Медуза: строение, жизненный цикл и виды¶

Медуза — это стадия жизненного цикла стрекающих (Cnidaria), характеризующаяся свободноплавающим образом жизни, зонтиковидной формой тела и наличием щупалец со стрекательными клетками (книдоцитами). В отличие от полипа, который прикреплён к субстрату, медуза активно перемещается в толще воды за счёт реактивного движения, создаваемого сокращениями мускулатуры зонтика. В биологической систематике термин «медуза» не является таксономической категорией, а описывает морфо-экологическую форму, встречающуюся у представителей классов Сцифоидные (Scyphozoa), Гидроидные (Hydrozoa) и Кубомедузы (Cubozoa).

¶Строение и физиология

Тело медузы на 95–98 % состоит из воды и имеет радиальную симметрию. Основной структурный элемент — студенистое вещество мезоглея, расположенное между двумя слоями эпителия: наружным (эктодермой) и внутренним (энтодермой). По форме тело напоминает колокол или зонтик, нижняя сторона которого называется субумбреллой, а верхняя — эксумбреллой.

По краю зонтика располагаются щупальца, несущие стрекательные клетки — книдоциты. Внутри каждой такой клетки находится капсула (нематоциста) со свёрнутой спиралью нитью. При механическом или химическом раздражении нить выбрасывается наружу, вонзаясь в тело жертвы и впрыскивая токсин. Книдоциты используются как для обороны, так и для захвата добычи.

В центре нижней стороны зонтика находится рот, окружённый ротовыми лопастями. Рот ведёт в гастроваскулярную полость, где происходит переваривание пищи. У сцифоидных медуз эта полость разделена на четыре кармана радиальными перегородками. Непереваренные остатки выводятся через рот, так как сквозной кишечной трубки у медуз нет.

Нервная система представлена диффузным сплетением, однако у края зонтика она концентрируется в два кольца — наружное и внутреннее. У большинства видов имеются органы чувств — ропалии, содержащие статоцисты (для ориентации в пространстве) и глазки — светочувствительные ямки или более сложные глаза у кубомедуз.

Движение медузы осуществляется за счёт сокращения кольцевых мышечных волокон, расположенных по краю зонтика. При сокращении вода выбрасывается из-под колокола, создавая реактивную тягу. Такой способ передвижения энергозатратен, поэтому многие крупные медузы значительную часть времени дрейфуют по течению.

¶Жизненный цикл

Жизненный цикл большинства медуз включает чередование двух морфологических стадий: полипа и медузы. В типичном случае (метагенез) оплодотворённая яйцеклетка развивается в свободноплавающую личинку — планулу. Планула оседает на дно и прикрепляется к субстрату, превращаясь в полип (сцифостому у сцифоидных). Полип растёт и размножается бесполым путём — почкованием, образуя колонии.

При наступлении благоприятных условий (повышение температуры воды, изменение солёности) полип подвергается поперечному делению — стробиляции. В результате от полипа отделяются молодые медузы — эфиры, которые затем растут и превращаются во взрослые формы — медузы. Взрослые медузы размножаются половым путём: самцы выбрасывают сперму в воду, самки — яйцеклетки, оплодотворение происходит либо в воде, либо в теле самки.

У некоторых гидроидных медуз стадия полипа может быть редуцирована, а у ряда глубоководных видов полип вообще отсутствует. Кубомедузы также проходят стадию полипа, но их полипы не образуют колоний и превращаются в медуз целиком, без стробиляции. Существуют виды, у которых жизненный цикл протекает без стадии медузы (например, пресноводная гидра), однако у подавляющего большинства стрекающих наблюдается именно метагенез.

¶Классификация и разнообразие

Наиболее известными являются представители класса Сцифоидные (Scyphozoa), к которому относятся крупные морские медузы. Среди них выделяют отряд Coronatae (корономедузы), обитающие в основном в глубоких водах, и отряд Semaeostomeae, включающий широко распространённые виды, такие как ушастая аурелия (Aurelia aurita) и волосистая цианея (Cyanea capillata). Отряд Rhizostomeae объединяет медуз без центрального рта — пища попадает в них через многочисленные мелкие поры на ротовых лопастях; к ним относится съедобная ропилема (Rhopilema esculenta).

Класс Гидроидные (Hydrozoa) включает как полипы, так и медуз, причём у многих видов медузы мелкие (несколько миллиметров) и прозрачные. Наиболее известна пресноводная медуза краспедакуста (Craspedacusta sowerbii), которая встречается в том числе в водоёмах России.

Класс Кубомедузы (Cubozoa) отличается кубической формой зонтика и наличием четырёх групп глаз, часть которых способна формировать изображение. К этому классу относятся одни из самых ядовитых существ на планете — морская оса (Chironex fleckeri) и ируканджи (Carukia barnesi). Их токсин поражает нервную систему и сердечную мышцу, что может привести к смерти человека в течение нескольких минут.

¶Распространение и экология

Медузы встречаются во всех океанах и морях, от поверхности до глубины нескольких тысяч метров. Они населяют как тропические, так и полярные воды. В российских морях обычны аурелия ушастая (Чёрное, Балтийское, Белое моря), корнерот (Rhizostoma pulmo) в Чёрном и Азовском морях, а также цианея в северных морях.

Медузы играют важную роль в морских экосистемах как хищники, потребляющие зоопланктон, мелкую рыбу и икру. В свою очередь, они служат пищей для некоторых видов рыб (например, луны-рыбы), морских черепах и морских птиц. Некоторые рыбы, такие как молодь ставриды, укрываются среди щупалец крупных медуз, не подвергаясь воздействию стрекательных клеток.

В последние десятилетия отмечается рост численности медуз в ряде регионов Мирового океана. Это связывают с эвтрофикацией водоёмов, переловом рыбы (снижением конкуренции) и повышением температуры воды вследствие изменения климата. Массовые скопления медуз наносят ущерб рыболовству, забивая сети, и туризму, делая пляжи непригодными для купания.

¶Взаимодействие с человеком

Ожоги медуз представляют серьёзную медицинскую проблему в тропических и субтропических регионах. Ежегодно регистрируются тысячи случаев поражений, а от контакта с кубомедузами в Австралии и Юго-Восточной Азии погибают десятки людей. В российских водах серьёзную опасность представляет крестовичок (Gonionemus vertens), обитающий в Японском море; его токсин может вызывать паралич диафрагмы.

Первая помощь при ожоге медузы включает промывание поражённого места морской водой (не пресной, которая активирует нематоцисты), удаление остатков щупалец пинцетом и обработку уксусом или раствором пищевой соды. При системных реакциях необходима срочная госпитализация.

Некоторые виды медуз промысловые. В странах Восточной Азии, особенно в Китае и Японии, медуз (ропилему, аурелию) солят, сушат и используют в пищу как деликатес. Годовой вылов съедобных медуз в мире превышает 500 тысяч тонн.

Медузы также используются в биомедицинских исследованиях. Зелёный флуоресцентный белок (GFP), впервые выделенный из медузы Aequorea victoria, стал одним из важнейших инструментов молекулярной биологии. За открытие и разработку методов использования GFP в 2008 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Коллаген медуз рассматривается как потенциальное сырьё для создания биосовместимых материалов в регенеративной медицине.