ECHINODERMY: CHARAKTERISTIKA, REPRODUKCE, DÝCHÁNÍ - BIOLOGIE - 2025

Tyto ostnokožci jsou kmen z mořských živočichů, které zahrnují hvězdice, křehké hvězdy, mořské ježovky, mořské okurky a lilie moře. Pokud jde o morfologii, jedná se o skupinu, která se díky své pentaradiální symetrii významně odlišuje od ostatních linií.

Vyznačují se přítomností vnějších hrbolků nebo páteří na povrchu zvířete. Všechny ostnokožce mají vápenaté endoskeletony umístěné různými způsoby. Kromě toho mají zvodnělý vaskulární systém a kožní žábry.

Zdroj: pixabay.com

Obecné vlastnosti

Echinodermy se vyznačují nesegmentovaným triploblastickým tělem s pentarradiální symetrií - ačkoli není možné si představit žádný blízký vztah se zbytkem paprsků (houby, cnidariani a ctenophores).

Tělo může být kulaté, válcové nebo mít tvar hvězdy. Nemají definovanou hlavu, mají orální aborální osu.

Jak jsou deuterostomizované, konečník pochází z blastoporálního otvoru, zatímco ústa jsou sekundární otvor. Coelom je enterocelický.

Mají aquifer vaskulární systém, který pochází z coelom, a prodlužuje se skrz tělo jednotlivce v sérii projekcí nebo chapadel (pódia nebo nohy trubky) s otvorem ven zvaný madreporite.

V některých skupinách je otevření buď nepřítomné, nebo vnitřní. Tento systém funguje jako hydraulický orgán.

Orgánové systémy

Zažívací ústrojí

Trávicí systém je kompletní, axiální a někdy se mnohokrát otočí. Nemají vylučovací orgány, místo toho jsou za tento proces odpovědné dýchací struktury.

Hemal systém

Krev nebo hemal systém je významně redukován a nehraje důležitou roli v oběhu zvířete, protože tento jev je zprostředkován působením peritoneální řasinky.

Nervový systém

Nervový systém je uspořádán do tří nervových prstenců, které obklopují zažívací trakt. Odtud pocházejí radiální periferní nervy. Neexistuje žádný mozek a specializované orgány pro detekci environmentálních podnětů jsou velmi málo.

Některé smyslové orgány přítomné ve skupině jsou: chemoreceptory, pódia, terminální chapadla a statocysty.

Pro světelné podněty mají jednoduché fotoreceptory, které jim umožňují rozlišovat mezi přítomností a nepřítomností světelného podnětu. Stupeň vývoje receptoru do značné míry závisí na studované skupině.

Dýchací systém

Různé třídy ostnokožců jsou charakteristické tím, že vykazují širokou škálu dýchacích orgánů.

Pravidelné echinoidy dýchají řadou kožních žábrů. Asteroidy mají papuly, ophiuroidy dýchají stěnami burzy, zatímco holothuroidy dýchají dýchacími stromy. Všechny mají trubkové patky pro provádění dýchacího procesu.

Aquifer vaskulární systém

Nejviditelnějším rysem ostnokožců je existence vodonosného cévního systému. Je tvořena řadou potrubí, nádrží a povrchových pódií.

Je lemována epitelem s řasinkami a vnitřek obsahuje tekutinu podobnou složení jako mořská voda, bohatou na draselné ionty a bílkoviny.

Navrhuje se, že hlavní funkce tohoto hydraulického systému souvisí s krmením a mohla mít sekundární významnou roli v procesech lokomoce, vylučování a dýchání.

Systém je velmi účinný, je tvořen otvorem směřujícím ven, zvaným madreporito, který funguje jako druh síta a může mít funkce regulace tlaku.

Následoval madreporit, najdeme kamenný kanál, který sestupuje, dokud nenarazí na prstencový kanál, kde se nacházejí Tiedemannova těla a Poli váčky. První jsou zodpovědné za produkci colomocytů a druhé jsou zásobníky tekutin.

Z prstencového kanálu vychází směrem ke každému z ramen radiální kanál, který je k bočním kanálům spojen s nohami trubky.

Taxonomie a třídy

Phylum Echinodermata a Phylum Hemichordata patří do superphylum zvaného Ambulacraria. Ačkoli echinoderms jsou často populární, většina lidí je obeznámena s hemichordates, nebo žaludy žaludů.

Tyto dvě skupiny sdílejí několik společných charakteristik, kromě toho, že jsou deuterostomovány. Oba mají tripartitní coelom, larvální stádia jsou velmi podobná a mají vysoce specializované metanefridium.

Phylum Echinodermata se skládá z asi 7 000 druhů živých organismů a více než 20 000 druhů, které jsou dnes zaniklé. Zpočátku jsou rozděleny do dvou Subphylum: Pelmatozoa a Eleutherozoa, kde se nachází pět tříd, které tvoří Phylum.

Tradiční klasifikační systém seskupuje formy s kapacitou pohybu v Subphylum Eleutherozoa, takže obsahuje většinu moderních druhů.

Název tohoto subphylum pochází z řeckých eleutheros, což znamená zdarma, a zoon, což znamená zvíře. Tvar těla členů je heterogenní, s představiteli hvězdných, podlouhlých nebo kulovitých tvarů. Skládá se ze čtyř tříd: Asteroidea, Ophiuroidea, Echinoidea a Holothuroidea.

Naproti tomu Subphylum Pelmatozoa obsahoval přisedlé a pedunkulované formy, tvořené zejména nyní zaniklými formami a živými crinoidy. Dále popíšeme každou ze současných tříd ostnokožců:

Třída Asteroidea

Asteroidy jsou známé jako hvězdice. Oni jsou obecně pentameric, ačkoli tam jsou výjimky s mnohem větším počtem zbraní. Například rod Heliaster může mít více než 40 zbraní.

Jeho morfologie je zploštěna ve smyslu orální aborální osy a pohybuje se podél povrchu ústní dutiny. Uprostřed ústního disku se otevírají ústa jednotlivce, ze kterých paže vyzařují ambulakrální brázdy. V každé řadě jsou uspořádány čtyři řady pódií.

Kostra je tvořena vápenatými dermálními ossicles s tvary, které se podobají talíř, pruty nebo kříže. Tyto prvky jsou spojeny díky přítomnosti pojivové tkáně.

Povrch těla je pokryt četnými ostny, které jsou pokryty epidermis. Tyto výčnělky jsou součástí kostry a mohou spočívat na ossicles nebo být jejich prodloužením.

Pedicellars se nacházejí na povrchu těla. Tyto struktury hrají roli při ochraně a čištění těla. Papule jsou dalším typem přílohy těla, který se účastní procesu vylučování a výměny plynu.

Larvální stádium je známé jako bipinnaria, které se po objevení dalších tří krátkých paží mění na brachylarii.

Třída Ophiuroidea

Hvězdy jsou považovány za úspěšnou skupinu, velmi rozmanité a široce distribuované po celém moři. Tyto vlastnosti jsou výsledkem vynikajících pohybových schopností skupiny.

Typickým tvarem je pět štíhlých ramen, kde se odlišuje centrální disk - na rozdíl od asteroidů. Nemají drážky, pódia ani přísavky.

Funkce kůstek připomíná klouby na obratlech a jsou umístěny podél paží.

Mají dvě štěrbiny zvané bursae, umístěné na spodní straně paží, po jedné na každé straně. Mají cilii, které při bití způsobují proud vody, který prochází obvodovým otvorem a opouští ústní otvor. Stěny burz zprostředkovávají výměnu plynu.

Larvální stadium se nazývá ofiopluteus a má čtyři paže s pruhy řasinek. Metamorfóza nezahrnuje fázi připojení k substrátu.

Třída Echinoidea

Třída Echinoideos zahrnuje mořské ježky. Členové této třídy mohou představovat globózní tělo, jako nejznámější zástupci, nebo být zploštěni (jako dolary nebo mořské mince). Nemají žádné zbraně, ale skořápka, která je obklopuje, má jakousi pentaradiální symetrii.

U pravidelných ježků je povrch těla zakryt pohyblivými hřbety a jejich délka může být různá. Mezitím mají nepravidelné kratší ostny, které odpovídají jejich návykům.

Existuje žvýkací zařízení zvané lucerna Aristoteles. Je pozoruhodnou součástí této skupiny a nachází se v běžných ježcích. Larva má šest párů zbraní a nazývá se echinopluteus.

Třída Holothuroidea

Holothuroidy jsou mořské okurky. Tyto organismy jsou běžné v přímořských vodách po celém světě. Chybí jim paže a orální aborální osa je protáhlá a spočívají na jejich ventrální straně.

V této skupině byly ossicles redukovány na mikroskopické částice. Aquifer vaskulární systém má tu zvláštnost, že se madreporit otevírá do obecné coelomické dutiny. Z tohoto důvodu cirkuluje v systému kapalina z coelomu, nikoli voda.

Crinoidní třída

Jsou nejprimitivnější skupinou ostnokožců a tvoří ji mořské lilie, které jsou pedunkulované a sedavé, a komatulidy, které jsou zdarma.

Tělo crinoidů je tvořeno fixačním stopkou a korunkou. Stopka je připevněna k koruně kalichem.

Paže jsou obecně rozvětvené a mají řadu řad vyboulení zvaných pinnules.

Nejpozoruhodnější charakteristikou skupiny je absence madreporitu ve vodním vaskulárním systému. Larva skupiny se nazývá vellum.

Reprodukce

Echinoderms představují dva základní způsoby reprodukce: sexuální a asexuální. Pohlaví se obecně odděluje, i když bylo hlášeno malé množství hermafroditických výjimek. Gonády se vyznačují velikostí a množstvím, s výjimkou holothuroidů.

Potrubí je jednoduché a neexistují žádné nápadné kopulační prostředky ani sekundární sexuální struktury. Hnojení je vnější, s vyloučením mužských a ženských gamet do oceánu. Někteří líhnou vejce.

K vývoji dochází prostřednictvím larválních stadií. Larva má schopnost volně plavat a symetrie je oboustranná - potom dospělá nebo sub-dospělá forma získá radiální tvarovou charakteristiku skupiny.

U některých druhů asteroidů může k reprodukci dojít při událostech rozdělení centrálního disku na dvě části. Každý z nich je tedy schopen generovat nového jednotlivce. Tato událost asexuální reprodukce se nazývá fisiparita.

Obecně mají echinodermy působivou regenerační kapacitu a jsou schopny regenerovat chybějící části nebo části v dospělých formách. Pokud si izolovaná ruka udrží alespoň jednu část centrálního disku, může se celé zvíře regenerovat za méně než rok.

Krmení

Hvězdice mají všežravou stravu, zatímco jiní jsou schopni živit se pouze výživnými látkami, které jsou v oceánu zavěšeny. Většina druhů je však masožravá a živí se různými skupinami mořských bezobratlých.

Hvězdy jsou filtry, krmítka nebo spotřebitelé organických materiálů. Získání jídla je zprostředkováno trny, pódia a řasinkami. Většina mořských ježků jsou všežravci a jejich strava se skládá z řas a organických látek. Krinoidy jsou filtry.

Neexistuje žádný druh s parazitickými životními návyky. Byly však identifikovány některé druhy komenzálních druhů. Naproti tomu celá řada mořských organismů používá echinodermy po celý život, včetně parazitárních a komenzálních forem.

Habitat a distribuce

Všechny ostnokožci obývají mořské oblasti. Nemohou žít ve sladkovodním prostředí, protože nemají osmoregulační aparát, který umožňuje nezbytnou rovnováhu v jejich vnitřních tekutinách. Obvykle se nacházejí v hlubokých oblastech.

Vývoj

Fosilní záznam

Jsou to prastará skupina pocházející alespoň z období kambria. Podle fosilních záznamů byl jedním z prvních ostnokožců Arkarua, ačkoli identifikace vzorku je mezi odborníky Phylum kontroverzní.

Existuje několik hypotéz, které se pokoušejí vysvětlit možný původ této záhadné a zvláštní skupiny zvířat. Je zřejmé, že pocházejí ze skupiny, která prezentovala bilaterální symetrii, protože larva začíná její vývoj bilaterální, i když později je upraven na radiální.

Vývoj symetrie

To je navrhl, že první echinoderms byly přisedlé formy a jejich radiální tvar je adaptivní charakteristika, která dává výhody existenci bez volných pohybů ve vodě.

Oboustranný tvar se chápe jako adaptace pro život v pohybu, protože poskytuje směrovost, na rozdíl od radiální symetrie.

Důkazy naznačují, že selektivní tlaky, jimž byly vystaveny, podporovaly zvýšení frekvence forem s možností pohybu, a to i přesto, že si zachovaly radiální symetrii.

Protože dvoustranná symetrie upřednostňuje pohybující se zvířata, mají tři skupiny uvnitř ostnokožců takový povrchový vzor - získaný sekundárně. Jsou to mořské okurky a dvě skupiny ježků.

Reference

1. Barnes, RD (1983). Zoologie bezobratlých. Interamerican.
2. Brusca, RC, a Brusca, GJ (2005). Bezobratlí. McGraw-Hill.
3. French, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Fyziologie zvířat: mechanismy a adaptace. McGraw-Hill.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie (roč. 15). McGraw-Hill.
5. Irwin, MD, Stoner, JB, a Cobaugh, AM (Eds.). (2013). Zookeeping: úvod do vědy a techniky. University of Chicago Press.
6. Marshall, AJ a Williams, WD (1985). Zoologie. Bezobratlí (svazek 1). Obrátil jsem se.