» » Стабильный «песчаный доллар»

Стабильный «песчаный доллар»

 

Стабильный «песчаный доллар»

 

Стабильный «песчаный доллар»

На фото — плоские морские ежи Dendraster excentricus стоят на ребре, раскинув иглы в ожидании проносимого мимо планктона, которым они питаются. Удивительно, как сильное течение не уносит их самих.

Их шарообразные сородичи предпочитают камни и рифы, где соскребают со скал водоросли, поедают падаль и некоторых малоподвижных животных (губок, мшанок, асцидий), а во время сильного прибоя легко могут удержаться в расщелине между камнями с помощью длинных игл. Но плоские морские ежи отряда Clypeasteroida облюбовали более бедный биотоп — песчаное мелководье. Держаться здесь не за что, и, чтобы их не укатывало течением, они приобрели нестандартную для ежей плоскую форму. Такие ежи живут по всему миру, за исключением Антарктики, а после смерти иногда попадают в сувенирные лавки, где известны под именем «песчаных долларов»: их плоские круглые панцири, отбеленные песком и солнцем, выглядят как монетки.

 

Стабильный «песчаный доллар»

 

Стабильный «песчаный доллар»

Панцирь Dendraster excentricus. Слева — аборальная («спинная») сторона. Виден петалидиум (Petalidium) — совокупность амбулакральных пластин в виде пятилепестного цветка, через поры проходят дыхательные амбулакральные ножки. За форму петалидиума, лишенную обычной для иглокожих радиальной симметрии, этого ежа и называют эксцентричным. Справа — оральная («брюшная») сторона, в центре виден рот, от которого расходятся желобки для транспортировки пищи, внизу — анальное отверстие. Еж зарывается в песок «головой», то есть стороной, противоположной анальному отверстию. Поэтому и центр петалидиума, и сеть желобков для транспортировки пищи смещены к заднему концу тела. Фото © Donna Pomeroy с сайта flickr.com

 

В поисках съестного плоские ежи перебирают песок, для чего используют коротенькие иглы, подвижно сочлененные с панцирем, маленькие клешневидные педицеллярии и амбулакральные ножки — выросты гидравлической локомоторной системы, уникального изобретения иглокожих. Все, что достойно внимания ежа, передается вдоль специальных желобков от ножки к ножке, как эстафетная палочка, пока не попадет в рот, находящийся в центре тела на брюшной стороне; несъедобное выбрасывается с поверхности панциря.

 

Стабильный «песчаный доллар»

 

Стабильный «песчаный доллар»

Слева — аборальная («спинная») поверхность Dendraster excentricus покрыта рядами булавовидных игл. Справа — многочисленные тоненькие амбулакральные ножки и ходильные иглы на оральной («брюшной») поверхности «песчаного доллара». Стоит планктону прикоснуться к поверхности морского ежа, как он оказывается в ловушке: иглы быстро смыкаются вокруг него конусом, после чего еж убивает добычу клешнями педицеллярий и переправляет иглами и ножками в рот. Фото © Jackie Sones с сайта bodegahead.blogspot.com

 

Dendraster excentricus эксцентричны даже по меркам плоских ежей: когда есть течение, они не лежат на дне плашмя, как остальные, а встают на ребро. Передним концом тела ежи зарываются в песок, а задний (тот, где расположено анальное отверстие) поднимают вверх — теперь они могут вылавливать планктон прямо из воды, не ограничиваясь тем, что упало на дно. Однако в неспокойных прибрежных водах удержаться на песке в таком положении трудно, а оказаться выброшенным на берег для существа, способного передвигаться со скоростью не больше полуметра в час, — смертельно опасно. Особенно тяжело приходится молодым «песчаным долларам», еще не набравшим вес. Чтобы оставаться на дне, плоские ежи сортируют песок, выискивая частицы магнетита — природного оксида железа. Найдя такую частичку, еж отправляет ее в рот, откуда она попадает в специальный разветвленный полый орган — дивертикул Грегори (Gregory's diverticulum).

На видео показано, как «песчаный доллар» сортирует песок, отбирая крупинки магнетита

О предпочтениях плоских ежей ученые узнали, проанализировав состав песка внутри и снаружи: оказалось, что в песке магнетитовых частиц около 10%, а в дивертикуле — уже 78%. Дело в том, что магнетит — это самое плотное, что может повстречаться ежу: магнетитовые песчинки почти в два раза плотнее обычных. Такой балласт помогает легковесным молодым ежам удерживаться на дне. Когда же «песчаный доллар» подрастает и становится тяжелее, дополнительный вес оказывается не нужен, и дивертикул редуцируется. Этим приемом пользуются многие молодые плоские ежи, но для D. excentricus наличие груза, вероятно, особенно важно: так как дивертикул Грегори смещен к передней части тела, он превращает ежа в неваляшку и помогает ему держаться вертикально. Грегори, кстати, это не имя, а фамилия: в 1905 году американский зоолог Эмили Грегори (Emily Ray Gregory) впервые обнаружила этот орган у плоских морских ежей, после чего он больше полувека ухитрялся ускользать от внимания исследователей — в том числе из-за редукции у взрослых особей. В семидесятые годы дивертикул нашли снова и дали ему имя первооткрывательницы.

 

Стабильный «песчаный доллар»

Рентгенограммы аборальной поверхности «песчаных долларов». k, lScaphechinus mirabilis, p, qDendraster excentricus. Каналы дивертикула (gd), заполненные магнетитом, видны на рентгенограмме как белые пятна. in, re — кишечник, st — желудок. Длина масштабных отрезков — 1 мм. Изображение из статьи: A. Ziegler et al., 2015. Comparative morphology and phylogenetic significance of Gregory’s diverticulum in sand dollars (Echinoidea: Clypeasteroida)

 

Можно было бы подумать, что у тех плоских ежей, которые всегда благоразумно прижимаются ко дну, нет проблем с устойчивостью — но это не так. Снизу плоский еж плоский, а сверху слегка выпуклый. В целом это весьма устойчивая форма, но в потоке воды такая асимметрия приводит к возникновению подъемной силы, так что если еж не успел закопаться в песок, он может взлететь, как фрисби. У разных групп ежей независимо появилось одинаковое решение этой проблемы — лунулы. Это сквозные отверстия или выемки разнообразной формы, сквозь которые свободно проходит вода. Благодаря отверстиям давление воды выравнивается, и еж остается недвижим. Эксперименты в гидродинамической трубе показали, что ежи с лунулами действительно должны «взлетать» при более высоких скоростях течения. Впрочем, лунулы могут иметь и другую функцию — например, помогать ежам быстрее переправлять упавшие сверху съедобные частички на нижнюю поверхность, где расположен рот.

 

Стабильный «песчаный доллар»

У некоторых тропических плоских ежей, таких как Rotula deciesdigitata, лунулы заходят очень далеко. Слева — аборальная сторона, справа — оральная. Фото © Richard Mooi с сайта marinespecies.org

 

D. excentricus, у которого лунул нет, поставил подъемную силу себе на службу: благодаря крыловидному профилю взвешенные в воде частички скапливаются на плоской ротовой стороне, стоит ему развернуться параллельно потоку. Более того, если течение недостаточно сильное, ежи могут увеличить подъемную силу, изменив угол атаки, то есть повернувшись чуть боком навстречу течению. Вдобавок они склонны скапливаться в одном месте, образовывая ежиные поля с плотностью в сотни особей на квадратный метр. Личинки у D. excentricus ведут планктонный образ жизни, как у большинства иглокожих; оказавшись поблизости от такого поля, они улавливают феромоны взрослых ежей и понимают, что пора осесть и пройти метаморфоз. Но зачем им держаться так близко друг к другу? Предположительно, завихрения, создаваемые соседями, тоже помогают ежам концентрировать планктон. Оптимальное расстояние до соседа, которое, согласно расчетам, должно обеспечивать наиболее эффективную кормежку, зависит от скорости течения — и оказывается, что плотность ежиной толпы действительно подчиняется этой закономерности.

Несмотря на все ухищрения, иногда плоских ежей переворачивает потоком воды «неправильной» стороной вверх. В такой позиции большинство видов не способно кормиться. Умение закапываться «головой» в песок помогает дендрастерам вернуться в нормальное положение, но самостоятельные кувырки даются им, судя по всему, непросто — при наблюдении за перевернутыми вверх ртом ежами ученые дождались кувырков только от 5 из 45 ежей.

 

Стабильный «песчаный доллар»

Еж Dendraster excentricus зарылся «головой» в песок. Фото с сайта underwaterkwaj.com

 

Но тут законы гидродинамики снова приходят ежам на помощь: поток воды легко переворачивает опрокинутый купол. Чтобы ускорить процесс, плоские ежи определенным образом ориентируют свое тело относительно потока. D. excentricus и Mellita quinquiesperforata разворачиваются навстречу течению передней стороной: у дендрастера она больше по площади, чем задняя, что дает меньшую площадь опоры и большую парусность; у M. quinquiesperforata спереди отсутствуют лунулы, которые снизили бы давление воды.

Фото с сайта © Matthew Meier с сайта matthewmeierphoto.photoshelter.com.

Анфиса Попова

30 июль 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Интересные факты про угря волка.

Интересно, что даже обладая столь отвратительной внешностью, угорь волк очень пуглив и не нападает на человека, если его не провоцировать. Он живет в пещере или щели, где делает логово, в котором

18 интересных фактов о ежах

Интересный факт №1: Ежи появились на Земле около 15 миллионов лет назад. Интересный факт №2: У среднестатистического ежа примерно 10 тысяч иголок. Они обновляются раз в три года. Ежиные иглы растут

Почему верблюдам не мешает летящий в глаза песок?

Оказывается, побеждать в неблагоприятных условиях песчаных дюн верблюдам помогает их особенное строение глаз. И первая особенность проявляется в том, что эти животные являются обладателями 3 глаз.

На Земле заканчивается… песок

Песок необходим нам для производства основных строительных материалов: кирпича, бетона и асфальта.

Фульгурит - образование после удара молнии в песок

Электрический ток молнии за доли секунд раскаляет воздух и водяные пары до огромных температур, вызывая взрывообразный рост давления воздуха между песчинками и его расширение.

Интересные факты о ежах

В сербской народной медицине ежиную мочу используют как средство от алкоголизма.
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Нейрохимическая гипотеза происхождения человекаЗемляне наблюдали частичное лунное затмениеТемная материя пока никого не убила – и это дает нам информацию о ее природеОгромный астероид едва не столкнулся с ЗемлейПлохие соседи портят кровьМогут ли растения слышать шум воды?Впервые получены структуры контактной и сольватноразделённой ионных пар силенил-литиевого соединенияПаразиты птерозавров оказались заядлыми ныряльщиками