Характеристика типа хордовые

Происхождение Хордовых

До наших дней не удалось сформировать единую точку зрения о происхождении Хордовых. Этим вопросом задавались ученые еще в 19 веке. Предполагали, что их предками могут быть членистоногие, но вскоре эту гипотезу опровергли, в связи с весомыми отличиями между ними в эмбриональном периоде.

Следующая гипотеза: происхождение Хордовых от кишечноротых (из-за наличия жаберных щелей, стомохорд). Со временем выяснилось, что различий у них больше, чем сходства. Современные биологи до сих пор не могут решить этот вопрос.

Выделяют группу вторичноротых, которые имеют ряд сходных признаков с Хордовыми:

• Строение пищеварительной системы;
• нервная система;
• кровеносная система.

Предполагают, что предшественники Хордовых были свободноплавающие животные, которые разделились на  малоподвижных особей Ланцетники и Оболочечные, а другая ветвь дала Позвоночных, которые активно начали развиваться. Стороны тела позвоночных совершили переворот: переход из брюшной на спинную сторону. Считают, что это событие и стало ключевым в дальнейшей их эволюции.

Ближайшие родственники

Полухордовые

Полухордовое рода Saccoglossus Основная статья: Полухордовые

Полухо́рдовые

(лат. Hemichordata) — тип морских донных беспозвоночных из группы вторичноротых. Мягкотелые червеобразные животные. В мире известно около 100 видов, в России — 4 вида. Первоначально полухордовые считались подтипом или близкими родственниками хордовых, с которыми их объединяет наличие хордоподобного органа (стомохорда ), представляющего собой вырост кишечника, поддерживающий хоботок, жаберных щелей и спинного нервного ствола. Однако, в отличие от хордовых, тело полухордовых чётко делится на 3 отдела: хоботок (у кишечнодышащих) или головной щит (у перистожаберных), воротник и туловище. Другие отличия от хордовых: строение сердца, нервной системы и другими особенностями внутренней организации, например помимо спинного, у полухордовых имеется также брюшной (вентральный) нервный тяж. Выделяют два класса: кишечнодышащие (лат. Enteropneusta) — 79 видов и перистожаберные (лат. Pterobranchia). Вымерший класс граптолиты является ископаемым (окаменелости по строению напоминают перистожаберных).

Сходство личинок полухордовых (торнарии) с личинками-бипиннариями иглокожих позволило считать полухордовых промежуточным звеном между иглокожими и хордовыми.

Иглокожие

Иглокожие: морские звёзды Основная статья: Иглокожие

Иглоко́жие

(лат. Echinodermata) — тип исключительно морских донных животных, большей частью свободноживущих, реже сидячих, встречающихся на любых глубинах Мирового океана. Насчитывается около 7000 современных видов (в России — 400). Наряду с хордовыми, иглокожие относятся к ветви Вторичноротых животных (Deuterostomia ). Современными представителями типа являются морские звёзды, морские ежи, офиуры (змеехвостки), голотурии (морские огурцы) и морские лилии. В состав этого типа входят также приблизительно 13 000 вымерших видов, которые процветали в морях, начиная с раннего кембрия.

Иглокожие отличаются от хордовых тремя признаками:

• вместо двусторонней (билатеральной) они обладают радиальной симметрией;
• их тела имеют кольцевидную форму (в виде колеса с трубами-ногами);
• их тела поддерживает скелет из кальцита, материала, не встречающегося у хордовых.

Несмотря на то, что тела иглокожих хорошо защищены от воздействия окружающей среды кальцинированной оболочкой (скелетом), снаружи они покрыты тонкой кожей. Ноги иглокожих окружены мышцами и выполняют функцию дыхания и питания — действуют как насосы, обеспечивая циркуляцию воды рядом с кровеносными сосудами, осуществляя газообмен и фильтрацию частиц пищи из воды. Видоизменённые ноги-перья несут и оборонительную функцию. Большинство иглокожих, например морские лилии, живут оседло (прикреплены к скалам), и немногие из них способны очень медленно перемещаться. Другие иглокожие являются мобильными и способны принимать различные формы тела, например, морские звёзды, морские ежи и морские огурцы.

Общая характеристика типа Хордовые

Сравнительная характеристика хордовых позволяет выявить общие признаки в строении, по которым их можно отличить от других групп организмов.

1. Для данного типа свойственна трехслойность, «зеркальная»  симметрия тела, вторичная полость и вторичный рот. Такая полость обеспечивает свободное расположение органов, равномерное распределение питательных элементов и ненужных веществ.

Для данных организмов характерно наличие в организме продольного скелета – хорды. Может оставаться у взрослых организмов пожизненно, либо замещается позвоночником. 

Внешний вид осевого скелета

1. Нервная система помещается на спинной стороне туловища. Имеет облик тонкостенной трубки. Внутри нервной трубки размещается отверстие, расширяющееся спереди в головной мозг. Развитие нервной трубки происходит из наружного зародышевого листка.

В головном мозге этих животных различают отделы: передний, промежуточный, средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг, последний вытягивается в спинной мозг.

Разновидности нервной системы

В некоторых случаях образование нервной трубки происходит не полностью, или она может не закрываться с одной стороны. При таком развитии возникает дефект нервной трубки, в этом случае поражается головной или спинной мозг у зародыша.

1. Пищеварительная трубка находится под осевым скелетом. Система пищеварения у данных организмов значительно усложнена. У многих представителей имеются челюсти с зубами, которые управляются жевательной мускулатурой. Наличие языка с рецепторами вкуса и осязания, слюнных и пищеварительных желез. Данная система дифференцирована на отделы.

1. В переднем участке пищевой трубки находится глотка с тонкими щелевидными отверстиями – жабрами. Этот признак утрачивается у более высокоорганизованных позвоночных, перешедших к наземному образу жизни. У особей появляются легкие, имеющие облик удлиненного мешка с ячеистой стенкой.

1. Система органов кровообращения замкнутая, представлена сосудами и сердцем (у позвоночных).

Эволюция органов кровообращения

Выделяют два больших сосуда: спинной и брюшной, разветвляющиеся в капилляры. По сосудам разносятся питательные элементы в головной и спинной мозг, ко всем органам и тканям.

История жизни

Группа оболочников из Восточного Тимора

Почти все асцидии — гермафродиты, а заметные зрелые асцидии сидячие . Гонады расположены в брюшной полости или задней брюшной полости и включают одно яичко и один яичник, каждый из которых открывается через проток в клоаку. Вообще говоря, асцидии можно разделить на виды, которые существуют как независимые животные (одиночные асцидии), и виды, которые взаимозависимы (колониальные асцидии). Различные виды асцидий могут иметь заметно разные репродуктивные стратегии, причем колониальные формы имеют смешанные способы размножения.

Одиночные асцидии выделяют много яиц из своих предсердных сифонов; внешнее оплодотворение в морской воде происходит при случайном высвобождении сперматозоидов от других особей. Оплодотворенное яйцо тратит от 12 часов до нескольких дней на развитие в свободно плавающую личинку , похожую на головастика , которой затем требуется не более 36 часов, чтобы осесть и превратиться в молодь.

Как правило, личинка обладает длинным хвостом, содержащим мышцы, полой спинной нервной трубкой и хордой , причем обе особенности четко указывают на сродство хордовых животных . Но одна группа, молгулиды-асцидии, эволюционировала бесхвостыми видами по крайней мере в четырех отдельных случаях и даже в прямом развитии. Хорда формируется на ранней стадии развития и всегда состоит из ряда ровно из 40 ячеек. Нервная трубка увеличивается в основном теле и в конечном итоге становится церебральным ганглием взрослого человека. Туника развивается рано в эмбриональном периоде жизни и расширяется, образуя плавник вдоль хвоста личинки. У личинки также есть статоциста и пигментированная чашечка над ртом, которая открывается в глотку, выстланную небольшими трещинами, открывающимися в окружающее предсердие. Рот и анус изначально находятся на противоположных концах животного, при этом рот перемещается в свое окончательное (заднее) положение только во время метаморфоза.

Личинка выбирает и оседает на подходящих поверхностях, используя рецепторы, чувствительные к свету, ориентации на силу тяжести и тактильные раздражители. Когда его передней конец соприкасается с поверхностью, сосочки (маленький, палец типа нервных выступов) секретируют в клей для крепления. Секреция адгезива вызывает необратимую метаморфозу : различные органы (например, хвост и плавники личинки) теряются, в то время как другие перестраиваются в свои взрослые положения, глотка увеличивается, а органы, называемые ампулами, вырастают из тела, чтобы навсегда прикрепить животное к субстрату. Сифоны ювенильной асцидии ориентируются таким образом, чтобы оптимизировать ток через устройство для кормления. Половой зрелости можно достичь всего за несколько недель. Поскольку личинка более развита, чем ее взрослая особь, этот тип метаморфоза называется «регрессивным метаморфозом». Эта особенность является вехой для «теории регрессивных метаморфоз или теории асцидийных личинок»; Предполагается, что настоящие хордовые произошли от половозрелых личинок.

Использует

Морской ананас ( хойя ) подается в сыром виде как сашими .

Кулинарный

В пищу употребляются различные асцидии.

Море ананаса ( Halocynthia roretzi ) выращивается в Японии ( Хойя , maboya ) и Кореи ( meongge ). Когда они подаются в сыром виде, они имеют жевательную текстуру и особый вкус, напоминающий «каучук, смоченный в аммиаке», который приписывают природному химическому веществу, известному как синтиол . Клаву из стйелы выращивают в некоторых частях Кореи, где она известна как мидедук, и ее добавляют в различные блюда из морепродуктов, такие как агуджим . Туникатный пибимпап — фирменное блюдо острова Коджаэ , недалеко от Масана.

Виды Microcosmus из Средиземного моря едят во Франции ( figue de mer , фиалка ), Италии ( limone di mare , uova di mare ) и Греции ( fouska , φούσκα ), например, в сыром виде с лимоном или в салатах с оливковым маслом , лимоном. и петрушка .

Piure ( Pyura chilensis ) используется в кухне Чили — потребляется как сырье и используются в рагу из морепродуктов , как попурри .

Pyura praeputialis известнав Австралии как cunjevoi . Когда-то он использовался в качестве источника пищи аборигенами, живущими вокруг Ботани-Бей , но теперь используется в основном для ловли наживки.

Модельные организмы для исследования

Ряд факторов делает морских сквиртов хорошими моделями для изучения фундаментальных процессов развития хордовых , таких как определение клеточной судьбы. Эмбриональное развитие морских асцидий является простым, быстрым и легко манипулировать. Поскольку каждый эмбрион содержит относительно немного клеток, сложные процессы можно изучать на клеточном уровне, оставаясь в контексте всего эмбриона. Яйца некоторых видов содержат мало желтка и поэтому прозрачны, что делает их прозрачными, идеальными для флуоресцентной визуализации, а белки материнского происхождения естественным образом связаны с пигментом (только у некоторых видов), поэтому клеточные линии легко маркируются, что позволяет ученым визуализировать эмбриогенез. от начала до конца.

Морские брызги также ценны из-за их уникального эволюционного положения: как приближение к хордовым предкам, они могут дать представление о связи между хордовыми и нехордовыми вторичными костями предков , а также об эволюции позвоночных от простых хордовых. Секвенированные геномы родственных морских сквиртов Ciona Кишечник и Ciona savignyi малы, и ими легко манипулировать; сравнение с геномами других организмов, таких как мухи , нематоды , иглобрюх и млекопитающие, дает ценную информацию об эволюции хордовых. Коллекция из более чем 480 000 кДНК была секвенирована и доступна для поддержки дальнейшего анализа экспрессии генов , который, как ожидается, предоставит информацию о сложных процессах развития и регуляции генов у позвоночных. Экспрессии генов у эмбрионов асцидиев могут быть легко ингибируются с помощью морфолино олигонуклеотидов.

Общая характеристика типа Хордовые

Тип Хордовые

Низшие хордовые. Подтип Бесчерепные

ТИП ХОРДОВЫЕ. НИЗШИЕ ХОРДОВЫЕ

Общая характеристика типа Хордовые

Тип Хордовые объединяет животных разнообразных по внешнему виду и образу жизни. Хордовые распространены по всему миру, освоили разнообразные среды обитания. Однако все представители типа обладают следующими общими чертами организации:

1. Хордовые двустороннесимметричные, вторичноротые, многоклеточные животные.

2. У хордовых в течение всей жизни или на одной из фаз развития есть хорда. Хорда – это упругий стержень, располагающийся на спинной стороне тела и выполняющий опорную функцию.

3. Над хордой располагается нервная система в виде полой трубки. У высших хордовых нервная трубка дифференцирована на спинной и головной мозг.

4. Под хордой располагается пищеварительная трубка. Пищеварительная трубка начинается ртом и заканчивается анусом, или пищеварительная система открывается в клоаку. Глотка пронизана жаберными щелями, которые у первичноводных сохраняются всю жизнь, а у наземных закладываются только на ранних стадиях эмбрионального развития.

5. Под пищеварительной системой лежит сердце. Кровеносная система у хордовых замкнутая.

6. Хордовые имеют вторичную полость тела.

7. Хордовые это сегментированные животные. Расположение органов метамерное, т.е. основные системы органов расположены в каждом сегменте. У высших хордовых метамерия проявляется в строении позвоночного столба, в мускулатуре брюшной стенке тела.

8. Органы выделения у хордовых разнообразны.

9. Хордовые раздельнополы. Оплодотворение и развитие разнообразны.

10. Хордовые произошли через ряд промежуточных неизвестных биологии форм от самых первых целомических животных.

Тип Хордовые делится на три подтипа:

1. Подтип Бесчерепные. Это 30-35 видов мелких морских Хордовых, по форме напоминающих рыбок, но не имеющих конечностей. Хорда у Бесчерепных сохраняется в течение всей жизни. Нервная система в виде полой трубки. В глотке есть жаберные щели для дыхания. Представители – Ланцетники.

2. Подтип Личиночнохордовые, или Оболочники. Это 1500 видов морских сидячих малоподвижных животных, обитающих в тропическом и субтропическом регионах. Их тело в виде мешка (размеры тела у одной особи в колонии — не более 1 мм, а одиночные могут достигать 60 см), на теле два сифона – ротовой и клоакальный. Личиночнохордовые — фильтраторы воды. Тело покрыто толстой оболочкой – туникой (отсюда и название подтипа – Оболочники). Во взрослом состоянии у Оболочников отсутствует хорда и нервная трубка. Однако личинка, которая активно плавает и служит для расселения, имеет типичное для Хордовых строение и похожа на Ланцетника (отсюда второе название – Личиночнохордовые). Представитель — Асцидия.

3. Подтип Позвоночные, или Черепные. Это наиболее высокоорганизованные хордовые. Питание у позвоночных активное: пища разыскивается и преследуется.

Хорда замещается позвоночным столбом. Нервная трубка дифференцирована на спинной и головной мозг. Развит череп, который защищает головной мозг. Череп несет челюсти с зубами для захвата и измельчения пищи. Появляются парные конечности и их пояса. У черепных гораздо более высокий уровень метаболизма, сложная популяционная организация, разнообразное поведение и ярко выражена индивидуальность особей.

Подтипы Бесчерепные и Личиночнохордовые называют низшими Хордовыми, а подтип Позвоночные – это высшие Хордовые животные.

Экология

Морская струйка ( Polycarpa aurata ), используемая в качестве субстрата для спирали яйца голожаберного ( Nembrotha lineolata )

Исключительная фильтрующая способность взрослых морских брызг заставляет их накапливать загрязняющие вещества, которые могут быть токсичными для эмбрионов и личинок, а также препятствовать функционированию ферментов во взрослых тканях. Это свойство сделало некоторые виды чувствительными индикаторами загрязнения.

За последние несколько сотен лет в большинство мировых гаваней вторглись неместные морские сквирты, цеплявшиеся за корпуса судов или за интродуцированные организмы, такие как устрицы и водоросли . Несколько факторов, включая быстрое достижение половой зрелости, терпимость к широкому спектру сред и отсутствие хищников , позволяют популяциям морских брызг быстро расти. Нежелательные популяции в доках , корпусах судов и выращиваемых моллюсках вызывают серьезные экономические проблемы, а вторжения морских брызг нарушили экосистему нескольких естественных суб-приливных районов, задушив местные виды животных.

Морские брызги являются естественной добычей многих животных, включая голожаберников , плоских червей , моллюсков , каменных крабов , морских звезд , рыб, птиц и каланов . Их также едят люди во многих частях мира, включая Японию , Корею , Чили и Европу (где они продаются под названием «морская фиалка»). В качестве химической защиты многие морские брызги потребляют и поддерживают чрезвычайно высокую концентрацию ванадия в крови, имеют очень низкий pH оболочки из-за кислоты в легко разрушаемых клетках мочевого пузыря и (или) производят вторичные метаболиты, вредные для хищников и захватчиков. Некоторые из этих метаболитов токсичны для клеток и могут быть использованы в фармацевтике .

Образ жизни.

Спустя некоторое время личинка прикрепляется к субстрату хвостом частью вверх.

Асцидии всю свою жизнь проводят, сидя на облюбованном участке морского дна. Как положено типичным фильтраторам, они питаются процеженными из воды органическими частицами и планктонными организмами. Некоторые виды асцидий пропускают через свои фильтры свыше 170 литров воды за сутки. Вводной сифон животного всасывает богатую пищей морскую воду, а расположенный в глотке венчик покрытых слизью щупалец вылавливает из нее пищевые частицы. Вместе со слизью пища переносится в желудок, а процеженная вода поступает в жаберные щели, где происходит дыхательный газообмен и поглощение растворенного в воде кислорода. Отработанная вода выталкивается наружу через выводной сифон, куда также открывается анальное отверстие кишки. Отходы удаляются прочь с током выталкиваемой воды. Колониальные асцидии нередко пользуются одним на всех выводным сифоном. Одиночные асцидии живут около года, а колониальные доживают до 2 лет. Грязной воды они не боятся, но разливы нефти или других химикатов обрекают этих животных на неминуемую гибель.

В ходе метаморфоза во взрослую особь у личинки исчезает хвост вместе с проходящей по нему хордой.