Содержание:
В головоногие моллюски Это группа животных, составляющая один из 11 классов, составляющих филум Mollusca. Этимологически его название означает «ступни на голове», что относится к длинным щупальцам, выходящим из его головы и составляющим его отличительный элемент.
Этот класс был описан в 1797 году французским натуралистом Жоржем Кювье. По оценкам специалистов, эта группа организмов возникла в палеозойскую эру, а именно в кембрийский период, так как первые ископаемые останки датируются именно ей.
В течение долгого времени головоногие моллюски были очень интересным источником изучения для специалистов, тем более что есть некоторые виды, у которых было собрано лишь несколько экземпляров.
Итожим
На нашего перспективного подводного необитаемого (или малоэкипажного) «Восьминога» возложены следующие задачи:
- автоматический выбор режима движения и режимов работы бортового оборудования в зависимости от решаемой задачи;
- донное профилирование, определение профиля и структуры дна, в том числе определение глубин (батиметрия);
- обнаружение и определение границ и структуры ледового покрова;
- поиск донных аварийных объектов, в том числе излучающих аварийные сигналы;
- поиск донных и якорных мин, их локализация или уничтожение;
- поиск, обнаружение, определение элементов движения, классификация, идентификация, выбор режима слежения, сопровождение и уничтожение морских целей;
- в случае подозрения на слежение за собой применение гидро-гидроакустических буев с уклонением и занятием позиции относительно следящего объекта;
- в случае торпедной атаки контратака и уклонение с применением мобильных средств гидроакустического противодействия;
- в процессе слежения в случае необходимости атака цели, ее уничтожение мини-торпедами с последующим уклонением (Рис. 6).
Рисунок 6. Один из вариантов обобщенного облика противолодочного вооружения «Восьминога»
Здесь: 1 – носовая гидроакустическая антенна; 2 – комплекс бортовых антенн; 3 – антенна тракта ледовой разведки; 4 – антенны трактов батиметрии и донного профилирования; 5 – датчики системы обнаружения кильватерного следа; 6 – интегрированная система управления; 7 – устройство выстреливания торпед; 8 – комплект торпед; 9 – устройство выстреливания средств пртивоторпедной защиты; 9А – комплект средств пртивоторпедной защиты (мобильные средства гидроакустического противодействия); 10 – устройство выстреливания средств торпедного уничтожения и гидро-гидроакустических буев; 10А – комплект средств торпедного уничтожения (мобильные самоуправляемые заряды) и гидро-гидроакустические буи; 11 – тракт обработки информации от гидроакустической протяженной буксируемой антенны (ГПБА); 12 – устройство постановки и выборки ГПБА; 13 – непосредственно гидроакустическая протяженная буксируемая антенна
Напоследок скажем главное. Подавляющее число видов вооружения, перечисленных и описанных в данной статье, давно создано или создается сейчас. Подавляющее число алгоритмов отработано и внедрено в составе аппаратно-программных макетов. И поверьте, наш перспективный «Цефа…», пардон, «Восьминог» скоро сойдет не только с «виртуальных стапелей» Лаборатории будущего, но это совсем другая история.
Виталий Шпикерман, капитан 2-го ранга в отставке
Газета «Военно-промышленный курьер», опубликовано в выпуске № 38 (851) за 6 октября 2020 года
Ссылки
- Бруска, Р. К. и Бруска, Г. Дж. (2005). Беспозвоночные, 2-е издание. McGraw-Hill-Interamericana, Мадрид
- Будельманн, Б. (1995). Нервная система головоногих моллюсков: что эволюция сделала из конструкции моллюсков. Глава книги: Нервная система беспозвоночных: эволюционный и сравнительный подход: с кодом, написанным T.H. Баллок.
- Кертис, Х., Барнс, С., Шнек, А. и Массарини, А. (2008). Биология. От редакции Médica Panamericana. 7-е издание
- Диас, Дж., Ардила, Н. и Грасиа, А. (2000). Кальмары и осьминоги (Mollusca: Cephalopoda) из Колумбийского Карибского моря. Колумбийская биота 1 (2)
- Хикман, К. П., Робертс, Л. С., Ларсон, А., Обер, В. К., и Гаррисон, К. (2001). Интегрированные принципы зоологии (Том 15). Макгроу-Хилл.
- Ортис, Н. и Ре, М. (2014). Головоногие. Глава книги: Морские беспозвоночные. Фонд естественной истории Феликса Азара.
- Янг Р., Веккионе М. и Донован Д. (1998) Эволюция головоногих и их нынешнее биоразнообразие и экология. Южноафриканский журнал морских наук 20 (1).
Эмбриональное развитие
Тип яйца головоногих моллюсков — телолецито. Он характеризуется обильным желтком, который сосредоточен в вегетативном полюсе, а цитоплазма и ядро - в животном полюсе.
Более того, сегментация, которую они испытывают, является неполной или меробластической.При этом сегментированию подвергается только часть яйца, та, которая находится в животном полюсе, поэтому желток не сегментируется.
В связи с этим на протяжении большей части своего эмбрионального развития яйца имеют большой желточный мешок
Это важно, поскольку обеспечивает эмбрион питательными веществами, необходимыми для его развития
Как и у других живых существ, стадиями его эмбрионального развития являются: бластуляция, гаструляция и органогенез. Его продолжительность варьируется от 1 до 4 месяцев, в зависимости от вида.
Наконец, из яиц вылупляется маленький молодой организм, который по характеристикам похож на взрослых головоногих моллюсков.
Питание
С точки зрения питания головоногие моллюски считаются гетеротрофными организмами. Это означает, что, поскольку они не могут синтезировать свои питательные вещества, они должны питаться другими живыми существами.
Головоногие моллюски — важная часть трофических цепей в морских экосистемах. В них они занимают место потребителей, вторичных или третичных, в зависимости от существующего биоразнообразия. Это потому, что они хищные животные.
Их диета очень разнообразна и адаптируется к доступности добычи. Так они могут питаться рыбой, моллюсками и морскими членистоногими.
Для поимки добычи головоногие моллюски используют различные механизмы. Некоторые предпочитают оставаться незамеченными, маскируясь под окружающую среду, ожидая точного момента, чтобы атаковать и поймать жертву, когда она проходит мимо них. Другие предпочитают использовать изменение цвета, привлекая добычу и улавливая ее, когда они находятся близко.
Как только добыча захватывается щупальцами, они направляют ее ко рту. Там благодаря клюву корм можно разрезать для облегчения его проглатывания. В полости пища смазывается и попадает в пищевод, а оттуда в желудок. Здесь он подвергается действию различных пищеварительных ферментов, которые начинают его распад. В этой части также проводится часть абсорбции.
Из желудка пища попадает в кишечник, где всасывание завершается. После этого остаются только отходы, которые не были поглощены. Они продолжают свой путь через пищеварительный тракт в прямую кишку, чтобы окончательно выводиться через задний проход.
Немного про сетецентрику
Сетецентрическая война основана на интеграции всех используемых в ней объектов (как военного, так и двойного и даже гражданского назначения) в единую информационную сеть, центр управления которой в случае выхода из строя одного из них мог бы сразу, практически без потери информационных массивов переходить к другому. Сеть, жадно впитывающая разведывательную информацию в реальном масштабе времени, обрабатывающая ее сверхсовременными алгоритмами, анализируя и прогнозируя обстановку и принимая решения, позволяющие развернуть развитие ситуации в свою пользу. Основной инструмент обеспечения информационного обмена – связь. По воздуху – радиосвязь, по воде – связь гидроакустическая. Безусловно, наш «Головоногий» должен входить в состав сети на правах самостоятельного объекта и обладать и тем, и другим видом. В применении к гидроакустической связи можно сказать одно: она должна обеспечиваться с использованием всех бортовых гидроакустических средств. Гидроакустическая связь между описываемыми «Головоногими» должна осуществляться после установления надежного контакта, взаимной классификации и опознавания, разумеется, в режимах, максимально обеспечивающих скрытность.
Головоногий исследователь
В мирное время, чтобы не ржавели даром народные денежки, «Головоногого» можно использовать как инструмент изучения структуры дна Мирового океана. Высокочастотная акустика, направленная вверх и вниз, поможет определить наличие и структуру ледового покрова над лодкой, одновременно помогая держать дистанцию в безопасном диапазоне, а также показать глубину и структуру донного покрытия (Рис 1).
Рисунок 1. Результат донного профилирования – зависимость глубинной структуры дна в пространстве
Ходить такой аппарат может, одновременно выполняя и учебно-боевые задачи (скажем, поиск «древних» морских мин), и коммерческие. Например, поиск газовых месторождений на шельфе, для чего место торпедного отсека займет мощный сверхнизкочастотный акустический излучатель или пневмопушка, или обнаружение и классификация затонувших объектов.
Автоматический тральщик
Как в мирное время, так и в угрожаемый период или военное время «Восьминог» может работать как морской скрытный тральщик. Среднечастотная акустика определит мину еще до того, как лодка войдет в зону срабатывания датчиков «подводной смерти», а высокочастотная позволит не только подтвердить контакт с миной, но и классифицировать ее.
Недурно снабдить противоминный вариант нашего моллюска средствами уничтожения, например универсальными самоуправляемыми зарядами, которые годятся и в борьбе с торпедами, о чем ниже. Но даже если задача уничтожения мин перед роботом не стоит, то умная «голова» подводного аппарата выберет оптимальную траекторию, огибающую как одиночную мину, так и минный рубеж или минное поле, да и хаотично наставленную минную банку не только обойдет, но и локализует, записав координаты крайних мин (Рис. 2).
Рисунок 2. Схема маневра лодки-робота в процессе локализации минного поля из произвольно постановленных мин
Среда обитания и распространение
Головоногие моллюски — чисто водные животные. В большом разнообразии водных экосистем головоногие моллюски обитают в соленой воде. Они широко распространены в океанах и морях планеты.
В целом они чаще встречаются в морях с высокими температурами. Однако были описаны и виды, обитающие в довольно холодных водах, например, Mesonychoteuthis hamiltoni (колоссальный кальмар), который находится очень близко к Антарктиде.
Теперь, в зависимости от вида головоногих моллюсков, некоторые из них расположены глубже, чем другие. Есть такие, которые проводят большую часть своего времени в песке на морском дне и выходят только для того, чтобы покормиться. Есть и другие, которые свободно перемещаются через водные течения.
— Подкласс колеидов
Это класс, который охватывает большинство современных видов головоногих моллюсков. Они возникли в палеозойскую эру, а именно в каменноугольный период. С того времени и по настоящее время они приспосабливаются к изменениям окружающей среды и развивают способности, которые позволяют им адаптироваться.
Среди его характерных элементов можно упомянуть отсутствие внешней оболочки, помимо длинных рук и щупалец с присосками. Это важные структуры, поскольку они позволяют этим животным правильно захватывать добычу и прилипать к различным субстратам.
Этот подкласс включает две когорты (надотряды): Belemnoidea (все вымершие) и Neocoleoidea, которые являются нынешними головоногими моллюсками. Последние делятся на Decapodiforms, которые имеют 10 рук, и Octopodiforms, которые имеют 8 рук.
Беспилотный убийца
Но вот перед нашим «Восьминогом» поставили задачу патрулирования района с тотальной его зачисткой от любых небиологических объектов. Стоп – не объектов, а потенциальных целей, предназначенных к уничтожению. А это значит, что он должен первое – двигаться бесшумно, второе – слышать дальше, третье – реагировать быстрее. И вот наш головоногий друг неспешно движется по некой траектории в пределах района. И вдруг его датчики системы обнаружения кильватерного следа обнаруживают «следоподобную аномалию»! Робот начинает движение по спирали, выискивая направление кильватерного следа. А найдя, надежно удерживает, в чем ему успешно помогает как многофункциональный среднечастотный гидроакустический комплекс, так и системы профилирования дна и ледового покрова, но уже в режиме поиска кильватерного следа. Не беда, что скорость цели может быть выше скорости «Восьминога», главное – это установить контакт. В случае очевидного устаревания следа робот подвсплывет и передаст всю информацию куда надо. А если все же удалось перейти с неакустического контакта на акустический – классифицируем, отрабатываем «свой-чужой» и на дно. Залп двух торпед, наводящихся как по кильватерному следу, так и по эхосигналам, не даст противнику шанса. А если в торпеды заложены алгоритмы ситуационного анализа, не позволяющие обмануть головки самонаведения выстреливаемыми целью системами гидроакустического противодействия, последней каюк.
Подлодки-роботы становятся модной темой. Проект «Сарма», РФ. Фото: google.com
Щелкнул внутренний триггер – «за мной следят»? Моментально, но бесшумно ставится дрейфующий (чтобы сохранить скрытность) гидро-гидроакустический буй (передача данных по каналу гидроакустической связи), лодка занимает глубину минимального ее обнаружения, снижает скорость до максимально малошумной, выпускает «мини-параван» (ГПБА), слушая позади себя… В моей практике только так наши подводные гвардейцы «ловили за хвост» хваленых «лосей» (подводная лодка ВМС США типа «Лос-Анджелес»). И никаких разворотов типа «безумный Иван», когда лодка начинает вдруг циркулировать на глазах обалдевшего неприятеля, который ведет ее как пуделя на поводке. Вообще различные варианты уклонения от слежения многочисленны, поэтому чтобы супостат, если поймал «Головоногого» «на крючок», не смог отследить периодичность и последовательность действий по обнаружению слежения, они чередуются через случайные промежутки времени в случайном же порядке.
Цель классифицирована как «торпеда»? Внимание, торпедная атака! После оценки угрозы и времени сближения вплотную лодка делает хитрый маневр, прикрываясь облаком мобильных средств гидроакустического противодействия и выставляя несколько имитаторов. Если и в этом случае торпеда не была сбита с толку, следует выстрел дрейфующего противоторпедного заряда, который, как вратарь в воротах, ловит торпеду, смещаясь по глубине и направлению вслед за ней
Однако это уже другая история.
Заказать Octopoda
Он состоит из осьминогов. У них нет оболочки. У них 8 рук. Его размер может быть разным: от мелких видов, размером всего около 15 см, до очень крупных, до 6 метров. Они представляют клетки, известные как хроматофоры, которые позволяют им изменять свой цвет и, таким образом, иметь возможность маскироваться окружающей средой, чтобы защитить себя от возможных хищников, а также иметь возможность удивить свою жертву.
У них очень сложная нервная система, которая позволила им развить определенные способности, такие как интеллект и память. Этому порядку, в свою очередь, соответствуют два подотряда: Циррина и Инкиррина.
Обитаемость необитаемого
В «подводном минном аппарате» (прообразе подводной лодки) Джевецкого длиной около шести, высотой полтора и шириной чуть более метра, испытанной в Гатчине в 1879 году, экипаж составлял три (три!) человека. Поэтому в лодке-роботе водоизмещением более 200 тонн (теоретически) вполне можно разместить экипаж из двух человек с полным циклом жизнеобеспечения. Мини-АРМы и электронная система управления такого автоматизированного подводного аппарата, имеющего в «голове» алгоритмы решения всех вышеперечисленных задач, могли бы обеспечить перевод лодки в ручное управление в случае нештатных ситуаций, а также обкатать алгоритмы и обучить системы классификации в мирное время. Естественно, экипаж должен обитать в моментально отстреливаемой всплывающей полуавтономной капсуле, к которой подводились бы только информационные потоки между роботом и людьми. Но для этого лодка должна быть длиной не менее 20–25 метров. У «Цефалопода» же, разрабатываемого «Рубином» и являющегося прообразом нашего «Восьминога», длина составляет около 10 метров, что было бы достаточно только для моряков лодки Джевецкого. Надеемся, рубиновцы, рисуя сразу на чистовике, не ошибутся в выборе контрагентов (Рис. 5)…
Рисунок 5. Беспилотный подводный аппарат проекта «Цефалопод»
— Подкласс Nautiloidea
Этот подкласс практически вымер. Из 12 отрядов, составляющих его, только один не вымер: наутилида. Основная характеристика членов этого подкласса состоит в том, что они представляют собой оболочку. Он может быть прямым или иметь спиральный узор.
В отличие от других головоногих моллюсков, представители класса наутилоидов имеют множество щупалец, у которых нет присосок. Кроме того, эти щупальца заканчиваются точкой. В палеозойскую эру, когда возникли эти животные, они были большими хищниками морей. Однако в наши дни они не такие жестокие или устрашающие.
Точно так же эти животные способны перемещаться по морям, хотя и не с такой высокой скоростью и с такой ловкостью, как другие головоногие моллюски. Если говорить о размерах, то наутилусы небольшие. Самые крупные виды могут достигать 20 см.
Как уже упоминалось, этот подкласс включает один отряд не исчезнувших животных (Nautilida), который включает примерно 30 семейств.
Размножение
У головоногих моллюсков происходит половое размножение. Это включает объединение или слияние мужских половых клеток (гамет) с женскими половыми клетками.
Этот тип размножения более выгоден, чем бесполое, поскольку он связан с генетической изменчивостью, которая тесно связана со способностью различных живых существ адаптироваться к изменениям в окружающей среде.
Возможно, в этом и заключается причина, по которой головоногие моллюски удерживались на планете с таких далеких времен, как палеозойская эра.
У некоторых видов на размножение может влиять время года. Те, которые встречаются в регионах с четырьмя сезонами года, размножаются весной и летом. У видов, обитающих в тропических водах, размножение может происходить в любое время года.
Продолжая размножаться, одни головоногие моллюски подвергаются внутреннему оплодотворению, а другие — внешнему, поскольку оно может происходить как внутри, так и вне тела самки. Они размножаются яйцами, поэтому считаются яйцекладущими и, поскольку не имеют личиночной стадии, имеют прямое развитие.
Учитывая, что головоногие моллюски — раздельнополые животные, у которых половы разделены, каждая особь имеет приспособленные для размножения структуры. У мужчин одна из рук модифицирована как копулятивный орган, который носит название гектокотиля.
Брачные обряды
Однако процесс размножения головоногих моллюсков сложен и интересен. Это один из самых ярких и уникальных брачных ритуалов в животном мире.
Как правило, мужчины являются главными действующими лицами в ритуалах, стремясь привлечь женщину, а также оттолкнуть мужчин, которые могут соревноваться с ними. Один из самых ярких ритуалов — это периодическая смена цвета у тех видов, которые способны это делать.
Другой брачный ритуал состоит из форм очень быстрого плавания, переходящего с одного места на другое, привлекая тем самым самок. Независимо от ритуала, в конце концов образуются пары и начинается процесс спаривания как таковой.
Слайды и текст этой презентации
Класс Головоногие моллюски Цефалоподы Cephalopoda
Наиболее высокоорганизованные среди морских беспозвоночных. Объединяют современных кальмаров, каракатиц, осьминогов, наутилусов и вымерших ортоцератитов, аммонитов, белемнитов. Нектон, подвижный бентос. Стеногалинные. Нога преобразована в венчик щупалец, сросшихся с головой, и воронку, через которую из мантийной полости толчками выбрасывается вода. Очень высокоразвитая нервная система.
Современный представитель цефалопод — осьминог
Современная каракатица — сепия, реконструкция мезозойского внутрираковинного головоногого моллюска белемнита и раковины белемнитов
Головоногие – «приматы» беспозвоночных
Воронка осьминога
Раковины головоногих спирально-свернутые или прямые, мягкое тело располагалось в конечной части раковины (жилой камере), занимающей от трети до половины последнего оборота. Внутренние обороты разделены вогнутыми слабоволнистыми перегородками на камеры. Следы прикрепления перегородок к стенкам раковины – перегородочная линия (систематический признак). Через все обороты проходил тонкий кожистый тяж — сифон. Камеры, ближайшие к жилой – гидростатические, остальные – воздушные. И среди современных и среди ископаемых – наружнораковинные и внутрераковинные.Современная систематика – положение сифона, форма раковины, тип перегородочной линии.
Продольный разрез раковины современного моллюска
гк – газовые, или воздушные камеры; пт – перегородочная, или сифонная, трубка; ск – соединительные кольца; стр – стенка раковины; п – перегородка; г – глаза; к – капюшон; щ – щупальца; в – воронка; жк – жилая камера, занятая мягким телом
Форма раковины ископаемых головоногих моллюсков
1 – прямая; 2-3 – изогнутая; 4 – вначале спирально-плоскостная, затем прямая; 5 – спирально-коническая; 6 – спирально-плоскостная развернутая; 7 – эволютная; 8 – полуэволютная; 9 — инволютная
Обладают прямой, согнутой, спирально свернутой на всем протяжении или только на ранних стадиях раковиной. Перегородочная линия от почти прямой до волнистой. Сифон преимущественно срединный. Чаще гладкие. Известны с кембрия поныне.
Подкласс Наутилоидеи (Nautiloidea)
Современный моллюск рода Nautilus
Ископаемые моллюски подкласса Nautiloidea
Наиболее крупные вымершие ордовикские головоногие, достигавшие в длину 3 м. Раковина прямая, реже согнутая, перегородочная линия прямая, краевой сифон.
Подкласс Эндоцератоидеи (Endoceratoidea)
Моллюски подкласса эндоцератоидеи
Вымершие головоногие моллюски (O-T), имеющие раковину от прямой до слегка согнутой, гладкую, реже ребристую, иногда больше 1 м. Перегородочная линия прямая или почти прямая, сифон узкий центральный или субцентральный.
Подкласс Ортоцератоидеи (Orthoceratoidea)
Моллюски подкласса ортоцератоидеи
Похожа на раковину наутилусов. Чаще раковины спирально-свернутые. Раковины – мономорфные (несколько оборотов в одной плоскости) D-K и гетероморфные прямые с перегибами, клубкообразные, спирально-винтовые и спирально-конические T3, J2, K2
Подкласс Аммоноидеи (Ammonoidea) D-K
Мономорфная аммоноидея
Гетероморфные аммоноидеи
Раковины скульптурированные и гладкие
Один из основных признаков строение перегородочной (лопастной) линии — выделяют разные отряды. Элементы линии, направленные назад – лопасти, вперед (к жилой камере) – седла. Для биостратиграфии отряды аммоноидей крайне важны: гониатиты – D-P, цератиты — T, аммониты – J-K.
Перегородочные линии головоногих
Представитель отряда Goniatitida
Представитель отряда Ceratitida
Представитель отряда Ammonitida
Высшие головоногие с хорошо развитыми органами чувств и внутренней раковиной. К этому подклассу принадлежат современные осьминоги, каракатицы, кальмары и вымершие белемниты (надотряд Belemnoidea D?, C-K, палеоген?). В ископаемом состоянии обычно сохраняется ростр (основная часть внутреннего скелета, сложенная кальцитом).
Подкласс Колеоидеи (Coleoidea) D?, C-Q
Представитель ископаемого отряда Belemnitida
Общие характеристики
Головоногие моллюски — многоклеточные эукариотические организмы. Они состоят из различных тканей, которые, в свою очередь, содержат специализированные клетки для различных функций. Это животные, которые обычно живут одни и встречаются только во время спаривания.
У этого типа животных в эмбриональной фазе есть три известных зародышевых листка: энтодерма, мезодерма и эктодерма
Они имеют жизненно важное значение для формирования человека, поскольку из них создаются органы и ткани, составляющие взрослого человека
В дополнение к этому у них есть внутренняя полость, называемая целомом, в которой содержатся различные органы.
Это животные, которые могут двигаться с большой скоростью через океанские течения. Его передвижной механизм обеспечивается выбросом струй воды через структуру, известную как сифон.
Головоногие моллюски защищены от хищников благодаря различным механизмам. Среди них мы можем упомянуть выброс темных чернил, который происходит, когда животное чувствует какую-то угрозу. Также существует возможность изменять его цвет под действием клеток, называемых хроматофорами, что позволяет ему сливаться со средой.
С точки зрения хищнического поведения головоногие моллюски очень эффективны благодаря необычайному развитию их органов чувств и сложности нервной системы.
