Біологія. Довідник школяра та абітурієнта
Розділ Справжні багатоклітинні (Eumetazoa)
Підрозділ Променеві (Radiata)
Тип Губки (Porifera, або Spongia)
Загальна характеристика губок
Губки — найбільш низькоорганізовані асиметричні або радіально-симетричні багатоклітинні тварини. Тип губок об’єднує близько 5 000 видів, переважна більшість яких живе у морях та океанах; прісноводних видів небагато. Всі губки в дорослому стані нерухомі прикріплені тварини, не мають нервових клітин, органів чуття, м’язів, ротового отвору. Постійна течія води із завислими харчовими частинками проходить через усе тіло тварини. Вода потрапляє через численні пори, розташовані на зовнішній поверхні тіла губок, у систему парових каналів і джгутикових камер, або порожнин, і виводиться назовні через оскулум або устя.
Губки перебувають на клітинному рівні організації. Це означає, що їх тіло являє собою скупчення пухко розташованих, різною мірою диференційованих клітин, які виконують певні функції: покривну, опорну, водорухову, поживну тощо. Проте ці клітини ще не утворюють справжніх тканин та органів. У губок розрізняють такі основні типи клітин:
1) пінакоцити — плоскі багатокутні, здатні скорочуватися клітини, які вистеляють зовнішню поверхню й порові канали губки;
2) комірцеві клітини, або хоаноцити, циліндричної або круглої форми. Вони вистеляють джгутикові камери, а в найбільш примітивних одиночних вапнякових губок вистилають внутрішню (гастральну) порожнину. На вільному кінці клітини розташований джгутик, оточений цитоплазматичним комірцем. Джгутик хоаноцита відходить від базального тільця, до якого приєднане лускате парабазальне тільце. Хоаноцити виконують рухову та травну функції. Биття їх джгутиків створює постійну спрямовану течію води в тілі губки, поживні частинки, принесені водою, захоплюються і перетравлюються хоаноцитами. Весь процес травлення у губок відбувається внутрішньоклітинно. Неперетравлені рештки їжі з поживних викидаються течією води через устя;
3) амебоцити — великі блукаючі клітини, які здійснюють фагоцитоз і приймають участь у перетравленні їжі, отримуючи надлишок харчових частинок від хоаноцитів. Амебоцити постійно рухаються у драглистій масі основної речовини губки — мезоглеї, яка заповнює весь простір між поверхнею губки і системою водоносних каналів. Мезоглея механічно, хімічно або гуморально зв’язує всі типи клітин;
4) коленцити — зірчасті клітини, які стикаються своїми відростками з сусідніми клітинами, виконують опорну функцію;
5) склеробласти й спонгіобласти — великі клітини, які формують елементи скелета губки — спікули та спонгінові волокна;
6) археоцити — недиференційовані клітини, здатні легко перетворюються у клітини будь-якого типу, служать клітинним резервом;
7) статеві клітини, які утворюються з археоцитів, забезпечують статеве розмноження.
Будова найпростішої губки: 1 — устя; 2 — пори; 3 — голки; 4 — хоаноцити; 5 — амебоцити; 6 — коленцити; 7 — пінакоцити; 8 — пороцити
Усі типи клітин губок здатні за деяких умов переходити в амебоїдний стан і перетворюватися у клітини іншого типу. Навіть рано відокремлені хоаноцити, за останніми даними, здатні втрачати комірці та джгутики, заходити вглиб мезоглеї та перетворюватися там в амебоцити. Губку можна розрізати на дрібні кусочки та протерти їх через найдрібніше сито, при цьому клітини будуть відділені одна від одної. Якщо протерту масу розмістити на дні посудини, то клітини будуть сповзатися та утворювати групи, або агрегати клітин, які через кілька днів перетворяться у малих губок. Таку високу регенераційну здатність губок пояснюють відносно слабким диференціюванням клітин і відсутністю справжніх тканин. Губки зовсім не подібні на тварин, вони швидше нагадують рослини.
Форма губок доволі різноманітна. Багато з них утворюють нарости та кірку на субстраті.
Багато з них утворюють чашоподібну, кущисту, трубчасту, грибовидну форми. У багатьох одиночних губок можна спостерігати радіальну багатопроменеву симетрію. Розміри губок коливаються від кількох міліметрів до 1-1,5 м завдовжки та близько 2 м у діаметрі.
Багато морських видів яскраво забарвлені, частіше в жовті, оранжеві, червоні, пурпурно-фіолетові й коричневі кольори. Забарвлення обумовлюють різноманітні пігментні клітини, які наявні у мезоглеї. Деякі губки позбавлені пігменту й мають біле або сірувате забарвлення.
Прісноводні губки бодяги коричневі або зелені (завдяки присутності симбіотичних одноклітинних зелених водоростей — зоохлорел).
Більшість губок мають різкий неприємний запах через виділення отруйних речовин. Саме тіло губки також має токсичні властивості, які виконують, напевно, захисну функцію і зумовлюють поряд із твердим скелетом неїстівність губок. Вважають, що запах і токсичність губок зумовлені накопиченням значної кількості продуктів метаболізму в окремих клітинах і в мезоглеї губок. Розрізняють 3 типи внутрішньої будови одиночних форм губок: асконоїдний, або аскон; сиконоїдний, або сикон; лейконоїдний, або лейкон.
Асконоїдний тип організації властивий для малих одиночних вапнякових губок. Вони мають радіальну симетрію, тіло подібне до вази. Тоненька стінка тіла (≈ 2 мм) обмежує центральну гастральну або атриальну порожнину губок. Із середини порожнина вистелена суцільним шаром хоаноцитів, які утворюють примітивний пухкий джгутиковий епітелій. Зовнішня термальна поверхня тіла вкрита переважно пінакоцитами, які перемішані з іншими клітинами. Численні пороцити утворюють пори, через які вода поступає в гастральну порожнину. Між термальною поверхнею і шаром хоаноцитів у драглистій речовині мезоглеї розташовані численні зірчасті коленцити, склеробласти зі спікулами, амебоцити та археоцити, веретеноподібні скоротливі клітини — міоцити.
Ускладнення організації губок (сиконоїдний) спостерігають у невеликих вапнякових губок з роду Сикон. Стінка тіла потовщується, у ній утворюються численні циліндричні вгинання атріальної поверхні. Хоаноцити розташовані лише в цих вгинаннях, які перетворюються у джгутикові канали. Атріальну порожнину вистилають лише пінакоцити. Вода поступає через міжклітинні пори у порові канали.
Більшість великих одиночних і колоніальних губок зазнають подальшого ускладнення організації — джгутикові канали розділяються на маленькі округлі джгутикові камери, які лежать у кілька шарів усередині ще більш потовщеної стінки тіла губки. Всі джгутикові камери зв’язані із зовнішнім середовищем складною системою привідних каналів, а з атріальною порожниною — системою вивідних каналів. Цей найбільш складний тип будови називають лейкоїдним.
Типи будови губок: 1 — аскон; 2 — сикон; 3 — лейкон
Живлення губок здійснюється хоаноцитами та амебоцитами. Хоаноцити захоплюють дрібні харчові частинки (детрит, бактерії, одноклітинні водорості) короткими псевдоподіями, утвореними дещо нижче комірця. У цитоплазмі хоаноцита. формуються типові травні вакуолі, які здійснюють колові рухи. Неперетравлені рештки їжі викидаються із скоротливих вакуолей у ділянці комірця. Великі хоаноцити вапнякових губок захоплюють харчові частинки, а потім передають їх до прилеглих амебоцитів, які їх перетравлюють і розносять поживні речовини по тілі. Більш крупні частинки фагоцитуються безпосередньо амебоцитами, які підходять до стінок каналів. Дихання і виділення губок здійснюється дифузно. У губок надзвичайно низька здатність реагувати навіть на сильні зовнішні подразники (хімічні, термічні). Губку можна пробити розпеченим металевим стержнем, проте реакція на це подразнення буде поширюватись по тілі доволі повільно на незначну відстань. Усі рухи дорослої губки зводяться до повільного закривання пор та устя.
Усе це дає основу для більшості вчених заперечувати наявність у губок як нервової, так і м’язової систем.
Більшість губок має скелет. Скелет може бути вапняковий, кремневий, кремнероговий і роговий або спонгіновий.
Вапняковий скелет властивий лише для порівняно невеликої групи морських, частіше одиночних губок. Він утворений різними за формою голками або спілкулами з СаСО3. Розрізняють однопроменеві, трьохпроменеві та чотирипроменеві голки.
Кремневий скелет утворений спікулами, які складаються із кремнезему, який відкладається у склеробласті навколо осьової нитки. Остання складається з органічної речовини. Кремневі спікули бувають двох родів: більш крупні — макросклерити — основа скелета та дрібні — мікросклерити.
Кремнероговий скелет є у бодяг та деяких інших губок. Він складається з кремневих спікул і волокон, утворених особливою органічною речовиною — спонгіном.
Спонгін — складна органічна речовина за складом близька до шовку, містить Йод (≈ 14 %). Волокна спонгіну утворюються не всередині окремих клітин, а міжклітинно-дрібні клітини спонгіобласти як футляром покривають ростуче волокно.
Роговий, або спонгіновий скелет, властивий для невеликої кількості губок (туалетна губка). Внаслідок редукції кремневих спікул складається лише зі спонгіну. Деякі дуже дрібні губки повністю позбавлені скелетних утворень. Можливо втрата мінерального скелета роговими та безскелетними губками відбулась вторинно.
Для губок властиве як безстатеве, так і статеве розмноження.
Безстатеве розмноження відбувається двома способами: зовнішнім і внутрішнім брунькуванням. Зовнішнє брунькування полягає в утворенні невеликих бруньок, які потім розростаються і формують власне устя. У більшості губок дочірні особини не відділяються від материнської і утворюється колонія. В одиночних губок дочірні особини відділяються від материнської та переходять до самостійного існування. Внутрішнє брунькування спостерігають у прісноводних бодяг і деяких морських губок. У бодяг восени археоцити збираються у групи і навколо них утворюється подвійна хітиноїдна оболонка. Зовнішній шар цієї оболонки має повітряні камери. Склеробласта, які оточують внутрішню бруньку або гемулу, утворюють особливі склерити, так звані амфідиски, які зазвичай складаються з колонок із зіркоподібними розширеннями на кінцях. Амфідиски розташовуються між двома шарами оболонки. Восени колонії бодяг гинуть, а всередині них зберігаються життєздатні гемули. Вони добре переносять промерзання і висихання водойми. Гемули можуть залишатися на місці старої колонії або при руйнуванні її переноситися течією, вітром, водоплавними птахами. Таким чином, гемули забезпечують як пережиття губок протягом несприятливих пір року, так і їх розселення. Навесні з гемул виходять археоцити та утворюють нову губку.
Статеве розмноження властиве для всіх губок. Значна частина губок — гермафродити, але багато, у тому числі прісноводна бодяга роздільностатева. У роздільностатевих губок одні колонії утворюють яйцеклітини, а інші — лише сперматозоїди. Статеві клітини утворюються в мезоглеї з археоцитів. Жіночі статеві клітини — яйця, або ооцити, залишаються в мезоглеї, де відбувається запліднення. Чоловічі статеві клітини виходять у воду і проникають з течією в сусідні колонії. Запліднення в усіх губок відбувається доволі своєрідно. Сперматозоїд проникає через комірець усередину хоаноцита, де втрачає хвіст та інцистується. Такий хоаноцит із сперматозоїдами всередині переходить в амебоїдний стан і перетворюється в клітину-носія, яка мігрує в мезоглею, де поглинається ооцитом. Гаплоїдні ядра ооцита та сперматозоїда зливаються, відбувається процес запліднення. Дробіння відбувається всередині материнського організму. Потім утворюється личинка — амфібластула. Вона вільно плаває, потім прикріплюється переднім полюсом до поверхні дна, поступово перетворюється в губку. У частині звичайних губок губку-матір покидає більш складно організована личинка — паренхімула. Вона вільно плаває у воді, потім переднім кінцем прикріплюється до дна та починається процес формування губки.
Основною ознакою, на якій базується класифікація губок, є скелет. Тип Губки поділяють на три класи: Вапнякові губки; Скляні губки; Звичайні губки. Доволі цікавий спосіб життя ведуть свердлильні губки — кліони. Вони проробляють ходи у твердому вапняковому субстраті. Своєю життєдіяльністю ці губки руйнують гірські породи, зокрема скелясті узбережжя завдають шкоди господарствам, де розводять устриць. Губки мають значення як біологічні очищувачі водойм (фільтратори й седиментатори). Фільтраторами називають тварин, які за допомогою тих чи інших пристосувань відфільтровують з води різні речовини. Седиментатори — це тварини, які утворюють коловорот води. Губки безперервно проціджують воду через своє тіло. Особливо важливу роль губки відіграють у процесах очищення прісних водойм від гниючих органічних решток бактерій і планктонних організмів. Промислове значення губок незначне. З давніх часів у побуті використовується грецька, або туалетна губка, яка має спонгіновий скелет. Висушену і розтерту в порошок бодягу вживають для розтирання шкіри, щоб посилити кровообіг проти ревматизму ударів. Скляні глибоководні губки використовують для вироблення прикрас і сувенірів.
