И поэтому открытие, которое применимо к одной ее форме, можно отнести и ко всем остальным. Благодаря чему, кстати, были изучены функции многих и разработаны способы лечения опасных заболеваний.
Примеры аналогичных и гомологичных органов
Нельзя, однако, опираясь на родственность всего живого на земле, смешивать гомологичные и аналогичные органы. Первые имеют одинаковую структуру и развиваются из тех же зачатков эмбриона, подтверждая единство происхождения (например, пятипалая конечность разных видов животных). А вот аналогичные органы, зачастую выполняющие одинаковую функцию у разных животных, имеют различные зачатки.
Распространенный пример таких случаев - крыло. Оно и у насекомых, и у птиц выполняет идентичную функцию. Но у насекомых - это хитиновые выпячивания на поверхности спины, а у птиц - передние конечности, видоизменившиеся в процессе эволюции. Такую же параллель можно провести между жабрами у и у рыб.
Глаза человека и осьминога также можно определить как аналогичные органы. Несмотря на внешнее сходство, они абсолютно
различны по строению. Хрусталик человеческого глаза зафиксирован, а сам глаз является выростом из зачатка головного мозга. В то время как у осьминога органы зрения - это образование из покрова тела, в которых линза хрусталика приближается или удаляется от сетчатки, наводясь на объект внимания животного, чтобы установить верный фокус.
Примеры аналогии можно рассмотреть даже среди пигментов, таких как гемоглобин и гемоцианин. Они одинаково переносят кислород, но их молекулярная структура имеет большие различия.
Рудименты
По-своему подтверждают теорию
К последним относят, как правило, те органы, что не выполняют свою изначальную функцию, утратив ее в процессе эволюции. Но нельзя считать абсолютно бесполезными все рудименты. Они просто зачастую выполняют менее важные действия.
Так, например, крылья страуса можно определить как ибо они не справляются с основной задачей птичьего крыла, а используются им для привлечения самок и для поддержания равновесия во время бега. Таким образом, сложность строения данного органа неадекватна простоте выполняемой им задачи. Это и является признаком рудимента.
К рудиментам можно отнести глаза крота и слепыша, которые или вообще ничего не видят, или только различают темноту и свет.
У человека данную характеристику имеют хвостовые позвонки, мышцы, которые
помогали нашим предкам поднимать дыбом шерсть, и мышцы для шевеления ушами. Всем известен еще один человеческий рудимент - отросток (аппендикс).
Атавизмы
Когда же у особи появляются признаки, свойственные ее отдаленным предкам - это явление называется атавизмом. Например, появление у некоторых людей сплошного волосяного покрова на теле или добавочной пары молочных желез, хвостовидный отросток у человека или задние плавники у дельфина.
Появление атавизмов можно объяснить наличием генов, отвечающих за данный признак в ДНК. Но они уже давно не функционируют, так как их действие подавлено другими генами.
Гомологичные и аналогичные органы, рудименты и атавизмы - все это является несомненным подтверждением единства происхождения жизни существ, населяющих Землю.
Осьминоги - это животные, относящиеся к головоногим моллюскам. В отряде животных "осьминоги" выделено 200 различных видов. Самыми близкими их родственниками в данном типе считаются кальмары и каракатицы. К самым дальним относят всех брюхоногих и двустворчатых моллюсков.
Внешний вид осьминога
На первый взгляд, его вид может озадачить. Но в итоге всё оказывается просто и понятно, где у него и какие части тела находятся. Само тело по форме похоже на мешок и называется мантией. Спереди она соединена с большой головой с двумя, расположенными на ней, выпуклыми глазами. Их рот очень маленький. Вокруг рта хитиновые челюсти, которые называют клювом. С помощью этого клюва осьминоги измельчают пищу, потому что целиком проглотить не смогут. Помимо этого, чуть дальше в глотке, у них находится специальная тёрка. Этой тёркой осьминоги перетирают не дожёванную клювом еду в кашицу. Анальное отверстие спрятано под мантией.
Вокруг рта расположены щупальца, которых всегда 8 штук. Щупальца осьминога очень длинные и с мускулами, а снизу покрыты большим количеством присосок разного размера. Присоски располагаются на щупальцах в 1-3 ряда. Одной присоской только за счёт работы мышц, без учёта прилипания, осьминог может удерживать примерно 100 грамм веса. Между собой щупальца объединены мембраной небольшого размера, которую называют умбреллой. Около 20 существующих видов осьминогов имеют на боку с двух сторон плавники небольшого размера. У этих видов плавники используются в качестве руля, а не для отталкивания от воды и передвижения.
Под глазами у осьминога находится сифон
, который выглядит как короткая трубочка или небольшое отверстие. С помощью сифона в мантийную полость набирается вода. Используя сокращение мускул мантии, осьминог из мантийной полости выталкивает с силой воду, которая двигает его тело. Для изменения направления, он поворачивает сифон и выталкивает воду в другую сторону. По твёрдой или вертикальной поверхности в воде осьминоги перемещаются ползком, используя щупальца.
Кровь у них голубого цвета за счет гемоцианина. Это такой особый пигмент, который заменяет гемоглобин. Жабры спрятаны в мантийной полости и необходимы не только чтобы дышать, но и для выделения продуктов распада. Также у них есть специальный чернильный мешок, который накапливает в себе красящее защитное вещество.
Самые большие осьминоги вырастают до длины в 3 метра и 50 килограмм веса. Наиболее распространённые виды от 0,2 до 1 метра в длину. Исключением являются только самцы из вида аргонавтов. Они намного меньше самок своего вида, редко вырастают даже до длины 1 см.
За счёт отсутствия костей, эти животные могут легко изменять форму и находиться в ограниченном пространстве.
Органы чувств осьминога
Среди беспозвоночных осьминоги считаются самыми высокоинтеллектуальными. У них сильно развиты все органы чувств. Наиболее совершенны среди частей тела глаза. По размеру не только крупные, но и очень сложно работают. Принципиально способ формирования изображения у глаз осьминога и человека не различается. Каждым глазом осьминог видит своё изображение. Но при необходимости, чтобы что-нибудь рассмотреть повнимательней, могут сближать глаза и фокусировать на объекте.
Угол зрения их выпуклых глаз почти доходит до 360 градусов. На глазах находится хрусталик с ориентированной наружу сетчаткой. Форма зрачков прямоугольная. Кожа вся покрыта светочувствительными клетками, по которым они могут определить с какой стороны направлен свет.
Рецепторы вкуса находятся на присосках, на щупальцах. Специальных органов для слуха у них нет, но есть способность слышать инфразвуки. Обычно кожа у них бурым, красным или желтым цветом. Хотя, в зависимости от ситуации, они могут изменять цвет кожи как хамелеоны. Принцип изменения окраски такой же, как и у рептилий. Текущий цвет находится в прямой зависимости от самочувствия или настроения животного, а также от окружающей среды. При испуге его кожа становится бледнее, а в гневе может покраснеть или даже почернеть.
Интересный факт, что изменение окраски имеет прямую зависимость от визуального восприятия. Если ослепить осьминога, то он потеряет возможность изменять цвет. Если ослепить его на один глаз, то он будет менять окраску только на той стороне тела, на которой видит. Небольшую роль в том числе играют и осязательные светочувствительные клетки на коже.
Приносят потомство эти животные только один раз в жизни. Периоды, когда они размножаются, выпадают на апрель и октябрь. В некоторых случаях сроки сдвигаются и приходятся на июнь и октябрь. Хотя и живут они в среднем не более 2 лет. За некоторое время до брачного сезона у самцов один из щупальцев трансформируется в орган, необходимый для размножения. Называют этот орган термином "гектокотиль
".
Используя свой новый орган, мужская особь перекладывает половые клетки в мантийную полость женской особи. После этого ещё несколько месяцев самка живёт обычной жизнью. Только через продолжительное время она начинает откладывать яйца. В одной кладке может быть большое количество яиц: от 40 до 190 тысяч штук.
После выкладывания яиц, женская особь становится самым заботливым животным по отношению к своим будущим детям. Иногда до 4 месяцев самке приходится ожидать появления личинок. Всё это время она не отходит от яиц, очищает их от мусора и оберегает от других морских животных. Часто бывает, что истощённая от голода самка, не выдерживает и гибнет. Самцы, после того как передадут мужские половые клетки, тоже умирают .
Личинки, которые вылупились из яиц, с первых дней жизни уже самостоятельны.
Чем питаются осьминоги
Основной пищей для осьминогов являются следующие виды морских животных:
- Рыба;
- ракообразные;
- моллюски.
Придонные виды по способу питания можно отнести к хищникам подстерегающего типа. Такой тип охоты у них используется, так как осьминоги не приспособлены быстро передвигаться или плыть. Притаившись в укромном месте, они с большим терпением выжидают, когда будет проплывать рядом какая-нибудь рыба, краб, омар или лангуст. Потом в нужный момент резко кидаются на них, охватывая вокруг своими щупальцами . Так, что уже не вырваться.
Камчатские крабы являются для них самой любимой едой. Поймав краба, осьминог зажимает его щупальцами со всех сторон, и уносит в своё убежище. Бывают случаи, когда осьминогу удаётся поймать и утащить к себе сразу нескольких ракообразных. Предпочитают также охотиться на бычков и камбал. Используя присоски на щупальцах, захватывают добычу. Одна присоска диаметром около 3 сантиметров, может выдержать 3 килограмма. А так как у осьминога этих присосок сотни, сила будет большая.
Все виды этих головоногих моллюсков относятся к хищным животным. Перед тем как употребить в пищу свою жертву, они захватывают её щупальцами и умерщвляют ядом. Раковины животных разбиваются клювом, который расположен около рта. Также у каждого осьминога сильно выделяются свойственные только ему предпочтения в еде и в способах добывания этой еды.
Основные враги осьминогов
К основным врагам относят следующих животных:
- Дельфин;
- морской лев;
- тюлень;
- мурена;
- акула;
- птица;
- более крупная особь.
Если осьминог почувствует или заметит врага, сначала будет пытаться защитить себя. Во-первых, попытается "убежать" на полусогнутых щупальцах или медленно уплыть. Если он напуган, то может рывками увеличивать свою скорость передвижения до 15 км/час. Дальше будет искать куда спрятаться или замаскироваться, сменив окраску. Маскируются под окружающий ландшафт они даже тогда, когда им не угрожает никакая опасность. Если грунт мягкий, то зарываются в песок. Если испуг очень сильный, то выпускается темноокрашенная жидкость, с помощью которой противник дезориентируется. Может пожертвовать щупальце врагу, если схватили и нет возможности вырваться.
Тело у осьминогов короткое, мягкое, сзади овальное. Рот осьминога снабжён двумя мощными челюстями, похожими на клюв попугая. В глотке тёрка, которая перетирает пищу.
У осьминога три сердца: одно гонит голубую кровь по всему телу, а два других - проталкивают кровь через жабры.
На голове восемь длинных щупалец. Они имеют от одного до трёх рядов присосок. На всех восьми щупальцах взрослого осьминога присосок около 2000!
Некоторые виды осьминогов ядовиты. Синекольчатые осьминоги, обитающие у западных берегов Тихого океана, относятся к числу самых ядовитых животных мира.
Нервная система и органы чувств.
Головной мозг осьминога один из самых развитых среди беспозвоночных. Мозг имеет форму бублика и расположен вокруг пищевода. Глаза большие, зрачок прямоугольный.
Окрас
Осьминог обладает способностью изменять окраску, приспосабливаясь к окружающей среде. Обычный окрас - коричневый. Если осьминог напуган - он белеет, если разгневан, то краснеет.
Размер и масса.
Продолжительность жизни осьминога – до 5 лет. Длина взрослых особей варьируется от 1 сантиметра до 4 метров. Масса осьминогов достигает 50 кг. Осьминог Дофлейна может достигать длины 960 см и массы 270 кг.
Питание.
Хищники. Поедают моллюсков, ракообразных, рыбу. Добычу осьминог захватывает всеми восемью щупальцами. Осьминог своим клювом кусает жертву, удерживая её присосками. При этом яд слюны попадает в рану жертвы.
Поведение и образ жизни
Большинство осьминогов ведёт придонный образ жизни, обитая среди камней, скал и водорослей. Днём осьминоги менее активны, чем ночью, поэтому их считают ночными животными.
По твёрдой поверхности осьминог передвигается ползком, используя щупальца с присосками. Может также плавать щупальцами назад - набирая воду и с силой выталкивая её. Он уступает в скорости рыбам. Поэтому охотиться осьминог предпочитает из засады, а от преследователей старается спрятаться.
У осьминогов есть необычная способность - благодаря отсутствию костей они могут менять форму. Некоторые осьминоги во время охоты распластываются на дне, маскируясь под камбалу. Также они могут свободно проходить в отверстия диаметром 6 сантиметров.
Благодаря мягкому, эластичному телу осьминоги могут проникать через отверстия и щели, гораздо меньшие обычных размеров их тела, что позволяет прятаться во всевозможных убежищах. Селятся даже в ящиках, бидонах, автомобильных шинах и резиновых сапогах. Предпочитают укрытия с узким входом и просторным помещением. Жилище своё содержат в чистоте: «подметают» струей воды, объедки складывают снаружи в мусорную кучу. При приближении врагов спасаются бегством, прячась в расщелинах скал и под камнями.
Удирая, осьминоги многих видов выпускают струйки чернил - тёмной жидкости, вырабатываемой специальными железами. Эта жидкость повисает в воде в виде бесформенных полупрозрачных пятен. Эти пятна - своего рода ложные цели, предназначенные для того, чтобы отвлечь на себя внимание нападающего и позволить осьминогу скрыться.
У осьминогов есть защитное приспособление - схваченное врагом щупальце может оторваться, но продолжать двигаться и отвлекать хищника преследующего осьминога.
Интеллект
Осьминогов считают самыми «умными» среди всех беспозвоночных: они поддаются дрессировке, имеют хорошую память, различают геометрические фигуры. Если проводить с осьминогом достаточно времени, он становится ручным.
Размножение
Самка устраивает гнездо в норе обложенной валом из камней и ракушек или в пещерке на мелководье, где откладывает до 80 тысяч яиц. Самка всегда ухаживает за яйцами: она постоянно вентилирует их, пропуская воду. Щупальцами она убирает посторонние предметы и грязь.
Тайны глубин мирового океана не перестают удивлять человека. Ученые планеты постоянно делают открытия, изучая жителей морей и океанов. Всем известен такой моллюск, как осьминог или спрут. Он просто завораживает своей грациозностью и загадочностью. С человеческими глазами сравним , да и видит он вообще что-нибудь?
Не выдумывать велосипеда — призывает известная поговорка, когда те или иные вещи уже существуют. Однако, этого сказать об эволюции глаз нельзя — большинство ученых считают, что органы зрения, в ходе эволюции, возникали 40-100 раз! Они настолько разнообразны у имеющихся в столь отличных друг от друга существ, что общность их происхождения сомнительна. Однако существует и противоположное мнение — все многообразие глаз имеет единый генетический шаблон, независимо как и у кого они возникли …
Глаза осьминога — как видит осьминог в воде
Классическим примером различия строения глаз у разных групп живых существ является их строение у позвоночных животных, в частности у человека, и головоногих моллюсков, вроде осьминогов.
Глаза осьминога — как видит осьминог в воде
Ученых больше всего удивляет то, что строение нашего глаза и осьминога удивительно похоже, однако, они настолько похожи, насколько и отличны. Разница заключается в тонком строении сетчатки. У нас глаз построен «наизнанку» — сетчатка, которая находится на дне задней камеры глаза, лежит под слоем нервных волокон образованных «ганглийными», «амакриновыми», биполярными и горизонтальными клетками.
Поэтому свет, поступающий через роговицу должен сначала пройти через эти слои клеток прежде, чем достигнет светочувствительных рецепторов — палочек и колбочек. У осьминогов же все наоборот — светорецепторы лежат на поверхности нервных волокон. Но это не вся разница.
У позвоночных животных имеется, так называемое, «слепое пятно» — это место схождения нервных волокон от световых рецепторов, которое не воспринимает ни света, ни изображения, а у головоногих моллюсков, его нет, потому их нервы чувствительные клетки.
Эти различия являются куда более глубокими, чем это кажется на первый взгляд — они свидетельствуют о различных способах формирования глаз у этих групп животных. У осьминогов глаза эволюционно, а соответственно, и «эмбиронально», образовавшиеся в результате прогиба (инвагинации) поверхности кожи головы, а у позвоночных — вследствие разрастания отростков мозга (нервной трубки).
Если у осьминога строение глаз «наоборот», то как же он видит? Но нам невозможно влезть в его «шкуру» и посмотреть на подводный мир и его обитателей глазами осьминога. Это опять для нас очередная тайна .
Видео — как же осьминог добрался до воды — он чувствует телом или все-таки видит…
Глаза осьминога — как видит осьминог в воде Глаза осьминога — как видит осьминог в воде
). Представители последнего подкласса все ископаемые. Удивительный камерный глаз головоногих развился у двужаберных - к ним относятся десятиногие (кальмары - Loligo и др. и каракатицы - Sepia и др.) и осьминоги (Octopus и др.). Глаза у двух этих отрядов похожи и считаются среди зоологов выдающимся примером конвергентной эволюции . Глаза не только практически идентичны у этих двух отрядов двужаберных, но и их структура и функция поразительно схожи с глазами рыб , хотя и построены из совершенно иных элементов. И это при том, что общий предок головоногих и рыб существовал около полумиллиарда лет назад в докембрийском периоде. Похоже на то, что за более чем 500 миллионов лет свободноплавающие позвоночные и головоногие нащупали аналогичные решения проблемы зрения. Интересующиеся философскими аспектами биологии могут поразмыслить над такой поразительной конвергенцией, (см также гл. 4), и над тем, что эволюционный отбор приводит к сходным решениям в очень удаленных друг от друга линиях. Два латеральных глаза двужаберных располагаются на стебельках по обе стороны головы и защищены соединительной тканью и хрящевидной капсулой. Глаза - крупные и выступающие над поверхностью тела. У небольшого осьминога Octоpus диаметр глаза 10 -15 мм, но у гигантского кальмара Architeuthis, по некоторым сообщениям, он может достигать почти полуметра (40 см)! Внешние мышцы глаза обеспечивает возможность глазному яблоку двигаться в глазной впадине; есть данные, что имеются и оптокинетические рефлексы, до некоторой степени схожие (хотя и более медленные) с рефлексами позвоночных. Радужина также снабжена мышцами, так что апертура зрачка может изменяться в ответ на изменения интенсивности освещенности. Перед хрусталиком располагается заполненная водянистой жидкостью полость, спереди ограниченная прозрачной роговицей. У некоторых видов передняя камера открыта во внешнюю среду и, потому заполнена морской водой. Позади хрусталика глазной бокал заполнен стекловидным телом, которое, как и у позвоночных, удерживает на месте сетчатку. Сам хрусталик удерживается на месте цилиарным телом, однако метод фокусировки радикально отличается от такового у позвоночных. Вместо изменения кривизны хрусталика цилиарные мышцы сжимают само глазное яблоко и, таким образом, передавая давление на стекловидное тело, сдвигают хрусталик вперед. Иными словами, глаз головоногого фокусирует свет на сетчатке подобно тому, как в фотокамере. Серебристый эпителий покрывает радужину и простирается еще несколько кзади. Рис 14.12 показывает поперечный срез типичного глаза головоногого.
Возможно, наиболее интересной особенностью глаза головоногих является их сетчатка . И у десятиногих, и у восьминогих фоторецепторы - рабдомерные и называются клетками ретинулы ( рис. 14.13а). Сетчатка белемноидов не страдает от нелепостей морфогенеза сетчатки позвоночных: клетки ретинулы не покрыты нейральной сетчаткой и не отвернуты от поступающего света, а примыкают к стекловидному телу и направлены к хрусталику. С другой стороны, клетки ретинулы схожи с палочками позвоночных (которые, естественно, являются клетками ресничного типа) тем, что в них выражены наружный и внутренний сегменты. Наружный сегмент - очень длинный и тонкий (200 - 300 мкм х 3 мкм), с двумя стопками микроворсинок, направленных в диаметрально противоположных направлениях и ортогональных длинной оси сегмента ( рис. 14.13б). Эти микроворсинки также очень длинные и тонкие (1 мкм х 0,06 мкм, т.е. 60 нм) и представлены во множестве - по 200 000 - 700 000 в каждом ряду. Существуют надежные данные, что фотопигмент родопсин концентрируется в мембранах микроворсинок. Середина наружного сегмента заполнена пигментными гранулами, которые мигрируют к внутреннему сегменту в условиях темноты. Есть данные, что сами наружные сегменты способны к сокращению - при интенсивном освещении. Внутренний сегмент располагает богатым набором митохондрий, пигментных гранул, мембран, называемых сомальными или миелоидными тельцами, там же располагаются ядра. От внутреннего конца внутреннего сегмента отходит аксон, образующий одно из волокон зрительного нерва, направляющегося в зрительную долю. Таким образом, клетки ретинулы, в отличие от палочек и колбочек позвоночных, являются нейросенсорными клетками.
В сетчатке осьминога Octopus около 2 х 107 ретинулярных клеток, и, как показывает рис. 14.13а , их наружные сегменты плотно упакованы и разделены лишь тонкими заполненными пигментом выростами опорных клеток. Перикарионы расположены под базальной мембраной, а нервные волокна, отходящие от их базальной части дают коллатерали, образующие плексиформный слой (сплетение). Этот слой также содержит глиальные клетки и эфферентные волокна из зрительной доли. Есть сведения о наличии щелевых контактов ( gap junction) между внутренними сегментами ретинулярных клеток, а также между мембранами эфферентных волокнами и волокнами зрительного нерва. Хотя такой плексиформный слой не может сравниться по сложности с плексиформным слоем сетчатки позвоночных (см. раздел Сетчатка), тем не менее, он дает возможность для первичной обработки зрительной информации. Основная же переработка информации происходит в расположенной поблизости зрительной доле ( рис. 14.14), которая иногда называется (по Кахалю) глубокой сетчаткой. Рис. 14.13б показывает, что наружные сегменты ретинулярных клеток образуют очень точную мозаику. Микроворсинки соседних ретинулярных клеток ориентированы под прямыми углами друг к другу. Это означает, что, когда глаз находится в естественном положении, микроворсинки ориентированы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Полагают, что это связано с хорошо известной чувствительностью головоногих к плоскости поляризации света (см. РЕДКИЕ ЧУВСТВА). Молекулярная биология зрения белемноидов в некоторых отношениях схожа, а в каких-то - отличается от позвоночных. Основным зрительным пигментом является родопсин. Как и у позвоночных, родопсин состоит из семидоменного белка опсина и хромофора. Кроме того, в миелоидных тельцах внутренних сегментов обнаружен еще один зрительный пигмент ретинохром , который участвует в регенерации родопсина. В большинстве случаев у белемноидов обнаруживается один тип родопсина с лямбда max от 470 до 500 нм. У одного из глубоководных биолюминесцентных кальмаров (Watasenia scintillans), однако, присутствует три типа родопсинов с лямбда max 470, 484 и 500 нм. Существенно ли цветовое зрение, возможность которого обеспечивается наличием трех различных фотопигментов, для жизни этих биолюминесцентных кальмаров - неизвестно.
Литература: Messenger, J. B., 1991 , ibid. Saibil, H. and E. Hewat, 1987 , "Ordered transmembrane and extracellular structure in squid photoreceptor microvilli", Journal of Cell Biology, 105, 19-28 Young, J. Z., 1962a , The retina of cephalopods and its degeneration after optic nerve section", Philosophical Transactions of Royal Society, B, 245, 1-18 Young, J. Z., 1962b , "The optic lobes of Octopus vulgaris", Philosophical Transactions of the Royal Society, 245, 19-58
Загрузка...