морской еж

морской еж
Два обычных морских ежа Tripneustes ventricosus (вверху) и Echinometra viridis (внизу) на рифе.

Два обычных морских ежа Tripneustes ventricosus (вверху) и Echinometra viridis (внизу) на рифе.

Систематика
без звания: Тканевые животные (Eumetazoa)
без звания: Bilateria
По багажнику : Ноймюндер (Deuterostomia)
Багажник : Иглокожие (Echinodermata)
Подстебель : Элеутерозоа (Eleutherozoa)
Класс : морской еж
Научное название
Echinoidea
Леске , 1778 г.

В ежи (Echinoidea, от греческого ἐχῖνος echĩnos: еж, морской еж) образуют один из классов , которые принадлежат к иглокожих племени . Во всех морях обитают беспозвоночные животные .

Класс разделен на 14 порядков . На сегодняшний день известно около 950 видов . Они населяют Землю около 480 миллионов лет.

строительство

«Жилище» обычного морского ежа ( Echinus esculentus ) при взгляде сбоку и под слегка наклонным углом сверху. Светлые и коричневатые перфорированные «ленты», а также более узкие темные красноватые области между ними соответствуют амбулакралии.

скелет

"Оболочка"

Скелет морских ежей состоит из карбоната кальция («карбонат извести», CaCO 3 ) в модификации кальцита . Часть скелета, которая защищает внутренние мягкие ткани, часто называют «раковиной» или «раковиной», но в отличие от известковой раковины улиток или створок мидий , эта раковина находится под тонким эпидермисом . Следовательно, в отличие от панцирей и панцирей большинства других беспозвоночных , это известковый внутренний скелет .

Жилье обычных морских ежей (Regularia), имеющих типичную длинно-шиповатую форму, характеризуется правильной пятикратной (пентамерной) радиальной симметрией . В зависимости от вида он может быть почти сферическим или четко эллипсоидальным . По сути, он состоит из 5 двойных рядов амбулакральных пластин (Ambulacralia) и 5 ​​двойных рядов межмбулакральных пластин (Interambulacralia). Каждая из отдельных пластин корпуса, представляющих собой монокристаллы кальцита , имеет форму неправильных пятиугольников или шестиугольников . Амбулакральные пластинки меньше межмбулакральных пластин и содержат небольшие отверстия (амбулакральные поры), через которые проходят внутренние части амбулакральных стоп. Как амбулакральные, так и межмбулакральные пластины имеют округлые суставные бугры («бородавки»), которые служат опорой для позвоночника.

Жилье морского ежа неправильной формы ( Meoma ventricosa ) при осмотре сверху, снизу и сбоку

Формы, обозначенные как морские ежи неправильной формы (Irregularia), к которым, помимо прочего, относятся песчаный доллар и сердечный еж , очень сильно отличаются от обычных морских ежей. Их скелет часто уплощен (особенно у песочных долларов) и не радиально-симметричен, а двусторонне-симметричен , хотя первоначальный пентамеризм все еще узнаваем. У этих представителей есть передняя и задняя, ​​а также левая и правая, и движение всегда происходит с тенденцией вперед. Колючки сильно уменьшены в размерах, но не в количестве, так что колючки отдаленно напоминают шерсть. Эти различия в телосложении возникли в результате приспособления к образу жизни копания.

Колючки

Сильно упрощенное поперечное сечение внутренней части обычного морского ежа.

Шипы морских ежей также сделаны из кальцита и в большинстве случаев также расположены под эпидермисом. Они сидят на небольших суставах, и мышцы могут двигать ими во всех направлениях. Формирование шипов, их размер и функция могут сильно отличаться в зависимости от вида. Различают три основных типа обычных морских ежей и даже десять-двенадцать необычных. Шипы в основном используются для защиты от хищников, таких как морские звезды , крупные улитки и рыбы, а у некоторых видов они могут даже выделять яд при укусе . Кожаные морские ежи (огненные морские ежи ) особенно ядовиты . Есть морские ежи, которые своими шипами роются в твердых субстратах, таких как коралловые рифы и скалы . Некоторые морские ежи неправильной формы используют свои шипы для добычи пищи. Жители мягких почв также используют свой позвоночник для передвижения.

Если человек наступит на укус, он может отломиться и застрять в стопе, что может привести к болезненному гнойному воспалению. Кроме того, у некоторых видов сложно удалить колючки.

Педицеллярии

Педицеллярии - это маленькие клешневидные придатки, которые произошли от шипов. Их функция - очищать поверхность морского ежа и удалять паразитов . В некоторых педицеллах есть ядовитые железы.

Перипрокт (и перистом)

У морских ежей область вокруг отверстия ануса состоит из нескольких неправильно расположенных известняковых пластин и называется анальным полем или перипроктом . У радиально-симметричных обычных морских ежей анальное поле расположено по центру наверху корпуса, напротив ротового отверстия (перистома), которое находится по центру на дне.

Однако у двусторонне-симметричных морских ежей неправильной формы перипрокт отмечает задний конец корпуса. В большинстве случаев он направлен прямо назад, но в некоторых формах он находится даже в задней части нижней части корпуса. У морских ежей неправильной формы перистом расположен не по центру на нижней стороне, а смещен вперед.

Оральный аппарат

Область ротового отверстия обычного морского ежа с легко узнаваемыми зубами

Для измельчения пищи, такой как морские водоросли или падаль , у обычных морских ежей есть особый сложный челюстной аппарат с кальцитовыми твердыми частями, фонарь Аристотеля . У морских ежей неправильной формы этот челюстной аппарат сокращен частично или полностью.

Амбулакральная система

Деталь амбулакральной стопы с присосками (вероятно, каменные ежи ср. Paracentrotus lividus ).

Внутренняя часть морского ежа разделена серией трубчатых полостей, заполненных жидкостью - амбулакральной системой . Общими для всех морских ежей (а также морских звезд) являются амбулакральные лапы, тонкие трубчатые придатки, внутренние части которых представляют собой выпуклости амбулакральной системы, а внешние части - выступы эпидермиса. Их можно перемещать, изменяя давление жидкости, содержащейся во внутренних частях (гемолимфа), обычно они заканчиваются небольшим эпидермальным всасывающим диском и используются, среди прочего, для передвижения, прикрепления к земле или для транспортировки частиц пищи к телу. рот.

Хищники

Некоторые морские звезды относятся к хищникам морских ежей. Поскольку вид Pycnopodia helianthoides (подсолнечная морская звезда) в настоящее время подвергается массовому исчезновению из-за перегрева среды его обитания в результате изменения климата и вируса, морские ежи теряют важного хищника и стремительно распространяются по местам, что, в свою очередь, влияет на популяции морских водорослей , которые являются источником пищи для морских ежей.

Размножение

Морские ежи - это отдельные полы. Яйцеклетки и сперматозоиды попадают в воду в больших количествах. Планктонные , симметричны вторичные личинки морских ежей называется plutei ( в единственном числе плутеуса ). У морских ежей у Эльбы в Средиземном море формирование репродуктивных групп наблюдалось на глубине около 40 м. Несколько (10–30) особей собираются в одном месте, большинство из них так близко, что соприкасаются друг с другом шипами. В этих группах яйцеклетки и сперматозоиды высвобождаются одновременно у многих животных, что значительно увеличивает вероятность успешного оплодотворения.

Обычный морской еж Echinometra mathaei
Сердечный еж Echinocardium cordatum
Пляжный морской еж ( Psammechinus miliaris )
Песочный доллар Mellita longifissa
Морской еж Лэнс
Морской еж диадема ( Diadema setosum )

История исследований

Биология развития

Оскар Хертвиг наблюдал оплодотворение яйца морского ежа в 1875 году ; результаты помогли ему получить абилитацию в Йенском университете. Он также хотел экспериментально понять зарождение новых людей. В Триесте и Специи он в основном имел доступ к Strongylocentrotus lividus и Echinus microtuberculatus в качестве исследовательского материала. Sphaerechinus granularis уделялось меньше внимания .

В то время объединение яйцеклетки и спермы было горячей темой, которая заинтересовала нескольких исследователей. Даже Теодор Бовери был обязан морским ежам своей научной репутацией в качестве клеточного биолога и исследователя хромосом. Он экспериментально исследовал патологию деления клеток и сразу обратился к проблеме развития опухоли.

Молекулярная биология

GM также обязан начал ежи. С помощью рестрикционного фермента HindIII можно было вставить ДНК гистонового гена из Psammechinus miliaris в подготовленный фаг лямбда . От морских ежей стало известно, что гистоны - это белки, которые упаковывают ДНК для образования хроматина или хромосом . Гистоны делают структурное различие между эухроматином и гетерохроматином .

Молекулярная биология показывает, что образование морского ежа (и других организмов) контролируется генетической сетью. Процитированное исследование объясняет формирование форм от стадии бороздки через гаструляцию до личиночной стадии, плютеуса .

Молекулярная биология показывает, как морские ежи связаны с другими иглокожими . Требуется молекулярная генетика, чтобы понять, как двусторонняя симметрия эмбриона превращается в пятиконечную. Здесь также можно ожидать ответа на вопрос, в чем заключается генетическая разница между морскими ежами и морскими звездами.

Систематика

использовать

Открытый морской еж; съедобные железы в кулинарии также называются языками.
Сырые языки морского ежа в Чили

На юге Франции , юге Италии , Греции , Марокко , Чили и Кореи, а также во многих других странах пять половых желез морских ежей, сырые или приготовленные в соленой воде, особенно популярны в качестве закусок . В японской кухне яйца морских ежей встречаются в меню под названием « Уни » и используются в различных блюдах.

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ Морской еж - профиль на biologie-schule.de
  2. ^ W. Westheide и R. Rieger: Special Zoology Part 1 , p. 328, ISBN 3-437-20515-3 .
  3. ↑ Смит, Эндрю Б.: Палеобиология эхиноидов . Аллен и Анвин, Лондон, 1984.
  4. ↑ Ключевое слово «Перипрокт». В: Herder-Lexikon der Biologie. Spectrum Akademischer Verlag GmbH, Гейдельберг 2003, ISBN 3-8274-0354-5 .
  5. ↑ CD Harvell et al. (2019). Эпидемия болезней и морская волна тепла связаны с коллапсом в континентальном масштабе главного хищника (Pycnopodia helianthoides). Научные достижения , 5 (1), eaau7042. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau7042
  6. ^ Оскар Хертвиг: Вклад в изучение образования, оплодотворения и деления яйцеклетки животных. 1-я глава. В: Morphologisches Jahrbuch: журнал по анатомии и истории развития 1, 1875.
  7. ↑ Оскар Хертвиг: Экспериментальные исследования яйцеклетки животных - до, во время и после оплодотворения. Первая часть. Густав Фишер, Йена 1890.
  8. ^ Эмиль Селенка : Зоологические исследования I: Оплодотворение яйца Toxopneustes variegatus. Лейпциг 1878 г.
  9. ↑ Теодор Бовери: Клеточные исследования: О поведении хроматической субстанции при формировании направляющих тел и при оплодотворении. В: Jenaische Zeitschrift für Naturwissenschaft 24, 1890: 314–401. Глава 5: Echinus microtuberculatus. 343-348.
  10. ↑ Теодор Бовери: О полярности яйца морского ежа. В: Verh Phys-med Ges Würzburg NF 34, 1901: ** - **.
  11. ↑ Теодор Бовери: О мультиполярных митозах как средстве анализа ядра клетки. В: Verh Phys-med Ges Würzburg NF 35, 1902: 67-90.
  12. ↑ Теодор Бовери: Клеточные исследования 6: Развитие диспергированных яиц морского ежа. Вклад в доктрину оплодотворения и теорию ядра. В: Jenaische Zeitschr Naturw 43, 1908: 1–292.
  13. ↑ Стюарт Дж. Кларксон, Гамильтон О. Смит, Уолтер Шаффнер, Кен В. Гросс, Макс Л. Бирнстил: Интеграция эукариотических генов 5S РНК и гистоновых белков в фаговый лямбда-рецептор. В: Nucleic Acids Res 3, 10, 1976: 2617-2632. PDF.
  14. ↑ Дж. Салик, Л. Херландс, Х. П. Хоффманн, Д. Почча: Электрофоретический анализ накопленного гистонового пула в неоплодотворенных яйцах морских ежей: количественная оценка и идентификация по связыванию антител. В: J Cell Biol 90, 2, 1981: 385-395. PDF.
  15. ↑ Шошана Леви, Ирмингард Сурес, Ларри Кедес: Нуклеотидная и аминокислотная кодирующая последовательность гена гистона H1, который взаимодействует с эухроматином. Ранний эмбриональный ген H1 морского ежа Strongylocentrotus purpuratus. В: J Biol Chem 257, 16, 1982: 9438-9443. PDF.
  16. ^ Дейдра C Лайонс, Стейси Л. Кальтенбах, Дэвид Р. Макклей: Морфогенез в эмбрионах морского ежа: Связь клеточных событий с состояниями регуляторной сети генов. В: Wiley Interdiscip Rev Dev Biol 1, 2, 2012: 231-252. PDF.
  17. ↑ Николас Монджардино Кох, Саймон Э. Коппард, Харилаос А. Лессиос, Дерек Э. Г. Бриггс, Рич Муи, Грег У. Роуз: Филогеномное разрешение древа жизни морского ежа. В: BMC Evol Biol 18, 2018: 189. PDF.
  18. ↑ Юнсинь Ли, Акихито Омори, Рэйчел Л. Флорес, Шери Саттерфилд, Кристин Нгуен, Тацуя Ота, Токо Цуругая, Тетсуро Икута, Кадзухо Икео, Мани Кикучи, 20 других авторов, а также Брайан Ливингстон, Синтия Брадхам, Вен Ириэанг, Геномное понимание переходов плана тела от билатеральной к пентамерной симметрии у иглокожих. В: Коммуна Биол 3, 2020: 37. PDF.
  19. ↑ Грегори Эй Кэри, Бренна С. МакКоли, Ольга Зуева, Джозеф Паттинато, Уильям Лонгабо, Вероника Ф. Хинман: Систематическое сравнение регуляторных сетей генов развития морских ежей и морских звезд объясняет, как новизна включается в раннее развитие. В: Nat Commun 11, 1, 2020: 6235. PDF.

веб ссылки

Commons : Морской еж (Echinoidea)  - Коллекция изображений, видео и аудио файлов.
Викисловарь: Морские ежи  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы