Губки

Губки – это наиболее примитивная группа прикрепленных многоклеточных животных. Их тело еще лишено каких-либо признаков настоящих тканей или органов, а сложено из многих типов клеток (пинакоциты, хоаноциты, амебоциты и др.), выполняющих вполне определенную роль в жизнедеятельности организма или даже меняющих свою функцию в зависимости от физиологической потребности губки в данный момент ее жизни (построение скелета, образование эпидермиса, питание или размножение).

Губки представляют собой (в наиболее примитивном состоянии) простое мешковидное тело с одним относительно большим отверстием (устьем) и множеством мелких пор на внешней стороне, пронизывающих тонкую стенку тела и ведущих через водоносные каналы во внутреннюю полость. В свою очередь, вся центральная полость выстлана особыми воротничковыми клетками – хоаноцитами, главным отличием которых является длинный жгутик. Постоянное вращение жгутиков вызывает ток воды, направленный извне вовнутрь и напоминает работу насоса. За 1 час губка прокачивает через себя до 10 объемов собственного тела, выполняя, тем самым роль естественного фильтра в водоеме. Вместе с током воды в губку попадают различные простейшие животные и микроводоросли, составляющие основу питания организма, и растворенные минеральные и органические вещества, необходимые для нормального функционирования организма. Пищеварение у губок внутриклеточное, так как питательные веществазахватываются и передаются в другие клетки протоплазмой хоаноцитов. Параллельно с питанием происходят процессы дыхания и выделения продуктов обмена. У более сложно устроенных губок внутренняя полость не гладкая: она образована множеством мелких камер, выстланных жгутиковыми клетками и сообщающихся с внешней средой и внутренней полостью сложной системой каналов вводных и выводных протоков.

Половое размножение и эмбриональное развитие происходит внутри материнского организма. Сформированные личинки (встречается несколько типов) выходят через систему каналов во внешнюю среду, некоторое время свободно плавают, а затем оседают на подходящий субстрат и дают начало новому организму. Также не редкость у губок и бесполое размножение посредством почкования или простым фрагментированием.

Разнообразен по своему клеточному составу средний слой тела губок – мезодерма. В этом слое расположены всевозможные типы клеток. Наиболее интересны склеробласты и спогобласты – типы клеток, функционально ответственных за образование скелета у организма. Скелет губок состоит из множества типов иголок и/или особого вещества – спонгина, близкого по химическому составу к шелку. Эти скелетные элементы, связанные вполне определенным порядком, образуют ригидный остов губки, позволяющий ей сохранять форму тела в изменяющейся водной среде.

Возникли губки в нижнем кембрии – более 550 миллионов лет тому назад. На протяжении девона они были основными рифобразующими животными, но сейчас им на смену пришли кораллы. А 150 миллионов лет назад появились уже прямые предки ныне встречающихся губок. Их основные морфологические признаки (тип и форма скелета; состав и взаимное расположение мега- и микросклер и т.д.) не сильно изменились со временем, а историю некоторых семейств и родов можно проследить до настоящего времени. В современной научной литературе описано более 7000 видов морских и пресноводных губок. Если средиземноморский и карибский бассейны Мирового океана хорошо изучены на протяжении последних 100 лет и существует вполне определенное представление об их видовом составе, то фауна Австралии, Папуа – Новой Гвинеи, Индо-Малайского архипелага только сейчас интенсивно разрабатывается учеными-спонгиологами. По имеющимся данным ныне существует примерно 15000 видов губок.

Истинный возраст губки определить без специальных методик и научной аппаратуры трудно. Долговременные визуальные наблюдения за живыми популяциями некоторых представителей губок в естественной среде показали, что они – долгоживущие организмы. Некоторые животные – представители отряда Гаплосклерида – растут очень быстро (несколько сантиметров в неделю). Низкими темпами роста отличаются редко встречающиеся Склероспонгии: их возраст определяется 5-ю тысячами лет, что дает право называть эти губки чемпионами среди долгожителей на нашей планеты. Другое подходящее для них название – живые ископаемые.

До сих пор нет единого мнения относительно классификации типа Губки. Постоянное открытие новых полезных для таксономии неморфологических признаков из других областей современной науки (генетика, биохимия, биоорганическая химия и т.д.) приближают нас к построению естественной системы, но вряд ли этот процесс будет завершен в ближайшем будущем.

Тип Губки делится на 3 класса – Шестилучевые, Известковые и Настоящие губки. Для шестилучевых, или стеклянных губок, обитающих, как правило, на больших глубинах в Мировом океане, основным признаком является шестилучевая симметрия скелетных спикул. Преобладание, в количественном выражении массы спикул над общим весом организма делает эти губки похожими на творения искусных стеклодувов и создает впечатление неживого организма.

Некоторые виды губок объемной формы и с ограниченной "сетчатым покрывалом" полостью внутри сожительствуют с десятиногими раками. На ранней стадии развития, когда эта полость еще не закрылась, там поселяется креветка. Впоследствии она оказывается "замурованной" внутри; тем самым, получая бесплатное и бессрочное укрытие от хищников. Пища для нее свободно проходит через решетчатое тело губки. Естественных врагов у губок практически нет. Лишь иногда ими питаются голожаберные моллюски или рыбы. А вот примеров использования тела губок как места постоянного жительства сколь угодно много – от простейших до рыб.

Главный отличительный признак класса Известковых ясен уже из названия. Скелет губок исключительно известковый, что легко проверить с помощью нескольких капель соляной кислоты (спикулы растворяются без остатка). Губки мелкие, невзрачные, легко ломающиеся. Населяют в основном мелководные участки, и их часто можно встретить в выбросах на берегу Японского моря сразу после шторма. Эта группа считается наиболее примитивной, так как тип канальной системы у многих представителей аскоидный или сикоидный, деление спикул на мегасклеры и микросклеры отсутствует, мезохиль слабо развит, исключительно живородящие.

Более 95% ныне живущих губок образуют класс Настоящих губок (14 отрядов, 71 семейство, более 1000 родов). Скелет представителей этого класса состоит только из спонгиновых тяжей или из тяжей вместе с кремниевыми спикулами (хотя некоторые реликтовые склероспогии имеют массивный известковый скелет и свободные кремниевые спикулы). Встречаются как в морских, так и в пресных водоемах. Внутри этого класса выделяются на основе морфологии личинок и жизненной стратегии три подкласса – Хомосклероморфа, Четырехлучевые и Церактиноморфа.

Скелет наиболее примитивного подкласса Хомосклероморфа состоит из четырехлучевых спикул и их производных, расположенных вокруг хоаноцитных камер. Дифференциация на мегасклеры и микросклеры отсутствует, хотя размерные категории между типами можно выделить. Спикулы обычно маленькие (100 микрон), без точного месторасположения в теле. Некоторые виды вообще лишены скелета. Это в основном маленькие губки (1-2 см). Их можно встретить (представители родов Плакина или Плакортис) на камнях на небольшой глубине в заливе Петра Великого. Следует отметить, что практически все губки чувствительны к качеству воды и в загрязненных или с плохим обменом воды акваториях не встречаются.

Представители четырехлучевых губок преимущественно яйцекладущие, хотя у некоторых видов молодые губки инкубируются внутри материнского организма. Спикулы четырехлучевые и/или двухлучевые, а микросклеры звездчатого типа. Вся скелетная структура радиальная или с усиленным осевым расположением спикул. Наиболее ярких представителей этой группы отличает характерный внешний вид – крупные, с выступающими над поверхностью иглами. При неосторожном обращении с ними легко получить долго не заживающие раны. Концы очень тонких спикул обламываются под кожей и вызывают местное воспаление и сильный зуд. Наряду с механическими повреждениями возможна и сильнейшая аллергия. Губки (разные виды из родов Тедания, Биемна, Ирциния) могут вызывать сильные химичеcкие ожоги, что увеличивает риск гибели неосторожных пловцов. В Японском море нет опасных для жизни губок, но некоторые обитатели Курильских островов способны вызывать устойчивую аллергию и ринит (Biemna variantia). А среди легко доступных в заливе Петра Великого представителей этой группы можно встретить космополитичный вид пробковая губка (Suberites domunculа). Эта губка растет в основном на старых раковинах брюхоногих моллюсков, которые, в свою очередь, облюбовали раки-отшельники. Губка целиком обрастает раковину и своим оранжевым телом хорошо маскирует хозяина. Губки рода Cliona известны своей приверженностью к сверлению ходов в раковинах двустворчатых моллюсков. Особенные хлопоты она доставляет устричным фермам. Как только появляются сквозные отверстия – моллюск погибает.

Для губок подкласса Церактиноморфа характерно живорождение. Скелет состоит из кремниевых спикул (монаксоны или диактины, но никогда не тетрактины) и хорошо развитых спонгиновых волокон, а микросклеры разнообразных типов, но не звездообразные. Еще несколько десятков лет тому назад коммерческое значение имели губки, всецело лишенные минерального скелета, – туалетные, или банные, губки. Сейчас они весьма дороги, так как добываются и изготавливаются вручную. Много видов из отряда Гаплосклерида можно наблюдать в нашем регионе на мелководье. Это некрупные, часто зеленоватого цвета, мягкие, легко рвущиеся комкообразные губки. Иногда встречаются вазовидные Mycale spp.; у вытащенных из воды образцов практически сразу происходит отделение мягких частей тела, и в руках остается хорошо развитый ажурный скелет. Чрезвычайно пластичная губка морской каравай (Halichondria panicea) обитает повсеместно на разных глубинах в наших морях. Если она живет на мелководье, то становится мягкой и упругой, как мяч, но на больших глубинах, где течения не такие сильные, более похожа на кекс.

Губки, как источник новых биологически активных веществ, уже давно стали любимыми объектами для исследователей. Недавнее открытие веществ, обладающих сильными антималярийными свойствами у Цимбастела, антибиотическими – у Клатрия, антигрибковыми – у Какоспонгия, поможет создать новые эффективные лечебные препараты.

Красохин В.Б. (ТИБОХ ДВО РАН)