются от воды и таким образом продвигаются вперед.
Медузы исполь зуют реактивный способ движения. У гидроидных медуз к нижнему краю зонтика прикреплена мускулистая перепонка. Попеременным расширением и сокращением ее медуза набирает под купол воду, а затем выталкивает ее наружу. При выталкивании воды она получает толчок и движется выпуклой стороной вперед. Толчки следуют один за другим через 5-6 секунд, и поэтому медуза плавает медленно. Подобие гидрореактивных двигателей имеют моллюски-гребешки, они плавают, или, вернее, прыгают в воде, хлопая створками раковины и выпрыскивая из-под них воду.