Többsejtű állatok Szerk.: Vizkievicz András Az első többsejtű állatok megkövült maradványai kb. 600 millió évesek. A törzsfejlődés folyamatának rekonstruálásához Ernst Haeckel a XX. század elején megfogalmazott biogenetikai alaptörvénye nyújt segítséget, mi szerint, az állatok embrionális fejlődésük során megismétlik az evolúció fontosabb lépéseit. Mivel ma az embrionális fejlődés kezdeti stádiumait jól ismerjük, így ezekből visszakövetkeztethetünk a törzsfejlődés folyamatára. Az embrionális fejlődés a megtermékenyítéssel létrejött zigótával veszi kezdetét. A zigóta kialakulása után röviddel sokszoros osztódásba kezd, minek eredményeképpen egy külsőben szederre emlékeztető sejthalmaz jön létre. A képződmény neve formájára utalva szedercsíra, a fejlődés első állomását szedercsíra stádiumnak nevezzük. Ezek után a szedercsíra belső sejtjei felszívódnak, így egy belül üreges képződmény a hólyagcsíra alakul ki. A fejlődés második állapotát hólyagcsíra stádiumnak nevezzük. A következőkben a hólyagcsíra egy ponton betűrődik, aminek eredményeképpen egy kehelyre emlékeztető szerkezet a bélcsíra jön létre, s ezt bélcsíra állapotnak nevezzük. A bélcsíra fala kétrétegű, a külső sejtréteget külső csíralemeznek vagy ektodermának, a belső réteget belső csíralemeznek vagy endodermának nevezzük. A két sejtréteg nem simul össze, így köztük üreg található, melyet őstestüregnek nevezünk. A bélcsíra nyílását ősszájnak, üregét ősbélüregnek nevezzük. A később megjelenő középső csíralemezzel, a mezodermával együtt a három csíralemez megjelenése igen fontos lépés, mivel belőlük különböző szövetek, szervek alakulnak ki. Azokat az állatokat, melyeknél a szájnyílás az embrionális ősszájból alakul ki, ősszájú állatoknak nevezzük. Ide tartoznak: lapos-, fonal-, gyűrűsférgek, ízeltlábúak, puhatestűek. A fentiek ismeretében, a biogenetikai alaptörvény értelmében az állati (heterotróf eukarióta) egysejtűek először laza sejttársulást (szedercsíra), majd gömbszerű telepeket hoztak létre (hólyagcsíra). Majd ezt követően, ez a belül üreges, szabadon úszó képződmény megtapadt a tenger fenéken, s csúszó életmódra tért át. Mivel táplálékát az aljzatról szerezte be, teste egy ponton betűrődött, s így kialakult a szájnyílás, mely egy primitív bélüregbe vezetett (bélcsíra). 1
A többsejtű állatokat a következők szerint csoportosítjuk tovább: ÁLSZÖVETESEK alországa Szivacsok törzse SUGARAS SZIMMETRIÁJÚAK tagozata Csalánozók törzse TÖBBSEJTŰ ÁLLATOK országa SZÖVETESEK alországa Ős-testüregesek KÉTOLDALI SZIMMETRIÁJÚAK tagozata Valódi testüregesek Laposférgek Puhatestűek törzse törzse Gyűrűsférgek törzse Fonálférgek törzse Ízeltlábúak törzse Hármas testüregűek Újszájúak: Tüskésbőrűek törzse Gerinchúrosok törzse Előgerinchúrosok altörzse Fejgerinchúrosok altörzse Gerincesek altörzse Álszövetes állatok alországa Az ide tartozó élőlények közös sajátsága, hogy valódi szöveteik nincsenek, a sejtek még nagymértékben megőrizték önállóságukat, átalakuló képességüket, kevéssé specializáltak. Testük felépítésében résztvevő különböző sejtrétegeket az előbbiek figyelembe vételével csupán álszövetnek tekintjük. Az alországba csak egyetlen törzs, a szivacsok törzse tartozik. A szivacsok törzse A ma élő szivacsok testének felépítése nagymértékben hasonló, így a törzset példaállat kiválasztása nélkül egységesen jellemezzük. Előfordulás A szivacsok nagyrészt tengeriek, ritkán édesvíziek (2 százalék). Elsősorban a sekélyebb part menti vizeket kedvelik (10-15 m), de ismertek 6000 méteren élő fajok is. A szivacsok mindig valamilyen felülethez tapadnak, ami lehet az aljzat, de lehet akármilyen mesterséges építmény is. Szerveződés Eukarióta, többsejtű, álszövetes, főleg telepes állatok. (Mint egyedek igen ritkán fordulnak elő). Méret A szivacsok egyedei kicsik, ugyanakkor telepeik elérhetik a méteres nagyságrendet is. Alak, felépítésük külső jellemzői Az egyedek alakja leginkább egy kehelyhez hasonlítható, a belőlük felépülő telepek viszont változatos alakúak. 2
Az egyedek felépítése Az állatot kívülről a vékony testfal határolja, amely egy üreget, az ún. űrbelet veszi körül. A testfalon rengeteg apró és egy nagyobb nyílás található, melyeken keresztül az űrbél közlekedik a külvilággal. A kisebb nyílásokat bevezető nyílásoknak (pórusok) nevezzük, mivel a víz ezeken keresztül jut be az űrbélbe, a nagyobb nyílást kivezető nyílásnak nevezzük, mivel a beáramlott víz ezen keresztül távozik onnan. A szivacsok testfala 3 rétegből épül fel. A külső rétegben lapos fedősejtek találhatók, melyek feladata az állat elhatárolása a környezettől, a védelmem. A belső réteg az űrbelet határolja, s az egysejtűeknél már megismert galléros ostoros sejtek építik fel. A galléros ostoros sejtek, o egyrészt ostoruk csapkodásával vízáramot keltve biztosítják, hogy az űrbél és a környezet között cserélődjön a víz, o másrészt az állaton átszűrődő vízből felveszik a táplálékot, és megkezdik annak emésztését. A középső réteg egy kocsonyás lemez, melyben többféle, különböző működéseket végző sejttípus található. A vándorsejtek állábas mozgásra képesek, a galléros ostoros sejtek által felvett táplálék emésztését, szállítását végzik. A váztűképző sejtek a szivacstest szilárdságát adó vázelemeket állítják elő. A váztűk anyaga szerint a szivacsok 3 csoportját lehet megkülönböztetni. A kovaszivacsokban a vázelemek anyaga szilícium-dioxid, azaz kova, a mészszivacsokban kalcium-karbonát, azaz mész, s a szivacsok harmadik csoportjában, a szaruszivacsokban egy jódtartalmú fehérje a spongin található meg. A fenti vázelemek igen változatos felépítésűek (szimmetriájúak), s egymáshoz kapcsolódva egy bonyolult vázrendszert képezve biztosítják a szivacstest alakállandóságát. Az ún. őssejtek megőrizték átalakuló képességüket, bármilyen sejtté képesek fejlődni, a szivacsok nagymértékű regenerációjáért, és ivartalan szaporodásáért ezek felelősek. Végül, a középső rétegben helyezkednek el az ivaros szaporodásért felelős ivarsejtek, és a környezet bizonyos ingereit felvevő idegsejtek (mechanikai, fényingerekre a kivezető nyílás átmérőjét képesek változtatni). 3
Az egyes életműködések Táplálkozás A szivacs táplálékát elsősorban egysejtűek, baktériumok, esetleg szerves törmelék képezi, melyeket a testén átszűrődő tengervízből a galléros-ostoros sejtek vesznek fel. A táplálék beleragad a sejteket borító nyálkarétegbe, majd bekebelezve megkezdődik az emésztés. Az emésztésnek ezt a formáját, amikor a folyamat teljesen a sejteken belül megy végbe, sejten belüli emésztésnek nevezzük. A félig megemésztet tápanyagot a vándorsejtek veszik át, melyek befejezik az emésztést és biztosítják az anyagszállítást. Légzés A szivacsoknak külön légzőszervük nincs, a szükséges oxigént a testüket átmosó vízből veszik fel. Keringés, anyagszállítás Keringési rendszerük nincs, e feladatot a vándorsejtek végzik el. Kiválasztás Kiválasztó szervük nincs, a salakanyagok eltávolítását a vándorsejtek és a galléros-ostoros sejtek látják el. Mozgás A szivacsok sem helyzet-, sem helyváltoztató mozgásra nem képesek. Szaporodás A szivacsok mind ivartalanul mind ivarosan képesek szaporodni. Ivartalan szaporodásuk lehet bimbózás, mikor a test valamelyik pontján az ott levő őssejtekből kiindulva egy új szivacssarj keletkezik, a folyamat telepképződéshez vezet. Az ivaros szaporodás során az őssejtekből ivarsejtek keletkeznek melyek egyesülésével új egyed jön létre. A szivacsok lehetnek váltivarúak vagy hímnősek. A hímivarsejtek nagy mennyiségben keletkeznek, elhagyják az állat testét és a vízárammal egy petesejtet tartalmazó egyed testének belsejébe kerülnek, ahol megtörténik a megtermékenyítés. A zigóta osztódásba kezd, majd egy hólyagszerű ún. csillós lárva keletkezik, amely elhagyja az anyaállatot, néhány napig sodródik, aztán megtapadva, nyílásokat kialakítva új szivacs egyed jön létre. Fejlődésük közvetett. Származás A belső sejtréteget tekintve igen valószínű, hogy a szivacsok az ősi galléros-ostoros sejtektől származnak. Első képviselőik kb. kb. 550-580 millió éve jelentek meg. A szivacsok nem 4
fejlődtek tovább, így a fejlettebb állatok evolúciójában nem játszottak szerepet, kialakulásuk zsákutcának tekinthető. Jelentőség Nagy jelentőségük van a természetes vizek tisztulási folyamataiban, mivel, mint láttuk a körülöttük levő vizet folyamatosan átszűrik, kivonva belőle a különböző mikroorganizmusokat, bomló szerves anyagot. A szaruszivacsok porát magas jód tartalmuk miatt régen az ételhez keverték, s ezzel bizonyos betegségeket pl. strúmát gyógyítottak. Egyes szaruszivacsokat már az ókortól tisztálkodásra használták. Rendszerük Ma a tudomány kb. 5000 szivacsfajt ismer. Rendszerezésük a váztűk anyaga és szimmetriája alapján történik. Tavi szivacs 5