ctenoforer | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||
videnskabelig klassifikation | ||||||||||||
Domæne:eukaryoterKongerige:DyrUnderrige:EumetazoiType:ctenoforer | ||||||||||||
Internationalt videnskabeligt navn | ||||||||||||
Ctenophora Eschscholtz , 1829 | ||||||||||||
Klasser | ||||||||||||
|
||||||||||||
|
Ctenophora ( lat. Ctenophora , fra græsk κτείς - kam, kam og græsk φέρω - jeg bærer) - en udbredt type havdyr . Et karakteristisk træk ved ctenophores er "kammene" af ciliaused , når de svømmer. Ctenophorer er de største blandt dyr, der bevæger sig ved hjælp af cilia: deres størrelser varierer fra et par millimeter til halvanden meter. Ligesom cnidarians består deres kroppe af en gelélignende masse beklædt med et lag celler på ydersiden og et andet på indersiden; mens epitellagene er to celler tykke, og ikke én, som i cnidarians. En anden lighed mellem disse to typer dyr er tilstedeværelsen af et decentraliseret nervesystem . Tidligere blev begge grupper kombineret som en del af coelenterates -typen (i rangen af klasser ) [1] , men efterfølgende blev de ophøjet i rang til selvstændige typer [2] .
Næsten alle ctenophorer er rovdyr. Deres kost omfatter en række vanddyr lige fra mikroskopiske larver og hjuldyr til små voksne krebsdyr . Undtagelserne er ungdyrene af de to arter, som er tilpasset til at parasitere salpider . Under gunstige forhold kan en kamgelé spise ti gange sin egen vægt om dagen. Kun 100-150 arter er officielt kendt, omkring 25 flere er ikke blevet beskrevet eller navngivet. De mest almindelige repræsentanter for ctenophores er cidippian , ejere af en ægformet krop og tilbagetrækkelige tentakler omgivet af tentillas med klæbrige celler - colloblaster . Udseendet og livsstilen for ctenophores er varieret: denne type omfatter både flade dybhavsplatyktenider , hvor voksne mangler "kamme", og lavvandede Beroe , blottet for fangarme og lever af andre ctenophores. En sådan dimorfisme gør det muligt for flere arter effektivt at sameksistere på én gang, da deres økologiske nicher ikke overlapper på grund af forskellige typer jagt.
De fleste arter er hermafroditter , desuden er der både samtidige (producerende æg og sædceller ) og sekventielle (producerer forskellige kønsceller på forskellige tidspunkter) i deres hermafroditisme af form. Befrugtning er som regel ekstern, selvom intern befrugtning og levende fødsel er karakteristiske for platyctenider . Larverne er generelt planktoniske , ligner de små cidippider i udseende , men under ontogeni ændres deres struktur, indtil de ligner de voksne former. Hos mindst nogle få arter er larverne i stand til neoteny . Dette, kombineret med hermafroditisme, gør det muligt for befolkningerne at vokse hurtigt i antal.
På trods af den bløde krop er de ældste ctenophorer blevet bevaret i fossiloptegnelsen ; de ældste aftryk går tilbage til det tidlige kambrium (ca. 525 millioner år siden). Placeringen af ctenophores på det fylogenetiske træ har længe været genstand for kontroverser; ifølge de seneste data, baseret på resultaterne af molekylær fylogenetik , er ctenophorer en søster taxon til alle andre dyr. Det er almindeligt accepteret, at den sidste fælles forfader til alle moderne ctenophorer lignede den cidippiske, og at alle moderne former opstod allerede efter Kridt-Paleogen-udryddelsen , det vil sige relativt nylig.
Kropsstørrelsen af ctenophorer varierer fra et par millimeter til 30 cm eller mere. Således når det båndformede venusbælte ( Cestum veneris ) en længde på 1,5 m [3] . Den generelle plan for kropsstrukturen af ctenophorer kan repræsenteres som følger. Kroppen af ctenophore har to modsatte poler: oral, hvor munden er placeret , og aboral, hvorpå der er et specielt aboralt organ , der ligner nerveganglion . Organerne i ctenophorens krop ligger radialt i forhold til den oral-aborale akse. Fra den ene pol til den anden strækker sig 8 langsgående rækker af ret lange cilia (op til 2 mm) på overfladen af ctenophoren, som tillader ctenophorerne at bevæge sig med en hastighed på op til 50 mm/s. Fimrehårene er arrangeret i kompakte lamelgrupper - roplader eller ctenae , som hver omfatter flere tusinde cilia. 8 rækker cten starter fra den aborale pol og strækker sig til den orale, ikke når mundåbningen. Ctenae udfører robevægelser, hvis effektive slag er rettet mod den aborale stang, så ctenophorer svømmer munden først. Lysdiffraktion forekommer i arbejdende roplader , hvilket forårsager en regnbueeffekt. Cilia kan danne nogle andre specialiserede organer, for eksempel pacemakere, der sætter frekvensen af pladernes slag, eller ejendommelige "tænder" (makrocilier) i Beroe [4] .
På den aborale halvdel af kroppen er der to lange tentakler , en på hver side. De stammer fra dybe lommer foret med cilierede epitel- fangarmskeder . Hver tentakel er udstyret med en lateral række af tynde trådformede udvækster - tentilla . Tentaklerne er i stand til at strække sig kraftigt og trække sig sammen [4] .
Symmetrien af ctenophorernes krop er meget ejendommelig og er to-strålet, det vil sige, at to imaginære indbyrdes vinkelrette planer kan trækkes gennem kroppen af ctenophores, som hver vil dele den i to identiske halvdele (to symmetriplaner ). Det første sådan plan, fangarmen (tentakel), løber langs den orale-aborale akse gennem begge tentakelskeder. Det andet, pharyngeal (pharyngeal) plan, løber langs den oral-aborale akse vinkelret på tentaklen [4] .
Nogle repræsentanter har betydelige forskelle fra den typiske plan for strukturen af kroppen af ctenophores beskrevet ovenfor. Så repræsentanter for ordenen Platyctenida har en fladtrykt krop, der ligner fladorme eller nøgenbranch bløddyr , blottet for rækker [5] . I former fra ordenen Beroida er kroppen blottet for tentakler [6] .
En betydelig del af kropsvolumen af ctenophores er optaget af mesogley , som har en understøttende funktion. Mesoglea er en elastisk gel, der er 99 % vand [7] og indeholder en række forskellige celler og kollagen . Munden fører til et fordøjelsessystem kaldet celenteron . Det begynder med en stor, fladtrykt i ét plan svælg (pharynx), som munder ud i en kort kanal, der giver anledning til yderligere kanaler, der leverer næringsstoffer til rækker, tentakelskeder og andre indre organer [4] . Muskel- og nerveceller er placeret både i mesoglea og i epidermis [8] .
KropsvægCtenophorernes kropsvæg samt svælgets og tentakelskedernes væg er dannet af epidermis, som er underlagt mesoglea og dækket af et beskyttende lag af slim . Epidermis af ctenophores fremstår som et tolags epitel med en basal lamina . Det ydre lag er dannet af ciliære celler, og deres apikale ende bærer ikke én, men mange cilia; interstitielle (mellemliggende) celler, der fungerer som stamceller ; sekretoriske (kirtelceller) der udskiller slim; følsomme celler af flere typer og specielle celler, der er unikke for ctenophores - collocytes eller colloblasts . Kun følsomme og kirtelceller er fordelt over hele kroppens overflade, andre celler er kun begrænset til visse organer (roplader, fangarme, tentakelskeder). Det indre lag af epitelet er dannet af myoepitelceller og nerveceller, der danner nervenetværket (neural plexus). Mesogleaen indeholder en række forskellige celler: myocytter, nerveceller, pigmentceller og amøboide celler, der danner den ekstracellulære matrix , grundlaget for mesogleaen [8] .
I epidermis af tentilla og tentakler er der talrige specialiserede celler - collocytter, som udskiller et klæbrigt stof og klæber til byttet. Kollocytter, ligesom cnidarians, dannes i epidermis under differentieringen af interstitielle celler. En moden kollocyt består af en hævet apikal hætte, som bærer adskillige klæbende vesikler , og en smallere stilk, der forankrer kollocytten i epidermis, muskellaget eller mesoglea. En speciel tråd er spiralviklet omkring "benet", hvilket tilsyneladende slukker den mekaniske belastning på kollocytten. Det er sandsynligt, at hver kollocyt kun bruges én gang og derefter erstattes med en ny [9] .
Ctenophorer har ikke deres egne stikkende celler , men Haeckelia rubra , som har fangarme uden tentilla og colloblaster, kan indsætte stikkende celler fra spiste hydrozoaner i sine tentakler [7] .
MuskelsystemMuskelelementer er placeret i epidermis og mesoglea. I epidermis kan muskler repræsenteres af langsgående og/eller ringformede bundter, afhængigt af ctenophore-arten. Med den gode udvikling af begge typer bundter dannes et muskelnetværk. De muskulære elementer i mesoglea er repræsenteret af langsgående, tværgående eller radiale myocytter. På grund af arbejdet i musklerne i epidermis og mesoglea kan forskellige ctenophorer åbne og lukke munden, ændre svælgets volumen, trække det aborale organ og roplader tilbage [10] .
Langt de fleste ctenophorer har kun glatte muskelelementer . Tværstribede muskler findes kun i ctenophoren Euplokamis dunlapae og er involveret i at afvikle tentillaen, der er nødvendig for at fange bytte. De epitel-muskulære celler, der er karakteristiske for cnidarians, er fraværende i ctenophorer . Interessant nok er myocytter placeret i mesoglea omgivet af en basal lamina, som kan tale til fordel for deres epitheliale oprindelse [11] .
De glatte muskler hos ctenophorer adskiller sig fra de glatte muskler hos bilateralt symmetriske dyr . Hos ctenophorer er actin - mikrofilamenter kun knyttet til muskelcellemembranen , mens de i bilaterier, såsom fladorme og bløddyr, kan binde sig til nogle proteiner (for eksempel α-actinin) direkte i cytoplasmaet [11] .
NervesystemetNervesystemet af ctenophores er repræsenteret af et epidermalt nervenetværk, der danner klynger af neuroner i området af komplekse strukturer og organer (rækkerækker, svælg, tentakler, aboralt organ). Neuroner findes også i mesoglea, hvor de innerverer muskelelementer. Det vigtigste nervecenter er det aborale organ, selvom der er en nervering omkring munden. Det aborale (apikale) organ er faktisk en hjerne af den enkleste struktur, som er en kombination af receptor- og effektorelementer. Det aborale organ har en statocyst placeret helt for enden af den aborale kanal i fordøjelsessystemet. Dens gennemsigtige kuppel er dannet af lange, ubevægelige, buede cilia. Under kuplen er en kugle sammensat af celler med lysbrydende granulat. Fra bunden af statolitten strækker sig 4 rækker af en flok mobile cilia (balancer), placeret i lige stor afstand fra hinanden. Hver balancer styrer aktiviteten af cilia i to tilstødende rækker, det vil sige cilia i en kvadrant. En ciliær rille afgår fra balancerne mod den orale pol, som hver er yderligere opdelt i to grene, forbundet med to tilstødende rækker af rækker. Slagfrekvensen af cilia i en kvadrant bestemmes af slagfrekvensen af den tilsvarende balancestang. I bunden af statocysten er der en lille fordybning beklædt med sensorisk epitel. Uden for statocysten er den repræsenteret af to smalle ciliære striber - polære felter, som er aflange i pharyngealplanet og divergerer fra statocysten i modsatte retninger. Ciliærcellerne i de polære felter skaber en strøm af vand mod statocysten, andre celler udfører højst sandsynligt sensoriske funktioner. I nogle ctenophorer, for eksempel Beroe , er fingerformede forgrenede papiller arrangeret i en række langs kanten af polarfelterne. Det aborale organ fungerer højst sandsynligt også som et foto- , baro- og kemoreceptororgan [12] .
I øjeblikket er mange videnskabsmænd tilbøjelige til versionen af den uafhængige oprindelse af nervesystemet af ctenophores, således kan nervesystemet (neuroner, synapser , synaptisk transmission) af ctenophores og alle andre dyr betragtes som et resultat af konvergent evolution . De fleste af de kanoniske lavmolekylære neurotransmittere fra andre dyr, nemlig acetylcholin , serotonin , dopamin , noradrenalin , octopamin , histamin , glycin , er ikke involveret i arbejdet i nervesystemet hos mange ctenophorer . Imidlertid er acetylcholin og adrenalin blevet identificeret i nogle ctenophorer , og i dem er disse neurotransmittere involveret i bioluminescens . Signaltransduktion i ctenophore neuroner udføres primært gennem sekretoriske peptider ; dette understøttes af deres multiple G-protein-koblede receptorer ( GPCR'er ) . De beskrevne ctenophore neuropeptider viser ingen homologi med Metazoa neuropeptider . Ctenophore neuropeptider aktiverer gatede ionkanaler , såsom dem fra DEG/ENaC-familien. Mange gener , der styrer udviklingen og skæbnen af neuroner i bilateralt symmetriske dyr, er fraværende i ctenophorer. De mangler ortologer af gener, der koder for mange af de vigtige Metazoan synaptiske transmissionsproteiner, men de har specifikke præsynaptiske proteiner. Ctenophores har en række inexiner , der danner gap junctions . Der er en hypotese om, at ctenophores mistede disse gener og lavmolekylære neurotransmittere og derefter erhvervede deres egne signaltransduktionsmekanismer, men dette stemmer dårligt overens med ctenophorers aktive livsstil (aktive dyr behøver ikke at miste et meget effektivt signaltransduktionssystem mellem neuroner iboende i andre dyr) [13] [14] .
Samtidig viste sekventering af genomerne fra ctenophorerne Mnemiopsis leidyi og Pleurobrachia bachei , at de har adskillige ionotrope glutamatreceptorer , som adskiller sig væsentligt fra de velundersøgte hvirveldyr ionotrope glutamatreceptorer , NMPA- og kainat -receptorer ). Nogle af dem indeholder en saltbro mellem arginin- og glutamatrester og er i stand til at binde sig til glycin, hvilket fører til deres aktivering. Det er blevet foreslået, at glutamatreceptorer i ctenophorer og NMDA-receptorer har en fælles oprindelse, så det er muligt, at glutamat og glycin kan fungere som neurotransmittere i ctenophorer [15] .
FordøjelsessystemFordøjelsessystemet af kamme (celenteron) er repræsenteret af flere afdelinger og kanaler, hvorigennem næringsstoffer transporteres gennem hele kroppen. I et typisk tilfælde fører munden ind i et lateralt komprimeret svælg, hvorfra en kort aboral kanal begynder. Den indledende del af aboralkanalen kaldes nogle gange maven. Direkte under aboralorganet deler aboralkanalen sig i 4 korte analkanaler, der omslutter aboralorganet. To analkanaler, placeret over for hinanden, åbner sig udad med små analporer. Kanaler, der stammer fra maven, går til resten af organerne. Blandt dem er to svælgkanaler, der løber langs de flade overflader af svælget; to tentakelkanaler, der forsyner to tentakelskeder; otte meridionale kanaler, der løber under hver af de otte rækker; hver roplade er forsynet med en sidekanal. Meridionalkanalerne kan ende blindt, eller de kan strømme ind i den periorale ringformede kanal. Hos forskellige arter af ctenophorer kan placeringen af kanalerne afvige fra det generelle skema beskrevet ovenfor [16] .
Celenteron er foret med et særligt epitel ( gastrodermis ). Ciliære celler findes overalt i gastrodermis, men de er mest talrige ved krydset mellem svælget og den aborale kanal. Kirtelceller er fordelt i hele gastrodermis. I mundområdet er der udover ciliære celler veludviklede muskelfibre [17] .
Alle kanaler i fordøjelsessystemet (med undtagelse af det aborale) er tæt på kroppens overflade eller det leverede organ. Fra siden af organet er gastrodermis dannet af højtvakuolerede nærende celler, som er spækket med kønsceller og fotocytter, der giver bioluminescens. På den modsatte side af kanalen er gastrodermis dannet af pladeepitel, der er gennemboret af porer, hver pore er omgivet af to cilierede kronblade, hver dannet af seks celler. Cilierne i den nedre krone vender mod kanalens lumen, og den øvre krone vender mod mesoglea. Denne formation blev kaldt ciliær roset [17] .
Når byttet sluges af ctenophoren, fordøjes det: svælgets muskler trækker sig sammen, og fordøjelsesenzymer frigives til dets lumen . I svælget bliver maden til en fin suspension, som let overføres til maven af væskekanalen skabt af de ciliære langsgående kamme i svælget. Ufordøjelige fødevarefragmenter (såsom exoskeletter fra krebsdyr ) udstødes gennem munden, kun nogle udstødes gennem analporerne. Fra maven distribueres mad gennem alle kanaler på grund af flimmerhårens arbejde. Fødepartikler bevæger sig i kanalerne i modsatte retninger, indtil de fanges af fødecellerne, hvori der sker intracellulær fordøjelse. I dem er der højst sandsynligt lagret næringsstoffer [18] .
Isolering og osmoreguleringLidt er kendt om mekanismerne for udskillelse af metaboliske produkter i ctenophorer. Ammoniak , dannet under nedbrydningen af proteiner, fjernes tilsyneladende gennem kroppens overflade på grund af diffusion . Andre stofskifteprodukter udskilles højst sandsynligt fra kroppen med væsken, der fylder celenteronkanalerne gennem munden eller analporerne [18] .
Den vedvarende opdrift af planktoniske ctenophorer med ændringer i vandtæthed skyldes højst sandsynligt deres evne til passiv osmose . Det er muligt, at ciliære rosetter også spiller en rolle i dette ved at regulere mængden af vand i mesogleaen, som udfører en hydrostatisk funktion. For eksempel, hvis en marin ctenophor med en kropsvæsketæthed svarende til havvands densitet kommer ind i brakvandet i flodmundinger , så vil ciliære rosetter aktivt drive vand ind i mesogleaen for at reducere dens tæthed og øge dens volumen. Hvis ctenophoren, tilpasset til brakvand, finder sig selv i havvand, så vil vand blive pumpet ud af mesoglea af ciliære rosetter ind i fordøjelsessystemets kanaler og udskilt gennem munden [19] .
Ctenophorer, der lever nær vandoverfladen, er normalt gennemsigtige og farveløse. Dybhavsarter har tværtimod lys pigmentering (f.eks. den endnu uklassificerede art "røde Tortugas" ( engelsk Tortugas red ) [20] ). Platyktenider er ofte knyttet til andre bentiske organismer og har en lignende farve som dem. Celenteronen af repræsentanter for dybhavsslægten Bathocyroe har en lys rød farve: dette udjævner luminescensen af copepoderne absorberet af ctenophoren [21] .
De ciliære kamme af planktoniske former skaber en slags regnbue, forårsaget ikke af luminescens , men af lysets brydning på vibrerende cilia [22] [23] . Ikke desto mindre er næsten alle ctenophorer i stand til bioluminescens (undtagelser er slægten Pleurobrachia og nogle andre), men lyset, der udsendes på denne måde, har en blå eller grøn farvetone og er kun synlig i mørke [24] .
Nogle arter, såsom Bathyctena chuni , Euplokamis stationis og Eurhamphaea vexilligera , udskiller, når de er irriterede, en hemmelighed (blæk), der lyser med samme bølgelængde af lys som deres egne kroppe. Unge dyr lyser lysere for deres kropsstørrelse end voksne, hvor selvlysende celler er jævnt fordelt i hele kroppen. Detaljerede undersøgelser har ikke været i stand til at bestemme formålet med bioluminescerende systemer i ctenophorer, ej heller at finde en sammenhæng mellem farven på det udsendte lys og miljøfaktorer (f.eks. specifikt habitatområde) [25] .
I tilfælde af ctenophores skyldes bioluminescens tilstedeværelsen af specielle celler - fotocytter indeholdende calciumaktiverede proteiner - fotoproteiner . Et eksempel på ctenophore fotoproteiner er mnemiopsin, et protein fra ctenophoren Mnemiopsis , der udsender blåt lys fra en kromofor , der er fast, men ikke-kovalent bundet til en central hydrofob kerne af 21 aminosyrerester [26] . I ctenophores er et protein tæt på det grønne fluorescerende protein (GFP) blevet beskrevet [27] . Fotocytter er ofte indespærret i meridionale kanaler lige under ciliære kamme. Mnemiopsis leidyi -genomet indeholder ti fotoproteingener; alle af dem udtrykkes i voksende fotocytter sammen med opsingener , hvilket tyder på en sammenhæng mellem bioluminescens og fototaksis [28] . Ctenophorer bioluminescerer om natten ved at udsende lysglimt [3] .
Mange ctenophorer ( Mnemiopsis , Pleurobranchia osv.) svømmer hovedsageligt ved at ro plader. Ctenophorer er de største solitære dyr, der bruger den ciliære bevægelsesmetode [3] . Men specialiserede ctenophorer (Cestida, Platyctenida, nogle Lobata) bruger andre bevægelsesmetoder: de svømmer i vandsøjlen eller kravler på grund af kroppens bølgelignende bevægelser [29] .
Bevægelsesmekanismen på grund af roplader er som følger. De arbejdende ctenae strøg fra den orale til den aborale pol; Men ved genoptagelse af bevægelsen efter et stop, begynder ctenae at arbejde i omvendt rækkefølge: de aborale ctenae aktiveres først, og fra dem aktiveres zonen af arbejdsplader, som en bølge, spreder sig til den orale pol. Aktiviteten af cten reguleres af balancestangen, og den impuls, der genereres af den, overføres til cten ikke langs nervestrengene, men langs ciliære riller. Det menes, at i Cydippida virker forstyrrelser i vandmiljøet forårsaget af arbejdende ctenaer som en mekanisk stimulans for ctenaes arbejde. Ledningen af impulsen mellem ropladerne udføres gennem de interlamellære ciliære riller [29] .
Oscillationsfrekvensen for hver af de fire balancere reguleres af en statolit. Så når ctenophoren indtager en lodret position, så er trykket på statoliterne det samme, hvilket betyder, at slagfrekvensen af cten er den samme. Når ctenophoren forskydes i forhold til den lodrette position, ændres trykket på balancerne, så frekvensen af slag af propelpladerne i forskellige rækker er også forskellig [30] .
For Mnemiopsis leidyi er daglige lodrette migrationer vist [31] .
Ctenophorer er aktive rovdyr, der hovedsageligt lever af planktoniske krebsdyr, vandmænd og andre ctenophorer. Tentakler og tentilla bruges til at fange krebsdyr, og hos ctenophorer, der spiser vandmænd og andre ctenophores, er tentakler normalt blottet for tentilla, ofte fanger de byttedyr direkte i munden (f.eks. fangarmløse Beroe ). Pleurobranchia er kendetegnet ved en fodringsmåde kendt som det vridende greb. Denne kamgelé svømmer først med munden og trækker sine tentakler med som et net. Hvis en af tentaklerne bliver berørt af et lille krebsdyr, så fanges den af klæbrige tentiller med kollocytter. Yderligere trækker fangarmen sig sammen og trækker byttet til munden. Cten'erne af det tilsvarende par rorækker begynder at arbejde i den modsatte retning, som følge af, at kroppen vender sig, så munden er placeret tæt på byttet [18] .
Voksne ctenophorer er karakteriseret ved regenerering [32] , og områder af kroppen med statocyster regenereres hurtigere end områder uden dem [33] . Imidlertid er kun platyctenider i stand til fuldgyldig vegetativ reproduktion ved at adskille små fragmenter langs kanterne af en fladtrykt krop. I de løsrevne fragmenter begynder differentieringen, og de bliver til fuldgyldige voksne dyr [19] .
Kønskirtlerne eller kønskirtlerne er placeret på væggene af celenteronens meridionalkanaler. Ctenophorer er hermafroditter . Undtagelsen er to arter af slægten Ocyropsis , hvis repræsentanter er af samme køn og ikke skifter køn i løbet af deres liv. Æggestokkene og testiklerne er placeret i hver af de meridionale kanaler langs deres vægge, der vender mod kroppens overflade; således er de tæt forbundet med fødecellerne. Inde i æggestokken er hvert æg omgivet af sygeplejerskeceller, der fodrer det. Gameter gydes som reaktion på en lys stimulus. Først kommer kønscellerne fra kønskirtlen ind i korte kanaler, der fører til gonoporerne . Gonoporer danner langsgående rækker, hvor hver gonopore er placeret mellem to tilstødende roplader. Ganske ofte bringes kønsceller ud gennem et brud i væggen [33] . Nogle medlemmer af slægten Mnemiopsis har vist sig at selvbefrugte, mens de fleste ctenophorer er karakteriseret ved krydsbefrugtning [34] .
For nogle ctenophorer (hovedsageligt arter af Lobata-ordenen) er dyssogoni karakteristisk - reproduktion i to stadier af livet. I starten udvikles kønskirtlerne i den cidippide larve, som producerer mindre æg end de voksne. Men disse æg udvikler sig normalt, en ny generation kommer ud af dem. Derefter resorberes og gendannes larvens kønskirtler i den voksne ctenophor. Modningen af kønsceller fortsætter indtil livets afslutning eller indtil mangel på mad begynder: i sidstnævnte tilfælde holder ctenophoren først op med at producere kønsceller og aftager derefter i størrelse. Når de optimale forhold er genoprettet, vender størrelse og produktivitet tilbage til det normale. Denne funktion gør det muligt for ctenophorer hurtigt at genoprette populationer [22] .
Æggene befrugtes i havvand. Hos zygoter er blommen koncentreret i midten, og i periferien af cellen er der et cytoplasma med en mindre mængde blomme og en kerne . Zygoten gennemgår deterministisk spaltning , det vil sige, at hver blastomers skæbne bestemmes selv på de tidligste stadier af spaltningen. Det punkt, hvor den første fure begynder at dannes, svarer til den orale pol. De første to indbyrdes vinkelrette spaltningsfurer svarer til de fremtidige svælg- og tentakelplaner. Denne to-stråle opdeling er unik i dyreverdenen. Som et resultat af yderligere deling opstår adskillige makromerer ved den orale pol, og adskillige små mikromerer ved den aborale pol. Gastrulation forløber i overensstemmelse med epiboly -typen : aborale mikromerer bevæger sig mod den orale pol, hvor de nedsænkes i embryonet ved invagination. Af disse udvikler epidermis, svælg, tentakelskeder og kønskirtler efterfølgende, det vil sige, at de er af ektodermal oprindelse. Fra makromererne adskilles mikromererne af den orale pol, som er mesodermen. De kommer ind i blastocoel gennem den primære tarm og giver anledning til myocytter og andre mesodermceller . Efter adskillelse af de orale mikromerer danner makromererne de endodermale kanaler af celenteron [35] [33] . Generne fra Sox familien [36] spiller en stor rolle i udviklingen og vedligeholdelsen af interstitielle celler .
Udviklingen af ctenophores er direkte, men der er et planktonisk juvenil stadium kaldet en cydippid larve. Hos Platyctenida inkuberes embryoner i specielle kamre inde i kroppen indtil stadium af cydippid-larver [5] . Cydippid-larven ligner en miniature Pleurobrachia med 8 rækker af rækker og et par tentakler. I de tidlige udviklingsstadier har ctenophorer 4 gastriske kanaler. Efterhånden som den udvikler sig, erhverver den cidippide larve organisatoriske træk, der er iboende hos modne individer af denne gruppe af ctenophorer. For eksempel i den ormelignende bentiske Platyctenida indtager larven en anden økologisk niche end de voksne fisk, og når de cidippide larver forvandles til voksne, sker der en reel metamorfose [37] . Nogle ctenophorer viser omsorg for afkom, for eksempel i Tjalfiella udvikles æg i yngleposer [33] .
Udviklingen af nerve- og muskelsystemet af ctenophores har en række unikke egenskaber. I ctenophoren Pleurobrachia bachei begynder muskelelementerne således at udvikle sig på 1. udviklingsdag, og nervesystemet først to dage senere, umiddelbart før den fuldt dannede cydippid-larve klækkes. De første neuroner vises ved den aborale pol på den 3. udviklingsdag. Mærkeligt nok begynder neurogenese efter embryoner begynder at udvise forskellige adfærdsmønstre. For at implementere embryoners adfærd forbundet med slag af roplader og arbejdet med muskelelementer er der således ikke behov for dannede neuroner og deres processer [38] .
Ctenophorer er udbredt over hele verden og findes i alle dele af havene [22] . Ikke desto mindre forbliver kystnære og lavtvandsplanktoniske former (slægter Pleurobrachia , Beroe og Mnemiopsis ) [21] [39] de mest undersøgte . Nogle arter danner massekoncentrationer i den pelagiske zone og tilstopper fiskenet, hvilket forstyrrer kystfiskeriet (for eksempel Pleurobranchia pileus i Nordsøen ) [40] .
Næsten alle kendte ctenophorer er rovdyr: kun én parasitoid slægt Lampeia er kendt , hvis larver parasiterer salpider , der lever af voksne [21] . Med rigelig ernæring kan et individ spise en masse mad hver dag, 10 gange sin egen vægt [41] . Mens medlemmer af slægten Beroe overvejende lever af andre ctenophorer, lever de fleste nektoniske former af zooplankton af varierende størrelse, lige fra bløddyrslarver til små krebsdyr som copepoder, amfipoder og krill [22] . På grund af de mange forskellige fodringsstrategier sammenlignes ctenophorer ofte med edderkopper . Denne divergens i metoder til jagt og fødevareopbevaring bestemmer mangfoldigheden af former med et relativt lille antal repræsentanter [21] . Dette udelukker også overlapning af populationer af flere arter i deres økologiske nicher , for eksempel kan arter af slægten Pleurobrachia , som er specialiseret i store copepoder, og slægten Bolinopsis , som lever af mindre hjuldyr og krebsdyrlarver [42] , høj befolkningstæthed i ét område.
Ctenophorer anses for at være "blindgyder" af fødekæder : deres lave næringsstofindhold gør dem utilstrækkeligt attraktive fødeemner. Derudover er ctenophorrester i tarmene på et rovdyr svære at genkende, selvom "kammene" nogle gange kan vare ved i ret lang tid. Forskning på chumlaks ( Oncorhynchus keta ) viser således, at fisk fordøjer ctenophorer 20 gange hurtigere end rejer af samme masse, og at ctenophorer i tilstrækkelige mængder kan tjene som grundlag for ernæring. Ctenophorer kan fodre med yngel af flodål [43] . Ud over fisk lever vandmænd, havskildpadder og endda andre ktenophorer (slægten Beroe ) af ktenophorer. De er ofte byttet ud af vandmænd-ædende organismer på grund af almindelige befolkningsudsvingscyklusser. Ctenophores parasiteres også af larverne fra nogle søanemoner og fladorme [44] .
Ctenophorer kan fungere som stabilisatorer af marine økosystemer ved at regulere mængden af zooplankton [45] .
Den mest berømte økologiske katastrofe forbundet med ctenophores var invasionen af arten Mnemiopsis leidyi , bragt af skibe sammen med ballastvand ind i økosystemerne i Sortehavet og Azovhavet i 1980'erne. Denne art er tolerant over for små forskelle i saltholdighed og vandtemperatur [ 46] og har forårsaget stor skade og fortærer både zooplankton og æg fra lokale fisk [45] . Resultatet blev blandt andet eutrofiering af disse vandområder [47] . Situationen blev forværret af fraværet af et rovdyr, der var i stand til at kontrollere antallet af ctenophorer [46] . Faldet i bestanden af M. leidyi blev lettet af introduktionen af den nordamerikanske rov-ctenophor Beroe ovata [48] og den lokale afkøling i 1991-93. [46] [47] , dog kan bestanden af zooplanktonorganismer i disse have højst sandsynligt ikke genoprettes til dets oprindelige niveau [49] .
I slutningen af 1990'erne dukkede M. leidyi op i Det Kaspiske Hav . Forekomsten af Beroe ovata reducerede forventet reproduktionshastigheden af ctenophoren. Omkring samme tid dukkede Mnemiopsis op i det østlige Middelhav og truer nu Østersøen og Nordsøen [ 22] .
Det nøjagtige antal af eksisterende arter af ctenophorer er ukendt; ofte er repræsentanter for samme art klassificeret som repræsentanter for flere nye. Claudia Mills hævder , at der er 100 til 150 undersøgte arter, og omkring 25 mere dybhavsarter er kendt, men ikke fuldt ud undersøgt [ 20] .
Ifølge moderne koncepter er typen af ctenophorer opdelt i følgende klasser og ordrer:
Venus bælte ( Cestum veneris ) (orden Cestida)
Bathocyroe fosteri (rækkefølge Lobata)
Pleurobrachia bachei (orden Cydippida)
Coeloplana astericola (ordenen Platyctenida) på overfladen af en søstjerne
Beroe cucumis (ordenen Beroida)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Da larverne af alle ctenophores, bortset fra medlemmer af den tentakelløse klasse, ligner hinanden og ligner cidippider, er det almindeligt accepteret, at den sidste fælles forfader til moderne former også lignede dem, det vil sige, at den havde en oval krop og et par tilbagetrækkelige tentakler. I 1985 konkluderede Richard Harbison , udelukkende baseret på morfologisk analyse, at ordenen Cydippida ikke er en monofyletisk gruppe, da forskellige familier inden for ordenen er mere ens medlemmer af andre ordener end hinanden. Harbison foreslog også, at den fælles forfader til moderne ctenophorer også kunne ligne beroider [55] . En molekylær analyse fra 2001 af 26 arter, inklusive fire nyligt opdagede, bekræftede antagelserne om den brudte monofyli af cidippiderne, men konkluderede, at den sidste fælles forfader til ctenophores stadig lignede en cidippida. Derudover afslørede analysen, at forskellene mellem disse individers genomer er så ubetydelige, at forholdet mellem ordenerne Lobata, Cestida og Thalassocalycida stadig ikke kan bestemmes. Det følger af dette, at en fælles forfader i evolutionær skala dukkede op relativt for nylig, og måske den eneste af alle antikke ctenophorer overlevede Kridt-Paleogen-udryddelsen . Inkluderingen af andre phyla i undersøgelsen afslørede, at cnidarians kan være tættere beslægtet med Bilateria end nogen af disse taxaer er til ctenophores [54] .
Ctenophorer har ikke hårde dæksler, så de efterlader praktisk talt ingen fossile rester. Fossiler fortolket som indtryk af ctenophores-kroppe forbliver normalt kun i lagerstätts , hvor selv blødt væv gennemgår fossilisering (for eksempel Burgess-skiferen i Canada ). Indtil midten af 1990'erne fandt man kun to tryk; begge tilhørte kronegruppen fra tidlige devoniske aflejringer . Yderligere tre påståede ctenophoraftryk fundet i Burgess-skiferen og lignende formationer i Canada går tilbage til Mellemkambrium (ca. 505 millioner år siden). Alle tre repræsentanter var fangarmeløse, men havde et unormalt antal ciliære kamme (fra 24 til 80 mod 8 i de fleste moderne repræsentanter). Disse organismer havde også ligheder med indre organer, forskellige fra alle strukturer af moderne ctenophores. Et fossil, fundet i 1996, er karakteriseret ved en stor mund, omgivet, tilsyneladende, af en stor fold, muligvis af muskuløs karakter [56] . Opdagelsen af lignende fossiler i Kina i 1997 indikerer, at disse organismer var udbredt i det kambriske hav, men de var meget forskellige fra moderne ctenophorer - for eksempel, i en af de fundne repræsentanter, var rækker af cilia placeret på specifikke fremtrædende lapper [57 ] . Ediacaran Eoandromeda octobrachiata , som levede for 580 millioner år siden, kunne også være en gammel ctenophor [58] .
Den bladlignende organisme Stromatoveris fra Yun'an-aflejringerne ( Kina ), som levede for omkring 515 millioner år siden og ligner vendobionter , kunne meget vel være den biologiske stamfader til ctenophorer. Ifølge en række videnskabsmænd (Shu, Conway Morris , et al.), bærer Stromatoveris- aftryk spor af et filtreringsapparat bestående af cilia. Sandsynligvis stammer ctenophorer fra fastsiddende organismer, som senere udviklede ciliærapparatet til et bevægelsesmiddel i vandsøjlen [59] .
Forbindelserne mellem ctenophores og andre medlemmer af kongeriget er vigtige for at forstå den tidlige udvikling af dyr og fremkomsten af flercellethed . Ifølge forskellige versioner er de en søstergruppe af Bilateria [60] [61] , cnidaria [62] [63] [64] [65] eller Bilateria, cnidaria og lamellar samtidigt [66] [67] [68] eller alle andre typer dyr på én gang [69] [70] . Undersøgelser af ctenoforer for tilstedeværelsen eller fraværet af specifikke grupper af gener (f.eks. homeobox , såvel som mikroRNA [14] ) og molekylære mekanismer (såsom Wnt-signalvejen , nukleare receptorer og natriumkanaler ) understøtte de to sidste teorier [71] [72] [73] [74] . Det er blevet vist, at Pleurobranchia mangler nøgleelementer til at udløse det medfødte immunrespons : mønstergenkendelsesreceptorer ( Toll-lignende , Nod-lignende , RIG-lignende , Ig-Toll-IL-1R domæne), immunmediatorer og MyD88 og RHD transkription faktorer , der er til stede i bilaterianere, cnidarians og, i en modificeret form, i svampe [75] . Nylige resultater, der sammenligner det sekventerede genom af ctenophoren Mnemiopsis leidyi med genomerne fra andre dyr bekræfter søsterforhold mellem ctenophorer og alle andre Metazoa [76] [77] . Det følger af dette, at nerve- og muskelceller enten forsvandt i den evolutionære historie af andre typer (for eksempel i svampe ), eller dukkede op i ctenophorer helt uafhængigt [76] . Nogle undersøgelser afviser imidlertid ctenophores søsterposition i forhold til andre dyr [78] .
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|---|
Taksonomi | |
I bibliografiske kataloger |
|
af dyr | Klassificering|
---|---|
Svampe | |
lamellær |
|
ctenoforer | |
cnidarians | |
Bilateria | Xenacoelomorpha Acoelomorpha Xenoturbellida [ Xenoturbella ] Nephrozoa protostomer Fyldning Spiralformet Deuterostomes † Vetulicolia Echinoderms Hemishordates akkordater Usikker stilling Chaetognaths |
ctenoforer | ||
---|---|---|
Klasse tentakler ( Tentaculata ) | Afdelinger Cydippidae (Cydippidae) Lobates (Lobata) Platyctenida Ganeshida Cambojiida Cryptolobiferida Thalassocalycida cestida | |
Klasse Tentakelløs (Nuda) | fødsel Beroe Neis |