Морские звёзды

Охристая морская звезда на пляже.

Морски́е звёзды (лат. Asteroidea — от греч. ἀστήρ «звезда») —  класс придонных беспозвоночных, которые относятся к типу иглокожих. Они являются одной из наиболее древних групп животных, известных с ордовика. Тело морской звезды обычно состоит из центрального диска и пяти или более лучей, которые могут достигать диаметра до 1 метра. Некоторые виды морских звезд имеют вид пятиугольника.

Местообитание

Морские звезды обладают наибольшим разнообразием в шельфовых морях северо-восточного побережья Америки от Сан-Франциско до Аляски, простираясь до Алеутских и Курильских островов, а также на острове Сахалин. В этих водах присутствует больше видов морских звезд, чем во всех остальных областях распространения данного класса. Вторым центром видового богатства является индонезийско-филиппинско-австралийский регион. Австралия и Новая Зеландия отличаются высоким уровнем эндемизма.

Морские звезды в полярных морях, особенно в Антарктике, играют важную роль среди макрофауны на мелководьях. Они обычно достигают высокой плотности населения в мелководных шельфовых морях, где на мидиевых банках одно животное часто соприкасается с другим.

Исходя из предоставленных данных, можно сделать вывод, что морские звезды являются важным компонентом разнообразия морской фауны в различных регионах мира, особенно в шельфовых морях и полярных водах.

Систематика

Морские звезды, класс Asteroidea, представляют собой разнообразную группу морских животных, объединённых общими характеристиками морфологии, анатомии и биологии. Вопрос классификации астерозойных форм остается предметом активных исследований и обсуждений, отраженных в работах различных исследователей.

Существует две основные тенденции в классификации астерозойных форм. Первая тенденция подчеркивает сходство морских звезд и офиур и предлагает объединить их в виде двух подклассов в один класс. Этот взгляд поддерживается определёнными авторами и находит отражение в некоторых палеонтологических работах, где подкрепляется наличием «астероидной» стадии в онтогенезе и палеонтологическими данными.

Вторая тенденция подчеркивает различия между морскими звездами и офиурами на основании эмбриологии и биохимии, выделяя два равноценных класса. Большинство зоологов придерживается этого взгляда. Однако различные классификации, предложенные различными авторами, включают различные комбинации характеристик, добавляя палеонтологические данные и учитывая таксономические признаки строения скелета и другие особенности.

Недавние исследования предложили разделение класса Asteroidea на два надотряда, учитывая наличие или отсутствие брахиолярной ларвальной стадии, присосок на амбулакральных ножках, а также связи мадрепорита с первичной интеррадиальной табличкой и с калицинальной системой. Эта классификация уже включает 12 отрядов.

Класс Asteroidea включает 48 семейств, более 400 родов и около 2000 современных видов, а также около 300 ископаемых видов. Эмбриологические и биохимические данные также могут оказаться полезными для систематики, но их значение для таксономии пока остается проблематичным и требует дальнейших исследований.

Строение

Морские звезды имеют специфичное строение. У них есть орально-аборальная ось симметрии, что означает, что их рот обращен к субстрату и находится в центре между лучами. У морских звезд также есть мадрепоровые пластинки с порами, расположенные на аборальной стороне, и анальное отверстие, которое также находится аборально, но не обязательно в центре. Некоторые виды морских звезд могут иметь несколько мадрепоровых пластинок, а у некоторых видов анальное отверстие может отсутствовать.

Морские звезды также отличаются от других морских животных тем, что у них есть открытая амбулакральная борозда. У них есть невронные системы, такие как эктоневральный радиальный нерв, парные гипоневральные (перигемальные) каналы и моторная гипоневральная нервная система. Они также имеют радиальный канал гидроцеля, который находится внутри лучей, а каналы, соединяющие их с ножками, проходят между амбулакральными пластинками.

Покровы тела

У морских звезд поверхность тела, аналогичная ресничному эпителию, может быть покрыта мелкими костными пластинками или покровными клетками. Эти покровы помогают защищать тело морской звезды и выполняют роль в обмене веществ и биологических процессах.

Слой соединительной ткани с известковым скелетом и различными образованиями, такими как шипы и иглы, у морских звезд может напоминать их характерные шипы или выросты, которые могут использоваться в качестве защиты от хищников или помогать в движении по дну моря.

Ниже соединительной ткани, аналогично эпителию целома, могут находиться основные клетки и ткани, выполняющие различные функции в организме морской звезды, такие как обмен веществ или регенерация тканей.

Таким образом, можно сделать параллель между устройством покровов тела по предоставленному описанию и покровами тела морских звезд, учитывая их особенности и функции.

Опорно-двигательная система

Опорно-двигательная система морских звезд представляет собой уникальную амбулакральную (водно-сосудистую) систему, которая служит для передвижения. Радиальные каналы выходят в кольцевой канал, от которого идет укороченный каменистый канал. Этот канал переходит в мадрепоровую пластинку, куда закачивается вода. Затем вода поступает в кольцо, из которого по радиальным каналам направляется в лучи. Через радиальные каналы вода наполняет мелкие капсулы, которые находятся в полости тела морской звезды. Эти капсулы, в свою очередь, переходят в мелкие присоски на лучах-ножках. Когда капсулы наполняются водой, происходит удлинение ножек, что и обеспечивает передвижение морской звезды.

Нервная система

Нервная система морских звезд имеет примитивную структуру, залегающую почти целиком в наружном эпителии. Главная часть их центральной нервной системы состоит из околоротового эпителиального утолщения, или нервного кольца, с отходящими от него пятью радиальными нервами, которые располагаются на дне амбулакральной борозды. Нервы продолжаются до конца лучей. Глубже, под этой поверхностной нервной системой, в каждом луче проходит ещё двойной, более слабый глубокий радиальный нерв.

Этот строение нервной системы морских звезд является ключевым для координации и управления их движениями, а также для восприятия окружающей среды. Несмотря на свою примитивность, эта система позволяет морским звездам адаптироваться и выживать в их морской среде.

Пищеварительная система

Пищеварительная система морских звезд устроена следующим образом: рот находится снизу, на стороне брюшка и переходит в короткий пищевод, через который пища поступает в мешковидный желудок. Удивительно, но морская звезда способна выворачивать желудок наружу через рот, чтобы захватывать добычу. От желудка к лучам протянуты пять пар длинных печеночных выростов, заканчивающихся слепо. Из этих выростов выделяется пищеварительный сок, который наполняет желудок. Неусвоенные фрагменты пищи проходят в заднюю кишку и выводятся через анальное отверстие на спинке во внешнюю среду. Отмечается, что у некоторых видов морских звезд желудок слепозамкнутый, поэтому остатки пищи выбрасываются обратно через рот.

Органы дыхания

У морских звезд развивается жаберная система в форме папул. Это тонкостенные трубчатые выросты, которые вывернуты наружу и состоят из эпидермиса и целотелия. У Paxillosida папулы защищены паксиллами на аборальной стороне лучей. У Forcipulata и Spinulosida папулы находятся по боковым сторонам лучей, что под водой напоминает меховую одежду.

Органы дыхания морских звезд — это тонкостенные кожные жабры, которые частично заходят в полость тела. У голотурий, которые также относятся к иглокожим, сформировались специфические водные легкие.

Кровеносная система

Кровеносная система морских звезд состоит из кольцевого сердца, расположенного в центре тела, и радиальных сосудов, которые отходят от сердца и проникают в лучи. Сердце сокращается и гонит кровь по сосудам, обеспечивая циркуляцию крови по всему телу. Кровь морских звезд содержит гемоглобин, который обеспечивает перенос кислорода и питательных веществ к тканям и органам. Кроме того, у морских звезд есть специальные органы, называемые амбулакральными ножками, которые выполняют функцию дыхания, обеспечивая обмен газами между кровью и окружающей средой.

Выделительная система

У морских звезд отсутствуют специализированные органы выделения, такие как почки или печень, как у высших животных. Органы выделения, похоже, осуществляются за счет амебоидных клеток, которые распределены в жидкости, заполняющей все полости тела.

Амебоциты, в свою очередь, играют важную роль в процессе вывода внутренних продуктов обмена веществ наружу. Они способны накапливать пигмент из туши и, предположительно, другие отходы обмена веществ, и покидать тело через его покровы, предпочитая для этого тонкие участки поверхности тела.

Кроме того, у морских звезд наблюдается отложение части экскретов в тканях организма в форме скоплений желтых зерен.

Для поддержания запаса амебоидных клеток в организме служат особые лимфатические органы, описанные как «тидемановы железы» и «осевой орган». Тидемановы железы представляют собой небольшие тельца, расположенные парами на околоротовом амбулакральном кольцевом канале по бокам полиевых пузырей и каменистого канала. Осевой орган же представляет собой продолговатый мешок, состоящий из губчатой ткани и, вероятно, модифицированной кровеносной лакуны, где происходит активное размножение и формирование новых амебоцитов.

Таким образом, выделительная система морских звезд, основанная на предоставленном тексте, представляет собой уникальную систему, осуществляемую за счет амебоидных клеток и особых лимфатических органов, для вывода отходов обмена веществ из организма и поддержания необходимого запаса клеток.

Размножение

Морские звезды могут размножаться как половым, так и бесполым путем. Бесполое размножение происходит путем деления, которое основано на способности морских звезд к регенерации. При этом центральная часть тела спонтанно разделяется, не повреждая скелетных пластинок или лучей. Это процесс связан с изменениями коллагеновой соединительной ткани и движением амбулакральных ножек, которые способствуют разделению фрагментов. У старых животных деление происходит все реже, и они переходят к половому размножению.

Половое размножение у морских звезд включает в себя образование гамет и последующее оплодотворение. После оплодотворения образуется личинка, которая затем развивается в молодую морскую звезду.

У некоторых видов, таких как Linckia, даже из одного луча может регенерировать целая морская звезда. Отделение луча длится три-четыре часа и проходит приблизительно в 2 см в радиальном направлении от центра. Через неделю рана на отделившемся луче затягивается, от неё остаётся только щель на амбулакральной борозде, из которой позже возникает рот. Вновь образовавшихся животных можно распознавать ещё через год по неравным лучам. Этот способ размножения настолько обычен, что доля симметричных особей в популяциях не превышает 10 %.