Тварини лікують. 7 клас. Драгулян

Беззубки — невгамовні копачі й фільтратори

На противагу гребінцям, мідіям і дрейсенам, більшість двостулкових м’якунів ведуть підземний спосіб життя, закопавшись у донний мул. Наприклад, м’якуни морські бритви (бамбукові молюски) закопуються в пісок і мул на глибину до 1 метра, звідки їх не може дістати жоден хижак, а над поверхнею дна вони виставляють лише вхідний та вихідний сифони. Але це радше виняток, а як правило, м’якуни закопуються лише частково або на дуже малу глибину — до кількох сантиметрів. Така особливість дає можливість їм убезпечитися від потенційного хижака, але заразом еволюція цих істот призвела до втрати ними багатьох частин тіла, наприклад голови. У ріках та озерах України найчастіше трапляються великі двостулкові молюски — беззубки, або жабурниці. Вони, як годиться, ведуть закопаний спосіб життя, виставивши назовні лише край черепашки та обидва свої сифони. Поспостерігаймо за ними.

Беззубки

М’якун морська бритва

Для спостережень нам знадобляться акваріум на 5-10 літрів із прісною водою (цілком згодиться той, у якому утримували дрейсен — їх можна утримувати разом), пісок, маска для пірнання, дихальна трубка, садок для зразків, пластикові відерця з кришками, тонка дерев’яна паличка (30-40 см), харчовий барвник, морожена артемія або циклоп, лабораторний журнал. Як завжди, усі свої спостереження записуємо на відео і розміщуємо в інтернеті.

Спостереження вестимемо як на природі, так і в акваріумі. Акваріум слід підготувати: ретельно вимити, насипати 6-8 мм піску й заповнити водою. Для насичення води киснем та її перемішування, в акваріумі треба встановити фільтр. Після приготування акваріуму відправляємось на пошуки беззубок. Цих м’якунів слід шукати на ділянках ріки зі спокійною течією, мулистим або піщаним дном. Проте найбільше беззубок можна віднайти у старицях — давніх руслах рік, які втратили зв’язок із основним водотоком. Трапляються беззубки на глибині від 0,5 метра й більше, тож на мілководді їх можна буде просто назбирати, не занурюючись у воду, а де глибше — знадобиться пірнальна маска з дихальною трубкою. Зібраних м’якунів складаємо в садок, а на березі перекладаємо їх до пластикових відерець із водою та закриваємо кришками. Слід зібрати 10-15 беззубок. Перше спостереження слід здійснити ще в природних умовах, а решту — в акваріумі.

Візьми п’ять беззубок різного розміру й розклади їх на відстані приблизно 10 см одна від іншої на вільній від рослин ділянці мулистого або піщаного дна біля берега. Засічи час і спостерігай за поведінкою тварин. Скільки знадобилось часу, аби беззубки розкрили свої черепашки і виставили ноги? Які з них, малі чи великі, першими проявили активність? Поспостерігай за тим, як беззубки закопуються в пісок (чи землю). Які з них (великі чи малі) швидше й спритніше це зробили? Тепер візьми найбільшу беззубку й постав на березі на плаский камінь, пеньок чи іншу горизонтальну поверхню. Поспостерігай, як тварина буде поводитись за межами свого середовища існування. Власні спостереження занотуй у лабораторний журнал, а також зніми відео. Запитай своїх подруг і друзів, що в них на думці після побаченого.

Беззубки ведуть донний спосіб життя, майже цілковито закопавшись у мул. У таких прихованих умовах вони убезпечені від більшості хижаків. Хоча це не рятує беззубок від великих донних риб, наприклад, сомів, які легко їх викопують і заковтують, а висока концентрація кислоти в шлунку риб цілковито розчиняє черепашки м’якуна. Однак хижаків, що можуть уполювати беззубку, не так уже й багато, тому самозакопування — один з елементів стратегії їхнього виживання. М’якун, що з якихось причин опинився на поверхні землі, майже відразу починає зариватись. Він спершу висовує краї мантії з-під стулок черепашки, а слідом і м’язисту ногу. Нога визначає, де міститься субстрат, опирається на нього і різким рухом розвертає черепашку тупим (переднім) кінцем донизу. Достатньо декількох копальних рухів ногою, щоб м’якун сховався в землі.

Учених завжди цікавило питання: яким чином беззубка, яка не має очей, визначає, що вона не в ґрунті, а на його поверхні? Зрозуміло, що тут важливу роль відіграють і відчуття гравітації (органи рівноваги), і тактильне чуття, і хімічне чуття — більшість розташовані в її ніжці. Однак виявилось, що краї мантії беззубки містять розсіяні поодинокі клітини-фоторецептори, здатні сприймати світло. За численних наукових експериментів досліджено, що фоторецептори беззубки не чутливі до яскравого світла взагалі, а сигналізують тварині лише про зниження інтенсивності світла (аналогія з дальньою сітківкою ока морського гребінця). Тобто фоторецептори беззубки передають «інформацію» мозку тварини, що вона закопана. Зарившись у ґрунт, беззубка назовні виставляє лише гострий (задній) кінець черепашки із двома сифонами: ввідним і вивідним, які постачають тварині розчинений у воді кисень та їжу і виводять вуглекислий газ та рештки життєдіяльності.

Процес закопування беззубки

Розглянь уважно черепашку беззубки зовні. Знайди передній (тупий) і задній (гострий) кінці, а також черевний (там де стулки розкриваються) та спинний (місце з’єднання стулок) краї тіла. На спинній стороні знаходиться маківка (верхівка) черепашки — це найстаріша і найтовща її частина, а край стулок — наймолодша і найтонша. Зверни увагу на забарвлення й текстуру черепашки — вони не однорідні. На її поверхні помітні кільця: одні знаходяться відносно далеко від сусідніх, а інші — майже зливаються між собою. Кожне кільце — це щоденний приріст черепашки. За ними можна визначити вік беззубки, для цього полічи кількість місць, де кільця дуже щільно зібрані докупи. Таким чином встановиш вік тварини в роках. Скільки років беззубці, яку ти розглянув? Порівняй її вік з іншими — більшими і меншими. Чи є залежність між віком і розміром черепашок? Усе ретельно запиши до лабораторного журналу і зроби відео.

Черепашка беззубки має гладку обтічну форму без будь-яких реберець чи виростів, що дозволяє тварині легко закопуватись і зменшувати тертя, спричинене течією річки. Як і в інших двостулкових м’якунів, черепашка беззубки є асиметричною: один її кінець тупий (це передній — тварина ним рухається вперед), а інший — загострений (задній). Черепашка має опуклу форму з маківкою — найстаріша частина. Від маківки рівномірно розходяться тонкі й товсті концентричні кільця, які показують приріст тварини за певний час. Тонкі й широкі кільця — це денний приріст черепашки влітку, а скупчення тонких і вузьких (виглядають, наче грубе кільце) є приростом у холодну пору, здебільшого восени. За кількістю грубих кілець можна визначити вік беззубки в роках.

Обидві стулки черепашки з’єднані на спинній стороні за допомогою еластичної та пружної конхіолінової зв’язки. Ця зв’язка постійно натягнута, таким чином утримуючи стулки м’якуна в напіврозкритому стані. На березі ріки легко віднайти вже порожні черепашки зі з’єднаними разом привідкритими стулками. Тобто для того, щоб відкрити стулки черепашки, беззубці не потрібно прикладати жодних зусиль — вони самі розкриваються завдяки натягу конхіолінової зв’язки. А от щоб закрити й утримувати їх у такому стані, необхідне зусилля, яке забезпечується м’язами-замикачами. Таких у м’якуна два, розташованих біля переднього й заднього кінців. М’язи-замикачі кріпляться до стулок черепашки, тому, розглядаючи внутрішній бік черепашки, добре видно по дві заглибини від м’язів. За їхнім діаметром можна визначити товщину самих м’язів. Будова мушель в усіх двостулкових м’якунів є однаковою, хоча вони дуже різняться за формою, текстурою та забарвленням (порівняй із черепашками мідій, дрейсен чи морських гребінців).

Мушля беззубки та кільця на ній

Мушля має три шари: зовнішній органічний, середній призматичний та внутрішній перламутровий. Зовнішній шар містить органічні волокна конхіоліну й пігменти, що надають забарвлення черепашці. Призматичний шар — найтовщий і найміцніший, складається з вапнякових кристалів, які мають форму призм, розташованих вертикально. Перламутровий шар складений із тонких розташованих горизонтально платівчастих вапнякових кристалів, на яких світло зазнає інтерференції, тому перламутровий шар переливається усіма кольорами веселки. Усі три шари черепашки є продуктом синтезу мантії: її передній край продукує конхіолін та призматичні кристали вапняку, а вся її поверхня — платівки перламутрового шару.

Багато двостулкових м’якунів можуть утворювати перлини, проте в беззубок це рідкісне явище. Перли утворюються, коли в порожнину між мантією та мушлею потрапляє піщинка чи камінець. Якщо м’якуну не вдається позбутись піщинки, то він починає її вкривати шарами перламутру, перетворюючи на коштовну перлину. Цю властивість використовують на перлових фермах, де штучно м’якунам поміщають частинки-зачатки перлів. Увесь процес вирощування перлин залежно від розміру триває 2-7 років.

Внутрішній перламутровий бік мушлі двостулкового м’якуна і перлини

Зі спостережень у природі зрозуміло, що велика мускулиста ніжка беззубки відіграє важливу роль у її житті, дозволяючи закопуватись у донний ґрунт. У спостереженні в акваріумі ми повинні з’ясувати інші важливі елементи поведінки м’якуна. Для цього поскладай усіх наловлених беззубок в одному з кутів акваріума і спостерігай, як вони поводитимуться. Визнач, за який час вони активізувались і скільки часу знадобилось для того, аби закопався в ґрунт перший м’якун й останній. Наступного дня з’ясуй, чи залишились молюски на тому ж місці, що й минулого разу. Зверни увагу на те, у яких позиціях розташовані черепашки беззубок, яка з їхніх частин знаходиться в ґрунті, а яка над ним.

Візьми дерев’яну паличку й торкнись напіврозкритої мушлі беззубки, поспостерігай за реакцією тварини. Спробуй дуже обережно й неглибоко (щоб не травмувати тварину!) пропхати кінчик палички в щілинку між відкритими стулками черепашки, а коли беззубка закриє їх — спробуй вийняти паличку. Чи легко це дається? Чому? Свої спостереження додай до лабораторного журналу, а весь процес зафільмуй.

Нога у двостулкових м’якунів — це основний орган пересування. В одних вона велика і дуже добре розвинена (серцевидки їстівні), а в інших — слабко (мідії) або й втрачена зовсім (морські гребінці). У беззубки нога має середній ступінь розвитку: вона не надто сильна та й довжина її є невеликою.

Рівчаки, які лишають за собою беззубки в мулі

Якщо у звичної в Чорному та Азовському морях серцевидки нога може видовжуватися на 2, а іноді й 3 діаметри всієї черепашки, то в беззубки — лише на один діаметр. За допомогою цього органа м’якуни не лише закопуються, а й регулюють положення свого тіла в просторі й переміщуються на дні, відшукуючи більш сприятливі умови для життя та живлення. Вони віддають перевагу м’якому мулистому або піщаному дну водойм, уникаючи кам’янистих ділянок. Нога, окрім руху, виконує роль дотикового органа, який розпізнає предмети. Активно копаючи, беззубка поволі переміщується, залишаючи за собою рівчачок, за яким легко визначити напрямок руху і навіть швидкість (знаючи час і вихідне місце) тварини. Натрапляючи на кам’янистий ґрунт, тварина розвертається та продовжує копати в іншому напрямку. Це тому, що на мулистих ділянках зазвичай більше різноманітної органіки, якою живляться беззубки, однак тут і більша конкуренція. Тому тварини намагаються розповзтись урізнобіч.

Дуже важливо перед початком експерименту вийняти фільтрувальні елементи (губка, біокераміка та інше) з акваріумного фільтра, проте сам фільтр повинен працювати на повну потужність і перемішувати воду. Розморозь в посудині з водою (100 мл) порцію артемії або циклопа й додай туди небагато харчового барвника. Добре все перемішай і невеликими порціями вилий до акваріума з беззубками. Вода в скляній посудині забарвиться відповідно до кольору барвника. Візьми прозору склянку і зачерпни води з акваріуму — це буде початкова контрольна рідина, з якою ми будемо порівнювати наступні зміни. Занотуй час, коли розпочався експеримент. З інтервалом 2 години порівнюй колір води в акваріумі з першою склянкою (перед порівнянням перемішай воду в склянці ложкою чи паличкою). Як змінюється інтенсивність забарвлення води в акваріумі? Скільки часу необхідно, щоб вода в акваріумі знову стала прозорою? Як це можна пояснити і чи є в цьому заслуга беззубок? Спостереження і висновки запиши в лабораторний журнал, зніми і змонтуй відео в прискореному режимі для розміщення в інтернеті.

Беззубки, як і всі двостулкові м’якуни, не здатні до активного полювання, що пов’язано з наявністю в них масивних захисних черепашок, малорухливим і замаскованим способом життя на дні водоймищ. Це все впливає на здатність здобувати собі їжу.

Беззубки еволюціонували шляхом удосконалення фільтрувального способу живлення. Вони поїдають завислі у воді часточки мертвої органіки, бактеріальні й водоростеві суспензії, дрібних раків та хробаків. Усе це беззубки поглинають шляхом усмоктування води через ввідний сифон. Сифонів у двостулкових два: ввідний і вивідний. Ввідний — запомповує воду в мантійну порожнину, а вивідний — вивільняє її назовні. Таким чином, у мантійній порожнині беззубки наявний постійний потік води. Вода тече з ввідного сифона, усіяного численними мацальцями з рецепторами смаку та нюху, у підзяброву порожнину, омиваючи зябра, які і є цідильним апаратом для збирання часточок їжі. Пожива далі спрямовується до рота, а вода — у надзяброву порожнину, згодом виходячи назовні через вивідний сифон. Потік води забезпечується як рухами мантії, так і неперервним хвилеподібним рухом мікроскопічних ворсинок війчастого епітелію мантії та зябер. Між клітинами війчастого епітелію містяться залозисті клітини, які ослизнюють і склеюють докупи часточки їжі, а війчастий епітелій зябер спрямовує їх до рота.

Травна система беззубки має вигляд трубки, химерно зібраної в декілька петель, вона проходить крізь основу ноги, а також крізь серце м’якуна. У середній частині до кишківника приєднана велика зелена травна залоза — печінка. Анальний отвір відкривається в надзябровій порожнині неподалік від вивідного сифона. Таким чином, неперетравлені рештки їжі виводяться з черепашки разом із потоком води крізь вивідний сифон. Беззубки, як і всі двостулкові м’якуни, є чудовими фільтрувальниками води від завислих часточок, прискорюючи природне очищення води. Вони також є важливим елементом у регулюванні цвітіння водойм — масового розмноження одноклітинних водоростей, яких ці тварини поїдають великими порціями.

Сифони беззубки

• 1. Проаналізуй розміри кілець щоденного приросту мушлі влітку та восени. Коли м’якун росте інтенсивніше? Чим це зумовлено?
• 2. Висунь гіпотези, що могли б пояснити різний розмір ніг в представників різних видів м’якунів. Обговори їх із вчителькою / вчителем біології та визнач найправдоподібнішу.
• 3. Як уважаєш, що сталося з харчовим барвником у останньому досліді? Спрогнозуй, які мешканці природної водойми страждатимуть наперво, якщо у воду потрапить токсична речовина. Чим у такий ситуації можуть зарадити м’якуни-фільтратори?