Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №4

Питание. Для животного питания необходимо растворить другой организм, т. е. превратить его белки в 20 аминокислот, ДНК в 4 нуклеотида и т. д. Затем эти универсальные органические вещества можно использовать для извлечения энергии и для строительства собственных белков, ДНК и т. д. Необходимые ферменты, катализирующие такие реакции, у простейших имеются. Беда только в том, что окружающая среда, будь то океан, пруд или капля, очень велика по сравнению с, например, амебой, поэтому, просто выделив эти ферменты в пруд, амеба никакого успеха не добьется, а только зря потратит ресурсы. Следовательно, необходимо уменьшить объем среды до такого, в котором процесс пищеварения станет эффективен. Амеба добивается этого, обволакивая добычу и заключая ее в пищеварительную вакуоль. Другие простейшие делают в принципе то же самое, с той разницей, что пищеварительные вакуоли образуются не в любом месте клетки, а в определенном, а подогнать добычу к нужному участку помогают жгутик или реснички. Другая амеба может съесть первую, если имеет достаточные размеры, чтобы заключить ее в свою пищеварительную вакуоль. Бесконечно так продолжаться не может, поскольку, размер клетки, при котором она может функционировать, ограничен. Как защититься маленькой амебе? Выход один — объединиться. При этом те амебки, которые окажутся внутри скопления, лишатся доступа к источнику питания и либо вымрут, либо переберутся наружу. В результате получится полый шар — колония простейших (рис. 1, 2).

Рис. 1. Принцип поедания одним простейшим другого.

Рис. 2. Объединение в колонию как защита от хищников.

Такое защитное построение таит в себе и атакующие возможности, но это уже следующая история, история о многоклеточных животных.

4. Тип кишечнополостные

Полый однослойный шар может быть вогнут внутрь себя, и это не слишком изменит его жизнь, но внутри образуется полость, куда вполне поместится и может быть переварена самая большая отдельная амеба (рис. 3).

Рис. 3. 1 — колония простейших; 2 — вогнутая колония простейших (= кишечнополостное); 3 — кишечнополостное — суперхищник в мире простейших.

Эта простая схема в принципе вполне отражает конструкцию кишечнополостных. Великий прорыв к многоклеточности совершен по нехитрой схеме: скопление — шар — вогнутый шар, для решения насущной задачи — не быть съеденным и съесть другого. Главное приобретение, объединившее клетки в единый организм — гастральная или кишечная полость, участок пространства позволяющий реализовать животный тип питания, прототип нашей кишечной трубки. Все прочие особенности строения кишечнополостных — это приспособления, обслуживающие работу кишечной полости по перевариванию других организмов, для чего требуется решить две основные задачи.

Во-первых, часть времени надо держать полость замкнутой, отделенной от окружающей среды для эффективного пищеварения, и часть времени эту полость надо открывать для попадания пищи и удаления непереваренных остатков. Решение, что в данный момент надлежит делать, принимает специализированная группа клеток — нервные клетки. Эти клетки должны уметь возбуждаться в ответ на стимулы окружающего мира и должны уметь передавать это возбуждение другим нервным или иным клеткам организма. У кишечнополостных нервные клетки располагаются во внешнем слое клеток — эктодерме (внутренний называется — энтодерма). Такое приграничное положение, если вдуматься, естественно, для клеток, отвечающих за контакты организма со средой. У всех других многоклеточных животных нервные клетки также имеют эктодермальное происхождение, хотя располагаются во взрослом состоянии уже отнюдь не снаружи.

Во-вторых, появляются клетки, способные собственно осуществить это замыкание, т. е. мышечные клетки, обладающие способностью сокращаться.

В-третьих, внутренние клетки, выстилающие кишечную полость, уже вполне специализируются на пищеварении, не отвлекаясь на иную деятельность.

У кишечнополостных есть и тип клеток, не имеющий аналогов у других организмов — стрекательные клетки, которые убивают добычу, впрыскивая в нее яд через полую нить.

Есть еще один тип животных — Губки, для которых характерно то, что клетки их тела хоть и специализированы, но способны эту специализацию менять. Отнесение губок к настоящим животным не бесспорно.

Кишечнополостные — настоящие животные, и им присущи две особенности, характерные для всех многоклеточных животных и не характерные ни для кого более:

А) наличие 2 клеточных слоев — эктодермы и энтодермы (энтомезодермы), которые выделяются в раннем развитие и образуют в дальнейшем различные ткани. Причем ткани, являющиеся производными одного из этих слоев, не могут образоваться из клеток другого и наоборот.

Б) образование в эктодерме нервных клеток.