Kako se imenuje način gibanja meduze? Zanimiva dejstva o meduzah. Biofizika: curek v živi naravi

Logika narave je otrokom najbolj dostopna in najbolj uporabna logika.

Konstantin Dmitrijevič Ušinski(03.03.1823–03.01.1871) - ruski učitelj, ustanovitelj znanstvene pedagogike v Rusiji.

BIOFIZIKA: CURKOVNO GIBANJE V ŽIVI NARAVI

Bralce zelenih strani vabim k ogledu fascinanten svet biofizike in spoznati glavno principi reaktivnega pogona v divjih živalih. Danes na programu: meduza kotnoust- največja meduza v Črnem morju, pokrovače, podjeten ličinka rocker kačjih pastirjev, neverjetno lignji s svojim reaktivnim motorjem brez konkurence in čudovite ilustracije sovjetskega biologa in živalski umetnik Kondakov Nikolaj Nikolajevič.

Številne živali se v naravi gibljejo po principu reaktivnega pogona, na primer meduze, pokrovače, ličinke kačjih pastirjev, lignji, hobotnice, sipe ... Spoznajmo nekatere izmed njih pobližje ;-)

Jet metoda gibanja meduz

Meduze so eden najstarejših in najštevilnejših plenilcev na našem planetu! Telo meduze je 98 % sestavljeno iz vode in je v veliki meri sestavljeno iz vode vezivnega tkiva – mezogleja deluje kot okostje. Osnova mezogleje je beljakovina kolagen. Želatinasto in prozorno telo meduze ima obliko zvonca ali dežnika (premera nekaj milimetrov). do 2,5 m). Večina meduz se premika na reaktiven način, potiska vodo iz votline dežnika.

Meduze Cornerata(Rhizostomae), red koelenteratnih živali razreda scifoidov. meduze ( do 65 cm v premeru) brez robnih lovk. Robovi ust so podaljšani v ustne režnje s številnimi gubami, ki rastejo skupaj in tvorijo številne sekundarne ustne odprtine. Dotikanje ustnih rezil lahko povzroči boleče opekline ki nastanejo zaradi delovanja žarečih celic. Približno 80 vrst; Živijo predvsem v tropskih, manj pogosto v zmernih morjih. V Rusiji - 2 vrsti: Rhizostoma pulmo pogost v Črnem in Azovskem morju, Rhopilema asamushi najdemo v Japonskem morju.

Jet pobeg morske školjke pokrovače

Školjke pokrovače, običajno mirno ležijo na dnu, ko se jim približa njihov glavni sovražnik - čudovito počasen, a izjemno zahrbten plenilec - morska zvezda- močno stisnejo vrata svojega umivalnika in močno potisnejo vodo iz njega. Tako z uporabo princip reaktivnega pogona, se pojavijo in z nadaljnjim odpiranjem in zapiranjem lupine lahko preplavajo precejšnjo razdaljo. Če pokrovača iz nekega razloga nima časa, da bi pobegnila s svojim reaktivni let, ga morska zvezda ovije z rokami, odpre lupino in jo poje ...

pokrovača(Pecten), rod morskih nevretenčarjev iz razreda školjk (Bivalvia). Lupina pokrovače je zaobljena z ravnim zgibnim robom. Njegova površina je prekrita z radialnimi rebri, ki se razlikujejo od vrha. Lupinasti ventili so zaprti z eno močno mišico. Pecten maximus, Flexopecten glaber živijo v Črnem morju; v Japonskem in Ohotskem morju – Mizuhopecten yessoensis ( do 17 cm v premeru).

Rocker dragonfly larva jet pump

Temperament Ličinke rocker kačjih pastirjev, oz eshny(Aeshna sp.) ni nič manj plenilska kot njeni krilati sorodniki. Dve in včasih štiri leta živi v podvodnem kraljestvu, se plazi po skalnatem dnu, išče majhne vodne prebivalce, v svojo prehrano z veseljem vključuje dokaj velike paglavce in mladice. V trenutkih nevarnosti ličinka kačjega pastirja vzleti in s sunki odplava naprej, ki jo žene delo izjemnega jet črpalka. Ko vzame vodo v zadnje črevo in jo nato nenadoma vrže ven, ličinka skoči naprej, ki jo poganja povratna sila. Tako z uporabo princip reaktivnega pogona, se ličinka skalnega kačjega pastirja s samozavestnimi sunki in sunki skriva pred grožnjo, ki jo preganja.

Reaktivni impulzi živčne "avtoceste" lignjev

V vseh zgoraj navedenih primerih (principi reaktivnega pogona meduz, pokrovač, ličink rocker kačjih pastirjev) so udarci in sunki med seboj ločeni s precejšnjimi časovnimi obdobji, zato visoka hitrost gibanja ni dosežena. Povečati hitrost gibanja, z drugimi besedami, število reaktivnih impulzov na enoto časa, je potrebno povečana živčna prevodnost ki spodbuja krčenje mišic, servisiranje reaktivnega motorja. Tako velika prevodnost je mogoča z velikim premerom živca.

Znano je, da Lignji imajo največja živčna vlakna v živalskem svetu. V povprečju dosežejo premer 1 mm – kar je 50-krat več kot pri večini sesalcev – in izvajajo vzbujanje s hitrostjo 25 m/s. In trimetrskega lignja dosidicus(živi ob obali Čila) debelina živcev je fantastično velika - 18 mm. Živci so debeli kot vrvi! Možganski signali – sprožilci kontrakcij – hitijo po živčni »avtocesti« lignjev s hitrostjo avtomobila – 90 km/h.

Po zaslugi lignjev so v začetku 20. stoletja raziskave vitalnih funkcij živčevja hitro napredovale. "In kdo ve, piše britanski naravoslovec Frank Lane, Morda so zdaj ljudje, ki so lignjem dolžni, da je njihov živčni sistem v normalnem stanju ...«

Hitrost in manevriranje lignjev je razloženo tudi z njegovo odličnostjo hidrodinamične oblikeživalsko telo, zakaj lignji in poimenovali so ga "živi torpedo".

Lignji(Teuthoidea), podred glavonožcev reda deseteronožcev. Velikost je običajno 0,25-0,5 m, nekatere vrste pa so največji nevretenčarji(lignji iz rodu Architeuthis dosežejo 18 m, vključno z dolžino lovk).
Telo lignjev je podolgovato, koničasto na hrbtu, v obliki torpeda, kar določa njihovo visoko hitrost gibanja kot v vodi ( do 70 km/h), in v zraku (lignji lahko skočijo iz vode v višino do 7 m).

Squid Jet Motor

Reaktivni pogon, ki se zdaj uporablja v torpedih, letalih, raketah in vesoljskih granatah, je prav tako značilen za glavonožci - hobotnice, sipe, lignji. Največji interes za tehnike in biofizike je reaktivni motor squid. Bodite pozorni, kako preprosto, s kakšno minimalno porabo materiala je narava rešila to zapleteno in še vedno neprekosljivo nalogo;-)

V bistvu ima lignji dva bistveno različna motorja ( riž. 1a). Pri počasnem premikanju uporablja veliko plavut v obliki diamanta, ki se občasno upogne v obliki tekočega vala vzdolž telesa telesa. Lignji za hitro izstrelitev uporabljajo reaktivni motor.. Osnova tega motorja je plašč - mišica. Obdaja telo mehkužca z vseh strani in predstavlja skoraj polovico volumna njegovega telesa in tvori nekakšen rezervoar - votlina plašča - "zgorevalna komora" žive rakete, v katerega se občasno vsesa voda. Plaščna votlina vsebuje škrge in notranji organi lignji ( riž. 1b).

Z metodo plavanja s curkomžival sesa vodo skozi široko odprto plaščno režo v plaščno votlino iz mejne plasti. Reža v plašču je tesno "pritrjena" s posebnimi "manšetnimi gumbi", potem ko je "zgorevalna komora" živega motorja napolnjena z morsko vodo. Vrzel v plašču se nahaja blizu sredine telesa lignja, kjer je najdebelejši. Sila, ki povzroča gibanje živali, nastane tako, da curek vode vrže skozi ozek lijak, ki se nahaja na trebušni površini lignja. Ta lijak ali sifon je »šoba« živega reaktivnega motorja.

"Šoba" motorja je opremljena s posebnim ventilom in mišice ga lahko obrnejo. S spreminjanjem kota namestitve lijakaste šobe ( riž. 1c), lignji enako dobro plavajo naprej in nazaj (če plavajo nazaj, je lijak razširjen vzdolž telesa, ventil pa je pritisnjen na njegovo steno in ne ovira vodnega toka, ki teče iz plaščne votline; ko lignji se morajo premakniti naprej, prosti konec lijaka se rahlo podaljša in upogne v navpični ravnini, vtičnica se zruši in ventil zavzame ukrivljen položaj). Sunki curka in vsrkavanje vode v plaščno votlino si z neulovljivo hitrostjo sledijo eden za drugim in lignji drvijo kot raketa v modrini oceana.

Lignji in njegov reaktivni motor - Slika 1

1a) lignji – živi torpedo; 1b) lignjevi reaktivni motor; 1c) položaj šobe in njenega ventila, ko se lignji premikajo naprej in nazaj.

Žival porabi delček sekunde, da zavzame vodo in jo potisne ven. S sesanjem vode v plaščno votlino v zadnjem delu telesa v obdobjih počasnega gibanja zaradi vztrajnosti lignji s tem izvajajo sesanje mejne plasti in s tem preprečujejo zastoj toka pri nestalnem režimu toka. S povečanjem deleža izpuščene vode in povečanjem krčenja plašča lignji zlahka povečajo svojo hitrost gibanja.

Squid jet motor je zelo ekonomičen, zahvaljujoč kateremu lahko doseže hitrost 70 km/h; nekateri raziskovalci menijo, da celo 150 km/h!

Inženirji so že ustvarili motor, podoben reaktivnemu motorju squid: To vodni top, ki deluje na običajen bencinski ali dizelski motor. zakaj reaktivni motor squidše vedno pritegne pozornost inženirjev in je predmet skrbnega raziskovanja biofizikov? Za delo pod vodo je priročno imeti napravo, ki deluje brez dostopa do atmosferskega zraka. Kreativno iskanje inženirjev je usmerjeno v ustvarjanje dizajna hidrojet motor, podobno zračni curek…

Na podlagi materialov iz čudovitih knjig:
"Biofizika pri pouku fizike" Cecilija Bunimovna Katz,
in "Primati morja" Igor Ivanovič Akimuškina

Kondakov Nikolaj Nikolajevič (1908–1999) – Sovjetski biolog, umetnik živali, kandidatka bioloških znanosti. Njegov glavni prispevek k biološki znanosti so bile njegove risbe različnih predstavnikov favne. Te ilustracije so bile vključene v številne publikacije, kot npr Velika sovjetska enciklopedija, Rdeča knjiga ZSSR, v živalskih atlasih in učnih pripomočkih.

Akimuškin Igor Ivanovič (01.05.1929–01.01.1993) – Sovjetski biolog, pisatelj in popularizator biologije, avtor poljudnoznanstvenih knjig o življenju živali. Dobitnik nagrade Vsezveznega društva "Znanje". Član Zveze pisateljev ZSSR. Najbolj znana publikacija Igorja Akimuškina je knjiga v šestih zvezkih "Živalski svet".

Materiali v tem članku bodo koristni ne le za uporabo pri pouku fizike in biologija, ampak tudi v obšolskih dejavnostih.
Biofizični material je izjemno koristen za mobilizacijo pozornosti študentov, za spreminjanje abstraktnih formulacij v nekaj konkretnega in bližnjega, ki vpliva ne le na intelektualno, ampak tudi na čustveno sfero.

Literatura:
§ Katz Ts.B. Biofizika pri pouku fizike

§ § Akimuškin I.I. Primati morja
Moskva: Založba Mysl, 1974
§ Tarasov L.V. Fizika v naravi
Moskva: Založba Prosveshchenie, 1988

Meduze zlahka plavajo s krčenjem zvonca. Vsako krčenje sprosti vodo izpod zvona, kar povzroči, da se telo meduze premakne v nasprotno smer. Izkazalo se je, da je nekakšen reaktivni motor; meduza lebdi naprej z močnimi sunki.

V. G. Bogorov.Življenje morja. M., ur. "Mlada garda", 1954.

Natančneje barometer

Ko veter močno piha nad morjem, ne odtrga le pršila in pene z grebenov, ampak tudi ... infrazvoke. Hitro tečejo na vse strani in vse prebivalce morja, ki jih slišijo, opozorijo na bližajočo se nevihto. In meduza to sliši: zvočni infravalovi s frekvenco 8 - 13 hercev zadenejo drobne kamenčke, ki lebdijo v "ušesu" meduze - drobna kroglica na tankem peclju. Kamenčki se drgnejo ob živčne receptorje v stenah »krogle« in meduza sliši

grozeče ropotanje bližajoče se nevihte. Naprava "meduzino uho" je že bila zasnovana - njena podobnost z originalom ni le v imenu: precej natančno posnema infrazvočno občutljiv organ meduze. Naprava deluje zelo natančno: 15 ur vnaprej opozori na bližajočo se nevihto.

I. Akimuškin. Kje? In kako? M., "Misel", 1965.

Kdo je sovražnik, kdo je prijatelj

Največja znana meduza Cyanea. lahko doseže 4 m v premeru in ima do 30 m dolge lovke. Ta oranžno modra pošast je ena največjih nevretenčarjev, ki predstavlja resnično nevarnost za plavalce v severnem Atlantskem oceanu.

Mladiči številnih rib najdejo zaščito pred sovražniki v lovkah te velikanske meduze. Meduza se je ne dotakne, ampak ubije tiste plenilce, ki v navdušenju nad lovljenjem mladic plavajo preblizu lovk meduze.

K. Willie. Biologija. M., ur. "Svet", 1964.

Morske luči

Med koelenterati je v primerjavi z drugimi vrstami mnogoceličnih organizmov najvišji odstotek svetlečih vrst. Meduze equiorea (5-10 cm v premeru) je včasih tako veliko v pristaniščih pacifiške obale Združenih držav, da se zaradi njene svetlobe zdi, da valovi ponoči gorejo, ognjene krogle pa se lepijo na lopatice vesla. To meduzo najdemo tudi ob atlantski obali Združenih držav, kjer se ji pridruži še ena svetleča meduza, cyanea. Najbolj znan je sijaj rumeno-oranžne pelagične meduze, ki jo najdemo na odprtem morju ob površini tropskih in zmerno hladnih voda v vseh oceanih in v Sredozemskem morju. Ona žari zunanjo površino dežnik in lovke. Sijaj se pojavi samo pri zunanjih draženjih; takšno draženje je lahko preprosto brizganje vode. Rahel dotik meduze povzroči na tem mestu sijaj, ki se s krepitvijo draženja še širi. Utripi sijaja v tej meduzi trajajo nekaj minut. Svetleča meduza Charybdea s svojim visokim kockastim dežnikom je zelo razširjena v toplih obalnih vodah.

N. I. Tarasov.Živa svetloba morja. M., 1956.

Commonwealth v boju in njena izdaja pri delitvi plena

Razvoj sesilne meduze haliclistus poteka na zelo edinstven način. Ličinke, ki nastanejo iz jajčec, se plazijo 2-4 dni, nato postanejo negibne in se naselijo v skupinah do 20 kosov. Hkrati lahko paralizirajo razmeroma velike živali, pri čemer uporabijo vse svoje kapsule za zbadanje. Ena od ličink, ki ujame večino plena, hitro raste, ostale so obsojene na lakoto, od katere umrejo. Rastoča ličinka daje potomce; Preden se preobrazi v odrasel kozliček, na njegovem telesu v obliki popkov zrastejo nove ličinke, ki so popolnoma podobne ličinkam, ki izvirajo iz jajčec in začnejo enak življenjski cikel.

Glede na knjigo: A. E. Brem.Življenje živali, letnik I. M., Uchpedgiz, 1948.

Katerega spola je?

Meduza kompas je ena redkih hermafroditnih meduz. V mladosti ima večinoma samo moške spolne žleze, kasneje se v njem oblikujejo tako jajca kot živina in končno pri starih živalih nastajajo izključno jajca. Jajčeca se razvijejo v materinem telesu in se od nje ločijo v obliki ličink, pokritih z migetalkami.

Glede na knjigo: A. E. Brem.Živalstvo živali, letnik I, M., Uchpedgiz, 1948.

Jedo ribe, vendar nimajo ust

Cornerome meduze so prikrajšane za pravo ustno odprtino - namesto tega obstaja vrsta močno nagubanih vdolbin, kot so lijaki, na dnu katerih so drobne pore, ki skozi vrsto tubulov vodijo v splošno gastrovaskularno votlino. Robovi lijakov se lahko močno raztegnejo in ujamejo precej velik plen, tudi ribe. V teh zunanjih lijakih se plen prebavi, v gastrovaskularno votlino pa pridejo le raztopljeni živilski proizvodi.

S. A. Zernov. Splošna hidrobiologija. M., ur. Akademija znanosti ZSSR, 1949

Meduze imajo mišice. Res je, da se zelo razlikujejo od človeških mišic. Kako so zgrajeni in kako jih meduza uporablja za gibanje?

Meduze so v primerjavi z ljudmi dokaj preprosta bitja. Ne v njihovem telesu krvne žile, srce, pljuča in večina drugih organov. Meduze imajo usta, ki se pogosto nahajajo na peclju in so obdana z lovkami (vidno spodaj na sliki). Ustje vodi v razvejano črevo. In večina telesa meduze je dežnik. Na njegovih robovih pogosto rastejo tudi lovke.

Dežnik se lahko skrči. Ko meduza skrči dežnik, se izpod njega sprosti voda. Pride do odsuna, ki potisne meduzo v nasprotno smer. Pogosto se takšno gibanje imenuje reaktivno (čeprav to ni povsem natančno, vendar je načelo gibanja podobno).

Dežnik meduze je sestavljen iz želatinaste elastične snovi. Vsebuje veliko vode, ima pa tudi močne vlaknine iz posebnih beljakovin. Zgornja in spodnja površina dežnika sta pokriti s celicami. Tvorijo ovojnico meduze - njeno "kožo". Vendar se razlikujejo od naših kožnih celic. Prvič, nahajajo se le v eni plasti (v zunanji plasti kože imamo več deset plasti celic). Drugič, vsi so živi (odmrle celice imamo na površini kože). Tretjič, prekrivne celice meduz imajo običajno mišične procese; Zato se imenujejo dermalno-mišični. Ti procesi so še posebej dobro razviti v celicah na spodnjo površino dežnik Mišični procesi se raztezajo vzdolž robov dežnika in tvorijo krožne mišice meduze (nekatere meduze imajo tudi radialne mišice, ki se nahajajo kot napere v dežniku). Ko se krožne mišice skrčijo, se dežnik skrči in izpod njega se vrže voda.

Pogosto piše, da meduze nimajo pravih mišic. A izkazalo se je, da temu ni tako. Številne meduze imajo pod plastjo kožno-mišičnih celic na spodnji strani dežnika še drugo plast – prave. mišične celice(glej sliko).

Razporeditev mišic v dežniku nekaterih hidroidnih meduz. Kožno-mišične celice z gladkimi mišičnimi vlakni so prikazane zeleno, progaste mišične celice pa rdeče.

Človek ima dve glavni vrsti mišic - gladke in progaste. Gladke mišice so sestavljene iz navadnih celic z enim samim jedrom. Zagotavljajo krčenje sten črevesja in želodca, Mehur krvnih žil in drugih organov. Progaste (skeletne) mišice pri ljudeh so sestavljene iz ogromnih večjedrnih celic. Zagotavljajo gibanje rok in nog (pa tudi jezika in glasilke, ko govorimo). Progaste mišice imajo značilno nabranost in se krčijo hitreje kot gladke mišice. Izkazalo se je, da pri večini meduz gibanje zagotavljajo tudi progaste mišice. Samo njihove celice so majhne in enojedrne.

Pri človeku so progaste mišice pritrjene na kosti skeleta in med krčenjem nanje prenašajo sile. In pri meduzah so mišice pritrjene na želatinasto snov dežnika. Če oseba upogne roko, potem ko se biceps sprosti, se razširi zaradi delovanja gravitacije ali zaradi krčenja druge mišice - ekstenzorja. Meduze nimajo "dežnikovih ekstenzorskih mišic". Po sprostitvi mišic se dežnik zaradi svoje elastičnosti vrne v prvotni položaj.

Toda za plavanje ni dovolj imeti mišic. Potrebujemo tudi živčne celice, ki dajejo mišicam ukaz za krčenje. Pogosto se verjame, da je živčni sistem meduz preprosta živčna mreža posameznih celic. Toda tudi to je narobe. Meduze imajo zapletene čutilne organe (oči in organe za ravnotežje) in skupke živčne celice- živčni vozli. Lahko bi celo rekli, da imajo možgane. Le da ni tako kot možgani večine živali, ki se nahajajo v glavi. Meduze nimajo glave, njihovi možgani so živčni obroč z živčnih ganglijev na robu dežnika. Iz tega obroča segajo procesi živčnih celic, ki dajejo ukaze mišicam. Med celicami živčnega obroča so neverjetne celice - srčni spodbujevalniki. V njih se brez zunanjega vpliva v določenih intervalih pojavi električni signal (živčni impulz). Nato se ta signal razširi po obroču, prenese na mišice in meduza skrči dežnik. Če te celice odstranimo ali uničimo, se bo dežnik prenehal krčiti. Ljudje imamo podobne celice v srcu.

V nekaterih pogledih je živčni sistem meduz edinstven. Dobro raziskana meduza ima aglanta ( Aglantha digitale) obstajata dve vrsti plavanja - normalno in "reakcija leta". Pri počasnem plavanju se mišice dežnika šibko krčijo in z vsakim krčenjem se meduza premakne za eno dolžino telesa (približno 1 cm). Med »reakcijo bega« (na primer, če meduzo stisneš v lovko) se mišice močno in pogosto krčijo, pri vsakem krčenju dežnika pa se meduza pomakne naprej za 4–5 telesnih dolžin in lahko preleti skoraj pol metra. v sekundi. Izkazalo se je, da se signal do mišic v obeh primerih prenaša po istih velikih živčnih procesih (velikanskih aksonih), vendar z različno hitrostjo! Sposobnost istih aksonov za prenos signalov z različnimi hitrostmi še ni bila odkrita pri nobeni drugi živali.

Kako se imenuje način gibanja meduze? Razred Scyphoid. Reaktivni impulzi živčne "avtoceste" lignjev

Med vodnimi nevretenčarji - prebivalci morij izstopa skupina organizmov, ki jih imenujemo scifoidi. Imajo dve biološki obliki - polipoidno in medusoidno, ki se razlikujeta po anatomiji in načinu življenja. Ta članek bo preučil strukturo meduze in razpravljal tudi o značilnostih njegove življenjske aktivnosti.

Splošne značilnosti razreda skifoidov

Ti organizmi spadajo v vrsto koelenteratov in so izključno morski prebivalci. Scifoidna meduza, katere fotografije so predstavljene spodaj, ima telo v obliki zvona ali dežnika, samo telo pa je prozorno in želatinasto, sestavljeno iz mezogleje. Vse živali tega razreda so potrošniki drugega reda in se hranijo z zooplanktonom.

Za organizme je značilno radialno telo: anatomsko enaki deli, pa tudi tkiva in organi, se nahajajo radialno od srednje vzdolžne osi. Značilen je za živali, ki pasivno plavajo v vodnem stolpcu, pa tudi za tiste vrste, ki vodijo sedeč način življenja (anemone) ali počasi plazijo po substratu (ježki).

Zunanji objekt. Habitat

Ker imajo predstavniki skifoidov dva življenjske oblike- meduze in polipi, upoštevajte njihovo anatomijo, ki ima nekaj razlik. Najprej se učimo zunanja struktura meduze. Če žival obrnemo z dnom zvonca navzdol, najdemo usta, obrobljena z lovkami. Opravlja dvojno funkcijo: absorbira dele hrane in odstrani njene neprebavljene ostanke. Takšni organizmi se imenujejo protostomi. Telo živali je dvoslojno, sestavljeno iz ektoderme in endoderme. Slednji tvori črevesno (želodčno) votlino. Od tod tudi ime:

Vrzel med plastmi telesa je napolnjena s prozorno želatinasto maso - mezoglejo. Ektodermalne celice opravljajo podporo, motoriko in zaščitne funkcije. Žival ima kožno-mišično vrečko, ki ji omogoča gibanje v vodi. Anatomska zgradba meduze je precej zapletena, saj sta ekto- in endoderm diferencirana v različne. Poleg ovojne in mišične so v zunanji plasti tudi vmesne celice, ki opravljajo regenerativno funkcijo (iz katerih se lahko obnovijo poškodovani deli živalskega telesa) .

Zanimiva je zgradba nevrocitov pri skifoidih. Imajo zvezdasto obliko in s svojimi odrastki prepletajo ektoderm in endoderm ter tvorijo skupke – vozle. Živčni sistem ta vrsta se imenuje difuzna.

Endoderm in njegove funkcije

Notranja plast skifoidov tvori gastrovaskularni sistem: prebavni kanali, obloženi z žleznimi (izločajo prebavni sok) in fagocitnimi celicami, segajo iz črevesne votline v žarkih. Te strukture so glavne celice, ki razgrajujejo delce hrane. Pri prebavi sodelujejo tudi strukture kožno-mišične vrečke. Njihove membrane tvorijo psevdopodije, ki zajemajo in vlečejo organske delce. Fagocitne celice in psevdopodije izvajajo dve vrsti prebave: znotrajcelično (kot pri protistih) in votlino, ki je značilna za visoko organizirane večcelične živali.

Pekoče celice

Nadaljujmo s preučevanjem zgradbe skifoidne meduze in razmislimo o mehanizmu, s katerim se živali branijo in tudi napadajo potencialni plen. Scifoidi imajo tudi drugo sistematično ime: razred Cnidarians. Izkazalo se je, da imajo v ektodermalni plasti posebne celice - koprive ali pekoče celice, imenovane tudi cnidocite. Najdemo jih okoli ust in na lovkah živali. Ko je izpostavljena mehanskim dražljajem, se nit, ki se nahaja v kapsuli celice koprive, hitro vrže ven in prebode telo žrtve. Scifoidni toksini, ki prodrejo v cnidocoel, so smrtonosni za planktonske nevretenčarje in ribje ličinke. Pri ljudeh povzročajo simptome urtikarije in kožne hipertermije.

Čutilni organi

Ob robovih zvona meduze, katere fotografija je predstavljena spodaj, lahko vidite skrajšane lovke, imenovane robna telesa - rhopalia. Vsebujejo dva čutila: vid (oči, ki reagirajo na svetlobo) in ravnotežje (statociste, ki izgledajo kot apnenčasti kamenčki). Scifoidi z njihovo pomočjo spoznajo bližajočo se nevihto: zvočni valovi v območju od 8 do 13 Hz se statociste razdražijo in žival se naglo pomakne globlje v morje.

in razmnoževanje

Nadaljujemo s preučevanjem strukture meduze (slika je predstavljena spodaj), poglejmo naprej razmnoževalni sistem skifoid. Predstavljajo ga spolne žleze, ki nastanejo iz vrečk želodčne votline, ki so ektodermalnega izvora. Ker so te živali dvodomne, se jajčeca in semenčice sproščajo skozi usta, oploditev pa poteka v vodi. Zigota se začne drobiti in nastane enoslojni zarodek - blastula, iz nje pa ličinka, imenovana planula.

Prosto lebdi, nato se pritrdi na podlago in se spremeni v polip (scyphistoma). Lahko brsti in je sposoben tudi strobilacije. Oblikuje se kup mladih meduz, imenovanih etri. Pritrjeni so na osrednji prtljažnik. Struktura meduze, ločene od strobile, je naslednja: ima sistem radialnih kanalov, usta, lovke, rhopalia in rudimente spolnih žlez.

Tako se struktura meduze razlikuje od aseksualnega scyphistoma, ki ima stožčasto obliko velikosti 1-3 mm in je pritrjen na površino s pecljem. Usta so obdana z vencem lovk, želodčna votlina pa je razdeljena na 4 vrečke.

Kako se premikajo scifoidi?

Meduza je sposobna Močno potisne del vode in se premakne naprej. Dežnik živali se skrči do 100-140 krat na minuto. Med preučevanjem zgradbe scifoidne meduze, na primer kotnerota ali aurelije, smo opazili takšno anatomsko tvorbo kot kožno-mišična vrečka. Nahaja se v ektodermu, njene celice se približajo eferentna vlakna robni živčni obroč in vozli. Vzbujanje se prenaša na kožno-mišične strukture, zaradi česar se dežnik skrči, nato pa se razširi in potisne žival naprej.

Značilnosti ekologije skifoidov

Ti predstavniki razreda coelenterate so pogosti tako v toplih morjih kot v hladnih arktičnih vodah. Aurelia je scifoidna meduza, katere zgradbo telesa smo preučevali, živi v Črnem in Azovskem morju. Tam je razširjen še en predstavnik tega razreda, Cornerot (rhizostoma). Ima mlečno bel dežnik z vijoličnimi ali modrimi robovi in ustnimi režnji, ki spominjajo na korenine. Turisti, ki počitnikujejo na Krimu, dobro poznajo to vrsto in se med plavanjem poskušajo držati proč od njenih predstavnikov, saj lahko pekoče celice živali povzročijo resne "opekline" na telesu. Ropilema, tako kot Aurelia, živi v Japonskem morju. Barva njegovih ropalij je rožnata ali rumena, same pa imajo številne prstaste izrastke. Krovna mezogleja obeh vrst se uporablja v kitajski in japonski kuhinji pod imenom "kristalno meso".

Cyanea je prebivalka hladnih arktičnih voda, dolžina njenih lovk pa je 2-3,5 m. Strup pekočih celic, ki se nahajajo ob robovih dežnika in na lovkah, je zelo nevaren za človeka.

Preučevali smo zgradbo scifoidnih meduz in se seznanili tudi z značilnostmi njihove življenjske aktivnosti.

V poglavju o vprašanju Kako se giblje meduza? podala avtorica Omamljen Najboljši odgovor je: Meduze se premikajo počasi. scifoidna meduza se giblje po reaktivnem principu in potiska vodo s krčenjem kupole

Odgovor od Alice okvir[novinec]
ahahaha po mojem plava, to je logično :)

Odgovor od ledeniško obdobje[guru]
S pomočjo krznenih blazin ;-))

Odgovor od Pobudnik[guru]
Reaktivni pogon. Tudi hobotnice so hitrejše.

Odgovor od Izperite[guru]
lepo se premika...

Odgovor od Veta[guru]
Najbolj progresivna metoda gibanja vodnih nevretenčarjev je hidrojet. Menijo, da imajo najpreprostejši reaktivni motor enocelične živali - gregarine. Počasi drsijo po vodi brez vidnih gibov. Dolgo smo se spraševali, kako se premikajo. Izkazalo se je, da s sproščanjem kapljic želatinaste snovi iz najmanjših luknjic na telesu odbijajo vodo in se tako premikajo naprej.
Meduze uporabljajo reaktivni način gibanja. Hidroidna meduza ima mišično membrano pritrjeno na spodnji rob dežnika. Z izmeničnim širjenjem in krčenjem meduza potegne vodo pod kupolo in jo nato potisne ven. Ko je voda potisnjena ven, prejme pritisk in se premakne s svojo izbočeno stranjo naprej. Sunki si sledijo vsakih 5-6 sekund, zato meduza počasi plava. Mehkužci pokrovače so podobni hidravličnim motorjem, plavajo ali bolje rečeno skačejo v vodo, zaloputajo z loputami školjk in izpod njih pršijo vodo.

Logika narave je otrokom najbolj dostopna in najbolj uporabna logika.

Konstantin Dmitrijevič Ušinski(03.03.1823–03.01.1871) - ruski učitelj, ustanovitelj znanstvene pedagogike v Rusiji.

BIOFIZIKA: CURKOVNO GIBANJE V ŽIVI NARAVI

Jet metoda gibanja meduz

Meduze so eden najstarejših in najštevilnejših plenilcev na našem planetu! Telo meduze je 98% sestavljeno iz vode in je v veliki meri sestavljeno iz hidriranega vezivnega tkiva - mezogleja deluje kot okostje. Osnova mezogleje je beljakovina kolagen. Želatinasto in prozorno telo meduze ima obliko zvonca ali dežnika (premera nekaj milimetrov). do 2,5 m). Večina meduz se premika na reaktiven način, potiska vodo iz votline dežnika.

Jet pobeg morske školjke pokrovače

Rocker dragonfly larva jet pump

Reaktivni impulzi živčne "avtoceste" lignjev

Hitrost in manevriranje lignjev je razloženo tudi z njegovo odličnostjo hidrodinamične oblikeživalsko telo, zakaj lignji in poimenovali so ga "živi torpedo".

Squid Jet Motor

V bistvu ima lignji dva bistveno različna motorja ( riž. 1a). Pri počasnem premikanju uporablja veliko plavut v obliki diamanta, ki se občasno upogne v obliki tekočega vala vzdolž telesa telesa. Lignji za hitro izstrelitev uporabljajo reaktivni motor.. Osnova tega motorja je plašč - mišično tkivo. Obdaja telo mehkužca z vseh strani in predstavlja skoraj polovico volumna njegovega telesa in tvori nekakšen rezervoar - votlina plašča - "zgorevalna komora" žive rakete, v katerega se občasno vsesa voda. V votlini plašča so škrge in notranji organi lignjev ( riž. 1b).

"Šoba" motorja je opremljena s posebnim ventilom in mišice ga lahko obrnejo. S spreminjanjem kota namestitve lijakaste šobe ( riž. 1c), lignji enako dobro plavajo naprej in nazaj (če plavajo nazaj, je lijak razširjen vzdolž telesa, ventil pa je pritisnjen na njegovo steno in ne ovira vodnega toka, ki teče iz plaščne votline; ko lignji se morajo premakniti naprej, prosti konec lijaka se nekoliko podaljša in upogne v navpični ravnini, njegova odprtina se zruši in ventil zavzame ukrivljen položaj). Sunki curka in vsrkavanje vode v plaščno votlino si z neulovljivo hitrostjo sledijo eden za drugim in lignji drvijo kot raketa v modrini oceana.

Lignji in njegov reaktivni motor - Slika 1

1a) lignji – živi torpedo; 1b) lignjevi reaktivni motor; 1c) položaj šobe in njenega ventila, ko se lignji premikajo naprej in nazaj.

Squid jet motor je zelo ekonomičen, zahvaljujoč kateremu lahko doseže hitrost 70 km/h; nekateri raziskovalci menijo, da celo 150 km/h!

Na podlagi materialov iz čudovitih knjig:
"Biofizika pri pouku fizike" Cecilija Bunimovna Katz,
in "Primati morja" Igor Ivanovič Akimuškina

Literatura:
§ Katz Ts.B. Biofizika pri pouku fizike

§ § Akimuškin I.I. Primati morja
Moskva: Založba Mysl, 1974
§ Tarasov L.V. Fizika v naravi
Moskva: Založba Prosveshchenie, 1988

Cornermouth meduze(latinsko ime Rhizostoma pulmo) je skupina pestrih meduz, ki živi predvsem v toplih morjih. Ta skupina vključuje veliko velikih meduz, ki živijo na obalah Atlantskega oceana, Severnega, Sredozemskega, Črnega in Baltskega morja.

Cornerot meduze se odlikujejo po tem, da nimajo enega samega osrednjega "usta". Njegovo vlogo igra 8 dolgih koreninskih "krakov", ki so med seboj povezani s številnimi luknjicami v sistemu kanalov. Navzven "roke" spominjajo na korenine in stebla morskih rastlin. Zato je taka nenavadno ime- kotna usta Lovk sploh ni. Meduze Cornerota so odlične plavalke. Za razliko od svojih sorodnikov se lahko premikajo v katero koli smer.

Med meduzami skupine cornerota so najbolj znane naslednje: rhizostoma Aldrovandi, Cassiopeia, rhizostoma Tsiviri. Rhizostoma Aldrovandi najdemo v Sredozemskem morju in je "zvon" širok do 80 centimetrov.

Kasiopeja naseljuje obalo Floride in Rdečega morja. Njo način Njeno gibanje je zelo nenavadno: ne plava prosto kot druge meduze, ampak leži na dnu, na koralnem pesku, s spodnjo stranjo obrnjeno navzgor in dela šibke gibe z robovi zvona.

Navadne meduze, ki jih najdemo v vodah Črnega morja, predstavlja vrsta Rhizostoma pulmo. Imajo mlečno ali temno belo, redkeje modrikasto ali vijolično »telo«, s temno modrimi robovi dežnika in rdečkastimi, rumenkastimi ali vijoličastimi »kraki«. Premer dežnika meduze Rhizostoma pulmo se giblje od 20 do 80 centimetrov, višina pa lahko doseže 30 centimetrov. Nekatere meduze se komajda prilegajo v vedro.

Meduze jedo mikroskopski plankton in ribje mladice. Slednje meduze prizadenejo strupene pekoče celice, ki se nahajajo na robovih ustne votline. Ob srečanju s človekom lahko meduza za obrambo uporabi pekoče celice.

Z njimi človeka ne more ubiti, lahko pa povzroči boleče opekline. Premer opekline je včasih 25-50 centimetrov. Takšna opeklina lahko traja več let, da izgine s kože. Pogosto se pri prizadeti osebi kasneje razvije trdovratna alergija na morsko hrano.

Nekatere vrste kornetnih meduz se jedo. Med njimi zavzema posebno mesto užitna rospilema (latinsko ime Rhopilema esculenta), ki je del nacionalne jedi Japonska in Kitajska. "Meso" meduz v teh državah se imenuje "kristal". IN čista oblika“kristalnega mesa” ne uživamo, ampak ga običajno dodamo različnim solatam in izdatno začinimo s poprom, cimetom in muškatnim oreščkom.

Meduze imajo mišice. Res je, da se zelo razlikujejo od človeških mišic. Kako so zgrajeni in kako jih meduza uporablja za gibanje?

Meduze so v primerjavi z ljudmi dokaj preprosta bitja. Njihovo telo nima krvnih žil, srca, pljuč in večine drugih organov. Meduze imajo usta, ki se pogosto nahajajo na peclju in so obdana z lovkami (vidno spodaj na sliki). Ustje vodi v razvejano črevo. A b O Večji del telesa meduze je sestavljen iz dežnika. Na njegovih robovih pogosto rastejo tudi lovke.

Dežnik meduze je sestavljen iz želatinaste elastične snovi. Vsebuje veliko vode, ima pa tudi močne vlaknine iz posebnih beljakovin. Zgornja in spodnja površina dežnika sta pokriti s celicami. Tvorijo ovojnico meduze - njeno "kožo". Vendar se razlikujejo od naših kožnih celic. Prvič, nahajajo se le v eni plasti (v zunanji plasti kože imamo več deset plasti celic). Drugič, vsi so živi (odmrle celice imamo na površini kože). Tretjič, prekrivne celice meduz imajo običajno mišične procese; Zato se imenujejo dermalno-mišični. Ti procesi so še posebej dobro razviti v celicah na spodnji površini dežnika. Mišični procesi se raztezajo vzdolž robov dežnika in tvorijo krožne mišice meduze (nekatere meduze imajo tudi radialne mišice, ki se nahajajo kot napere v dežniku). Ko se krožne mišice skrčijo, se dežnik skrči in izpod njega se vrže voda.

Pogosto piše, da meduze nimajo pravih mišic. A izkazalo se je, da temu ni tako. Pri mnogih meduzah je pod plastjo kožno-mišičnih celic na spodnji strani dežnika druga plast – prave mišične celice (glej sliko).

Človek ima dve glavni vrsti mišic - gladke in progaste. Gladke mišice so sestavljene iz navadnih celic z enim samim jedrom. Zagotavljajo krčenje sten črevesja in želodca, mehurja, krvnih žil in drugih organov. Progaste (skeletne) mišice pri ljudeh so sestavljene iz ogromnih večjedrnih celic. Odgovorni so za gibanje naših rok in nog (pa tudi jezika in glasilk, ko govorimo). Progaste mišice imajo značilno nabranost in se krčijo hitreje kot gladke mišice. Izkazalo se je, da pri večini meduz gibanje zagotavljajo tudi progaste mišice. Samo njihove celice so majhne in enojedrne.

Toda za plavanje ni dovolj imeti mišic. Potrebujemo tudi živčne celice, ki dajejo mišicam ukaz za krčenje. Pogosto se verjame, da je živčni sistem meduz preprosta živčna mreža posameznih celic. Toda tudi to je narobe. Meduze imajo zapletene čutilne organe (oči in organe za ravnotežje) in skupke živčnih celic – živčne ganglije. Lahko bi celo rekli, da imajo možgane. Le da ni tako kot možgani večine živali, ki se nahajajo v glavi. Meduze nimajo glave, njihovi možgani pa so živčni obroč z živčnimi gangliji na robu dežnika. Iz tega obroča segajo procesi živčnih celic, ki dajejo ukaze mišicam. Med celicami živčnega obroča so neverjetne celice - srčni spodbujevalniki. V njih se brez zunanjega vpliva v določenih intervalih pojavi električni signal (živčni impulz). Nato se ta signal razširi po obroču, prenese na mišice in meduza skrči dežnik. Če te celice odstranimo ali uničimo, se bo dežnik prenehal krčiti. Ljudje imamo podobne celice v srcu.

Splošne značilnosti razreda skifoidov

Zunanji objekt. Habitat

Ker imajo predstavniki skifoidov dve življenjski obliki - meduze in polipe, razmislimo o njihovi anatomiji, ki ima nekaj razlik. Najprej preučimo zunanjo strukturo meduze. Če žival obrnemo z dnom zvonca navzdol, najdemo usta, obrobljena z lovkami. Opravlja dvojno funkcijo: absorbira dele hrane in odstrani njene neprebavljene ostanke. Takšni organizmi se imenujejo protostomi. Telo živali je dvoslojno, sestavljeno iz ektoderme in endoderme. Slednji tvori črevesno (želodčno) votlino. Od tod tudi ime: vrsta coelenterate.

Vrzel med plastmi telesa je napolnjena s prozorno želatinasto maso - mezoglejo. Ektodermalne celice opravljajo podporne, motorične in zaščitne funkcije. Žival ima kožno-mišično vrečko, ki ji omogoča gibanje v vodi. Anatomska zgradba meduze je precej zapletena, saj sta ekto- in endoderm diferencirana v različne. Poleg pokrovne in mišične zunanja plast vsebuje tudi vmesne celice, ki opravljajo regenerativno funkcijo (iz katere lahko poškodovani deli živalskega telesa obnoviti).

Zanimiva je zgradba nevrocitov pri skifoidih. Imajo zvezdasto obliko in s svojimi odrastki prepletajo ektoderm in endoderm ter tvorijo skupke – vozle. Živčni sistem te vrste se imenuje difuzen.

Endoderm in njegove funkcije

Pekoče celice

Čutilni organi

Ob robovih zvona meduze, katere fotografija je predstavljena spodaj, lahko vidite skrajšane lovke, imenovane robna telesa - rhopalia. Vsebujejo dva čutila: vid (oči, ki reagirajo na svetlobo) in ravnotežje (statociste, ki izgledajo kot apnenčasti kamenčki). Scifoidi z njihovo pomočjo spoznajo bližajočo se nevihto: zvočni valovi v območju od 8 do 13 Hz dražijo statociste in žival se naglo pomakne globlje v morje.

in razmnoževanje

V nadaljevanju preučevanja strukture meduze (slika je predstavljena spodaj) se bomo osredotočili na reproduktivni sistem skifoidov. Predstavljajo ga spolne žleze, ki nastanejo iz vrečk želodčne votline, ki so ektodermalnega izvora. Ker so te živali dvodomne, se jajčeca in semenčice sproščajo skozi usta, oploditev pa poteka v vodi. Zigota se začne drobiti in nastane enoslojni zarodek - blastula, iz nje pa ličinka, imenovana planula.

Kako se premikajo scifoidi?

Meduza je sposobna Močno potisne del vode in se premakne naprej. Dežnik živali se skrči do 100-140 krat na minuto. Med preučevanjem strukture scifoidne meduze, na primer kuterote ali aurelije, smo opazili takšno anatomsko tvorbo kot kožno-mišična vrečka. Nahaja se v ektodermu; eferentna vlakna obrobnega živčnega obroča in ganglijev se približujejo njegovim celicam. Vzbujanje se prenaša na kožno-mišične strukture, zaradi česar se dežnik skrči, nato pa se razširi in potisne žival naprej.

Značilnosti ekologije skifoidov

Cyanea je prebivalka hladnih arktičnih voda, dolžina njenih lovk pa je 2-3,5 m. Strup pekočih celic, ki se nahajajo ob robovih dežnika in na lovkah, je zelo nevaren za človeka.

Preučevali smo zgradbo scifoidnih meduz in se seznanili tudi z značilnostmi njihove življenjske aktivnosti.