Прости животни : Водни гъби, мекотели и октоподи

Ти и аз познаваме хора или кучета, които не считаме за особено умни. Понякога ги наричаме "прости" или "обикновени домакини". Но когато става дума за наистина прости животни, не трябва да ги подценяваме, защото типовете животни, които описваме като най-малко сложни, всъщност ни предлагат добър начин да разберем как са структурирани животните и как са еволюирали. Прост не винаги значи тъп. За разлика от тъпанарите, които сме срещнали през живота си, животните не се считат за прости, защото приемат нещата безкритично, или защото смятат, че риалити телевизията е реална. Тяхната простота се отнася до тъканите им. Както знаеш, почти всички животински клетки са организирани в тъкани, които изпълняват специализирани функции. Колкото повече различни специализирани клетки има едно животно, толкова по-сложно е то. Тази сложност се определя през ембрионалния стадий. Като зародиши повечето животни или формират два слоя от ранна тъкан, наречени зародишни пластове, или формират три пласта. Като разгледаш различните най-прости типове – от животни без никакви пластове, или водните гъби, до най-базисните трипластови животни, мекотелите, можеш да видиш как промяната на тъканите, която не изглежда кой знае какво, води до наистина фундаментални и невероятни промени. Местата в животинското родословно дърво, където тези промени се случват (от никакви слоеве до два, и от два до три), са едни от най-важните моменти в еволюцията на животните. Нека започнем с най-простите животни от типа Porifera – водните гъби. Те са се отделили от протистите вероятно преди 600 милиона години. И не са се променили много оттогава. Вероятно ти е направило впечатление, че почти нищо, което важи за другите животни, не важи за гъбите. Това е, защото са супер прости. Те не могат да се движат. Те просто си стоят и филтрират вода за храна като бактерии, Някои стават приемници на фотосинтезиращи микроби и си муфтят от тях. По-важното, ембрионите на водните гъби нямат пластове. Те имат само клетки. Това значи, че водните гъби нямат специализирани тъкани или органи. И тези клетки могат да приемат различни форми. Някои имат камшичета, за да вкарват вода в гъбата. Някои са подобни на амеби и се мотаят наоколо, за да разнасят вещества. Но тези клетки могат да се трансформират в каквато клетка е необходима на гъбата. Затова някои учени спорят дали гъбите са животни изобщо. Те са всъщност колонии от клетки, които зависят една от друга, за да функционират. За нашите цели, главно защото са многоклетъчни еукариотни организми, които не могат сами да си произвеждат храна, те се броят. И са успели да създадат разнообразие от почти 10 000 различни вида. Супер за тях. Нещата стават по-интересни при Мешестите, които включват медузи, анемонии, корали и хидри. Те са получили два сладки еволюционни пробива, които са ги направили животни, с които не искаш да си имаш работа. Първият и най-важен пробив е, че са развили два зародишни слоя. Спомни си, тези пластове се наричат ендодерма, или вътрешна дерма, и ектодерма, или външна дерма. Те оформят тръба, която позволява на животното да се храни, храносмила и да изхвърля неща. Това прави мешестите едни от най-старите живи наследници на първото двупластово, което е общият прародител на всички същински животни. Но все пак медузите и анемониите, и другите мешести имат само една дупка, която служи за уста и анус. Те нямат никакви органи, така че все още са доста прости. Вторият им пробив е в ектодермата, която съдържа копривни клетки, наречени нематоцити. Помисли за португалската галера. Веднъж стъпих върху една умряла. Беше отдаван умряла и ми се искаше някой да ми отреже крака. Толкова е болезнено. Значи имаме двупластови животни, плуващи наоколо, които могат да се движат, да се хранят, да се изхождат и да се защитават. Животинското царство е само на един еволюционен пробив разстояние от огромна експлозия. И можем да видим доказателства за този пробив при Плоските червеи, типа меки несегментирани червеи, който включва плоски червеи, планарии, тении и смукалници. Не особено красиви, но тези момчета са голяма работа, защото са най-старият тип с три зародишни слоя, който съществува. Освен ендодерма и ектодерма, ембрионите развиват и мезодерма. Знам, че започва да звучи като още едно парче пуйка върху клуб сандвич, но това подобрение променя всичко. Самите плоски червеи са доста прости, но няколко типа по-нагоре този нов слой позволява на животните да образуват истински органни системи – ектодермата образува мозъка, нервната система и кожата; мезодемата формира мускулите, костите и хрущялите, сърцето и кръвта и разни други полезни неща; ендодермата образува хранителната и респираторната системи. Този вид сложност е възможен само заради един от основните белези на мезодермата: целом. Това е кухина, запълнена с течност, която пази главните органи. и позволява на вътрешните органи да се движат независимо от стените, а течността дава шокова устойчивост. Целомите са мястото, където се случва всичко по отношение на органните системи, но не всички трипластови ги имат. Оттук можем да оценим сложността на едно животно по това дали има целом, или не. И ако има, колко завършен е. Например, понеже са най-простите трипластови, устите и анусите на плоските червеи са на противоположните краища на тялото, което е супер за тях. Но те са ацеломни. Нямат целом, което ни казва, че са простички, по отношение на сложността. За да разбереш колко са прости, можеш да разрежеш наполовина един плосък червей. Тогава и двете парчета ще продължат щастливо да си вършат червейската работа. Това е простота! Вероятно не си забравил/а, че споменах експлозия преди малко. Няма да те дразня с говорене за взривове, без да ти поднеса някой. Камбрийският взрив! Скоро след като зародишните слоеве стават модерни преди 535 милиона години, животът на земята започва да претърпява страхотни и много бързи иновации. За период от 10 до 12 милиона години се появили около половината от животинските типове, които съществуват днес. Това е най-продуктивният период в историята на биологията. Помисли си за най-творческото, ярко и опасно преживяване и покани всички от царство Животни на партито. Като Бърнинг мен, Комикон и Коачела на едно място. Това е времето, когато животните започнали да изглеждат и да се държат по днешния начин. Преди камбрий повечето големи животни били бавни, с меки тела и се хранели с водорасли или отпадъци. Но този взрив на разнообразие довел всякакви нови подобрения, включващи хищнически (като ноктите) и защитни (като бодли и твърди люспи). Черупки и минерални скелети се появяват за първи път. Всъщност тези адаптации били толкова много и толкова внезапни, че през 19-и век изобилието от вкаменелости от този период е използвано, за да се оборва еволюцията. Учените предлагат много различни теории за причините за тази експлозия. Вероятно е било комбинация от няколко неща. Първо, кислородът се е повишил много в камбрийските морета, което позволило по-големи тела и по-бърз метаболизъм. Също така се смята, че химическият състав на океана се променил с повече налични минерали за производството на черупки и скелети. И разбира се, с по-голямото разнообразие идва по-голямо съперничество и повече хищничество. Което води до селективен натиск върху животните да бъдат по-добри в лова или по-добри в защитата си. Това е едно от топ местата в списъка ми къде искам да отида, веднага щом завърша машината си на времето. Но засега все още имаме много съвременни типове животни, напомнящи ни за този период на луда изумителност. Пиявиците са яки, обаче нещата започват да стават по-сложни с друг тип доста гаднички паразити – кръглите червеи. Те са псевдоцеломни, което значи, че имат незавършена телесна кухина. За разлика от същинските целомни, чиито кухини са част от мезодермата, псевдоцеломните импровизират такива между мезодермата и ендодермата. Голяма част от кръглите червеи живеят в почвата, където се хранят с бактерии, гъби или паразитират по корените на растения. Но хората са приемници на поне 50 вида кръгли червеи, включително глистите, които ровят из червата ни и ни третират все едно сме кът за хранене. Повечето кръгли червеи са много, много малки. Една чаена лъжичка горска почва може да съдържа няколко хиляди от тях. Ротиферите пък са миниатюрни филтриращи животни, повечето живеещи в сладки или солени води, а някои могат да живеят във влажни почви. Те също са псевдоцеломни като кръглите червеи. И въпреки че са много по-малки от повечето плоски червеи, един голям ротифер е дълъг към 2 милиметра. Те са по-сложни анатомически, тъй като имат стомах, челюсти и миниатюрен анус. Любимият ми готин факт за ротиферите е, че много от видовете се състоят изцяло от женски и се размножават чрез неоплодени яйца. Открити са вкаменелости на ротифери на възраст 35 милиона години и в много от случаите не е открит нито един пич. Давайте, момичета. ОК. Сега идват големите кучета, тип мекотели. Мекотелите може да са малко прости, но са изумителни, а някои са невероятно умни. Те се делят на четири основни групи: хитони (панцерни), охлюви, миди и октоподи и калмари. Сега осъзнавам, че може да е трудно да се види по какъв начин една стрида и един октопод са свързани, но мекотелите имат някои важни прилики. Първо, имат висцерална кухина, което е същински целом, телесна кухина изцяло в мезодермата, която съдържа повечето вътрешни органи. Второ, те имат също голям мускулен крак, който приема различни форми при различните класове. Трето, имат мантия, която при някои мекотели образува черупка, а при други просто покрива висцералната кухина. Четвърто, всички мекотели, без мидите, имат радула, или пилещ орган на устата им, който им позволява да остъргват храна. Хитоните са тези безглави морски животни, покрити с черупка от едната страна. Те използват крака си, за да се движат по скали, остъргвайки водорасли с радулата си. Знаеш какво са мидите. Те имат черупки, разделени на две половини с пантички. Миди, стриди и пр. Те се хранят като филтрират и хващат частици храна в слузта, която обгръща хрилете им. Охлювите и плужеците са клас Коремоноги. Едно нещо, което ги отличава, е процесът на усукване, при който висцералната кухина се извива настрани по време на растежа на ембрион. Накрая анусът се измества точно над главата. Повечето коремоноги имат спирална черупка и повечето използват радулата си да пасат водорасли и растения. И последно, но не на последно място, имаме клас Главоноги, които са кралете на мекотелите, ако питаш мен. Главоногите включват октоподи и калмари. Те очевидно са доста различни от другите мекотели. За начало, те имат пипала, които използват, за да хванат жертвите си, след което захапват с челюстите си и парализират с отровна слюнка. Кракът при главоногите е изменен в наистина мощни мускули, които изстрелват вода, за да им помогнат да се придвижват. Вероятно най-якото нещо при главоногите е колко са умни. Докато типично мекотело има около 20 000 неврона, един октопод има половин милиард. Ако потърсиш в YouTube "октопод", ще намериш всякакви видеа как отварят буркани и крадат видео камерите на хората. Те са като жестоки океански нинджи. Главоногите са сръчни. Запомни, прост не е равнозначно на тъп. Има много какво да научим от нашите по-малко развити братовчеди. Следващия път ще говорим за още по-сложни животни и какво трябва да научим от тях.