Губки

Губки (лат. Porifera) — это тип преимущественно морских, реже пресноводных, многоклеточных животных, ведущих прикреплённый образ жизни. Отличительной особенностью губок является отсутствие настоящих тканей и органов, а также наличие специализированных клеток — хоаноцитов, создающих ток воды через тело. Губки являются одними из наиболее примитивных и древних представителей животного мира, известных с докембрийского периода.

Строение и физиология

Клеточное строение

Тело губок образовано двумя слоями клеток, между которыми находится студенистое вещество — мезоглея. Внешний слой (пинакодерма) состоит из плоских клеток — пинакоцитов, выполняющих покровную и защитную функции. Внутренний слой (хоанодерма) выстлан жгутиковыми клетками — хоаноцитами, которые создают ток воды и захватывают пищевые частицы. В мезоглее располагаются различные типы клеток: склероциты (образуют скелетные элементы), археоциты (амёбоидные клетки, участвующие в пищеварении и регенерации), колленциты (вырабатывают коллаген) и другие.

Скелет

Скелет губок может быть минеральным, органическим или смешанным. Минеральный скелет состоит из микроскопических игл — спикул, образованных карбонатом кальция (известковые губки) или диоксидом кремния (стеклянные губки). Органический скелет представлен белком спонгином, который образует сеть волокон. У некоторых видов (например, туалетных губок) скелет полностью состоит из спонгина, что придаёт им эластичность.

Водоносная система

Губки являются фильтраторами. Вода поступает через многочисленные поры (остии) в теле, проходит через систему каналов и полостей, где происходит фильтрация и поглощение пищи, и выводится через одно или несколько крупных отверстий — устьев (оскулюмов). По сложности организации водоносной системы выделяют три типа строения:

• Аскон — простейший тип, где хоаноциты выстилают центральную полость (парагастральную).
• Сикон — стенка тела утолщена, образует карманы, выстланные хоаноцитами.
• Лейкон — наиболее сложный тип, с разветвлённой системой камер, выстланных хоаноцитами. Большинство губок относятся к лейконоидному типу.

Питание и дыхание

Губки питаются путём фильтрации. Хоаноциты создают ток воды, из которой захватываются бактерии, одноклеточные водоросли, детрит и растворённые органические вещества. Пищевые частицы фагоцитируются хоаноцитами или археоцитами, после чего перевариваются внутриклеточно. Дыхание и выделение продуктов обмена происходят через поверхность клеток путём диффузии.

Классификация

Традиционно тип Губки делится на три класса, основанных на составе скелета:

1. Известковые губки (Calcarea) — обладают скелетом из карбоната кальция. Спикулы имеют трёх-, четырёх- или одноосную форму. Обитают преимущественно в мелководных морях. Размеры обычно не превышают 10 см.
2. Стеклянные губки (Hexactinellida) — скелет из кремнезёма, спикулы шестилучевые. Отличаются синтезом клеток в синцитий (многоядерную структуру). Обитают на больших глубинах (до 9000 м). Известны своим изящным ажурным скелетом, например, «корзинка Венеры».
3. Обыкновенные губки (Demospongiae) — наиболее многочисленный класс (около 80 % всех видов). Скелет может быть кремниевым (с примесью спонгина), чисто спонгиновым или отсутствовать. Включает как морские, так и пресноводные формы (например, бадягу).

Размножение и развитие

Бесполое размножение

Осуществляется путём почкования, фрагментации или образования геммул. Геммулы — это внутренние почки, состоящие из скопления археоцитов, окружённых защитной оболочкой. Они характерны для пресноводных губок и позволяют переживать неблагоприятные условия (высыхание, замерзание).

Половое размножение

Большинство губок — гермафродиты, хотя встречаются и раздельнополые виды. Сперматозоиды выбрасываются в воду и проникают в тело другой губки с током воды, где оплодотворяют яйцеклетки. Из оплодотворённой яйцеклетки развивается личинка (амфибластула или паренхимула), которая выходит в воду, плавает некоторое время, затем оседает на дно и прикрепляется, превращаясь во взрослую губку. Губки обладают высокой способностью к регенерации: из фрагмента тела или даже из отдельных клеток может восстановиться целый организм.

Экология и распространение

Губки обитают во всех океанах и морях, от приливно-отливной зоны до абиссальных глубин. Пресноводные виды встречаются в реках, озёрах и прудах. Ведут прикреплённый образ жизни, прирастая к камням, ракушкам, водорослям или искусственным субстратам. Губки являются важным компонентом бентосных сообществ, создавая среду обитания для многих мелких беспозвоночных. Многие виды губок вступают в симбиотические отношения с микроорганизмами (бактериями, археями, водорослями), которые могут составлять до 40 % биомассы губки. Эти симбионты участвуют в метаболизме губки, в том числе в синтезе токсичных соединений, защищающих губку от хищников.

Значение для человека

Историческое использование

Скелет некоторых видов обыкновенных губок (род Spongia), состоящий из эластичного спонгина, с древности использовался в качестве туалетной губки. Промысел морских губок существовал в Средиземноморье, Карибском бассейне и у берегов Флориды. С развитием синтетических материалов промысел сократился, но натуральные губки всё ещё ценятся в косметологии и для некоторых художественных работ.

Биомедицинское значение

В XX—XXI веках губки стали объектом интенсивного изучения в биохимии и фармакологии. Из них выделены тысячи биологически активных соединений, обладающих противоопухолевой, противовирусной, антибактериальной и противовоспалительной активностью. Например, нуклеозиды, выделенные из карибской губки Cryptotethya crypta, послужили прототипом для создания синтетических противовирусных препаратов (ацикловир, зидовудин).

Экологическая роль

Губки играют ключевую роль в круговороте веществ в морских экосистемах. Они фильтруют огромные объёмы воды (до 20 000 литров на килограмм массы в сутки), удаляя из неё бактерии и растворённую органику. В коралловых рифах губки связывают углерод и азот, участвуя в процессах биоэрозии (разрушения карбонатных субстратов).

Интересные факты

• Губки являются одними из самых долгоживущих животных. Продолжительность жизни некоторых глубоководных видов (например, стеклянных губок) может превышать 10 000 лет.
• Несмотря на примитивность, губки обладают способностью к простейшей форме электрической сигнализации, хотя нервной системы у них нет.
• В пресных водоёмах России распространена обыкновенная губка бадяга (Spongilla lacustris), которая традиционно используется в народной медицине как средство, вызывающее местное раздражение кожи (при ушибах, радикулите).
• В 2015 году на дне Северного Ледовитого океана была обнаружена губка Monorhaphis chuni с кремниевым скелетом длиной более 2 метров — самая крупная из известных стеклянных губок.

Источники

• Зоология беспозвоночных. Том 1. Под ред. В. В. Малахова. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2019.
• Иванова-Казас О. М. Сравнительная эмбриология беспозвоночных животных. — М.: Наука, 1975.
• Рупперт Э. Э., Фокс Р. С., Барнс Р. Д. Зоология беспозвоночных. Том 1. — М.: Академия, 2008.
• Hooper J. N. A., Van Soest R. W. M. Systema Porifera: A Guide to the Classification of Sponges. — Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002.
• Беляев Г. М. Биология глубоководных организмов. — М.: Наука, 1989.