Разные виды обитают на разной глубине. Некоторые обитают у самого берега. Другие встречаются в глубоководных желобах. Известно, что на дне Марианской впадины обитают несколько видов морских огурцов. Некоторые ученые считают, что именно морского огурца, а не рыбу, увидела первая экспедиция на дно Бездны Челенджера.
Современная научная классификация разделяет 6 отрядов морских огурцов с общим количеством 1 150 видов. На Земле они появились около 450 млн. лет назад.
Описание голотурий
Свое название морские огурцы получили из-за внешнего сходства с плодами огурца. Они имеют мягкое цилиндрическое тело, вытянутое в длину. Но форма тела может варьироваться от почти идеальной сферической (например, морские яблоки — Paracucumaria и Pseudocolochirus ), до змеевидной (например, отряд Apodida ).
Средняя длина тела колеблется от 10 до 30 см. Особо крупные виды вырастают до 3-х метровой длины.
Рот расположен на одном конце животного и довольно сложно устроен. Его окружают 10-30 щупалец, способные втягиваться внутрь. Эти щупальца могут быть самой разнообразной формы — от простых трубчатых ножек до сложно разветвленных и древовидных. Форма щупалец зависит от потребляемой пищи. У видов, охотящихся за планктонными животными, они имеют древовидную форму, основная задача которых в максимизации объема процеживаемой воды. Виды, питающиеся верхним донным субстратом, имеют разветвленную структуру щупалец. А виды, которые обитают на песчаном или илистом дне, имеют простые короткие щупальца в виде лопаток, облегчающие им рытье грунта.
По всей длине тела растут так называемые амбулакральные ножки. Они выполняют несколько важнейших функций. Во-первых, выполняют осязательную функцию. Во-вторых, участвуют в дыхании морского огурца, передавая свежую воду внутрь животного. В-третьих, помогая животному передвигаться по дну. У некоторых видов (в основном глубоководных) амбулакральные ножки используются как простые ноги. Но чаще всего за движение отвечает мускулатура тела.
Поведение и образ жизни
Морские огурцы обитают во всех океанах в большом количестве заселяя морское дно. Собираясь в большие группы они находятся в постоянном путешествии в поисках еды. На глубине свыше 9 км. они составляют 90% от общей массы всей фауны (имеется ввиду макрофауна — видимая человеку невооруженным глазом). Голотурии лучше других животных приспособились к выживанию на экстремальных глубинах, и даже на 5-ти километровой глубине их количество и видовое разнообразие такое же богатое, как и около поверхности. Только морские свиньи могут потягаться с морскими огурцами за звание самого неприхотливого глубоководного животного.
Тела некоторых видов глубоководных морских огурцов (например, Enypniastes eximia и Paelopatides confundens ) состоят из особенной желатиновой ткани с уникальными свойствами, которые обеспечивают плавучесть животному. Это дает возможность прилично плавать в воде и перемещаться на новые места обитания. Единственный «истинный» пелагический (живет в толще воды, а не на дне) морской огурец — видPelagothuria natatrix. Другие «плавающие» голотурии перемещаются подобным образом только время от времени. Часто их путают с , но окраска у морских огурцов более яркая, в основном красного оттенка.
Еще есть виды морских огурцов (в отряде Elasipodida ) с плотностью тела почти такой же как и плотность воды. Оттолкнувшись от дна они способны парить в толще воды на расстояние более 1 км. У таких голотурий есть специфические плавательные придатки, напоминающие зонтик или лепесток, вращая которым животное может маневрировать во время плавания.
Но большинство морских огурцов все же исключительно донные и малоподвижные животные. Ползая по дну они подбирают разлагающиеся органические вещества и планктон . Так же с помощью ротовых щупалец и ножек роют донный грунт, иногда полностью закапавшись в него. Взрыхляя дно и разрушая детрит (неразложившиеся частицы животных и растений) они выполняют очень важную и полезную роль в морской экосистеме. В некоторых регионах мирового океана плотность морских огурцов достигает 40 особей на 1 м². За один год такая группа голотурий может переработать до 20 кг. грунта.
Толкаясь на дне морские огурцы не проявляют никакого территориального поведения, занимая свободное место и передвигаясь вперед когда еды на их участке уже не остается. Лишь в период размножения они передают сигналы своим сородичам с помощью специальных гормонов, полностью их игнорируя в остальное время.
Симбиоз с другими животными
Некоторые животные могут жить в симбиозе и комменсализме (способ совместного существования двух организмов, при котором один возлагает на другого регуляцию с внешней средой) с морскими огурцами. Чаще всего вместе с голотуриями можно встретить креветок. Есть даже вид креветок, которые всю свою жизнь живут вместе с иглокожими на их теле, например, вид Periclimenes imperator .
Отдельно стоит выделить небольших рыб семейства Carapidae , так называемых жемчужных рыб. Это маленькие рыбки с удлиненным телом могут жить на глубине до 2 000 м. Интересной стратегией их выживания является способность мальков буквально прятаться внутри тела морского огурца, попадая в него через анальное отверстие или ротовое. Там она растет, прячась от хищников и одновременно находя пропитание в остатках пищи, выходящих из морского огурца наружу. Когда рыба вырастает она покидает своего хозяина навсегда.
Многие морские черви и крабы также находят убежище внутри морских огурцов. Некоторые виды морских огурцов (например, Actinopyga ) в процессе эволюции обзавелись специальными зубами в анальном отверстии, которые не позволяют другим животным проникать к ним внутрь.
Способы защиты и хищники
Морские огурцы — очень легкая добыча. Они не могут быстро убежать и в большом изобилии водятся повсеместно. Но специально на голотурий охотятся только узкоспециализированные хищники. В теле морских огурцов содержится много токсинов (в частности голотурин), из-за которых их игнорируют большинство морских обитателей. Целенаправлено охоту на голотурий ведут только большие моллюски семейства Tonnidae — так называемые Бочечки , которые парализуют их с помощью мощного яда прежде чем высосать их мягкую ткань.
Некоторые виды морских рыб могут поедать морских огурцов если не могут добыть другую пищу. Замечено, что голотурий поедают рыбы-триггеры и тетраодоны , а также некоторые виды крабов, раков-отшельников и омары.
Чтобы защитить себя морские огурцы выработали специальное средство защиты, которые не встречаются у других животных. При возникновении опасности они выпрыскивают в воду через анальное отверстие ядовитую часть кишечника — кювьеровы трубы. В обычном состоянии внутри животного кювьеровы трубы представляют собой длинные нити, которые сильно разбухают, когда попадают в воду. Таким образом морские огурцы стараются дезориентировать и запутать хищников. Утерянные трубы в зависимости от вида восстанавливаются в течении 1-5 недель.
Выпрыскивание кювьеровых труб сопровождается выбросом токсичного яда голотурина в воду. Этот яд образует густую пенообразную массу, которая убивает других животных, оказавшихся рядом.
Значение для человека
Есть много коммерчески важных видов морского огурца, которого используют в кулинарии и традиционной азиатской медицине. Фармацевтические компании выпускают различные препараты на основе высушенного золотого морского огурца — гамата. Из него изготавливаются масла, крема, косметика, а также лекарственные средства.
В Азии (в основном в Китае) из морского огурца готовят самые разнообразные блюда — от салатов до горячих блюд. Большую часть голотурий берут из искусственных водоемов, где их специально выращивают на продажу с 1980-х годов. Примечательно, что на китайском рынке спросом пользуется морской огурец, выращенный или пойманный на Аляске. Он отличается более высокой пищевой ценностью и размером.
Искусственное разведение голотурий обеспечивает безопасность состоянию популяций, но по-прежнему на рынках предлагают морских огурцов, выловленных в природе, в частности на коралловых рифах. В недавнем прошлом такой промысел сильно сократил некоторые виды. «Дикие» огурцы стоят дороже — они крупнее и считаются более вкусными. Для борьбы с незаконным отловом правительство установило лимит на цену за килограмм мяса всех продаваемых голотурий. Это сделало не выгодным продажу дорогих видов морских огурцов.
Морские огурцы являются иглокожими из класса Holothuroidea (Голотурии). Это морские животные с кожистой оболочкой и удлиненным телом, содержащим одну разветвленную гонаду. Морские огурцы обитают на морском дне. Число видов голотурий во всем мире составляет около 1717 , причем наибольшее количество находится в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Многие из них собираются для потребления человеком, а некоторые виды выращиваются в системах аквакультуры. Собранный продукт называют по-разному – трепанг, bêche-de-mer или балат. Морские огурцы играют важную роль в морской экосистеме, поскольку они помогают перерабатывать питательные вещества, разрушать детрит и другие органические вещества, после чего бактерии могут продолжать процесс распада. Как и все иглокожие, сразу под кожей морские огурцы имеют эндоскелет, кальцинированные структуры, которые обычно восстанавливаются до изолированных микроскопических косточек (или склериет), связанных соединительной тканью. У некоторых видов, они иногда могут быть увеличены до сплюснутых пластин, образуя защитное покрытие. В пелагических видах, таких как Pelagothuria natatrix (отряд Elasipodida, семья Pelagothuriidae), скелет и кальциевое кольцо отсутствуют. Морские огурцы названы так из-за их сходства с плодами огурца.
Обзор
Большинство морских огурцов, как следует из их названия, имеют мягкое и цилиндрическое тело, более или менее удлиненное, округленное и иногда более полное в конечностях и обычно без твердых придатков. Их форма колеблется от почти сферической у «морских яблок» (род Pseudocolochirus) до змеевидной у Apodida, или классической формы колбасы, в то время как другие похожи на гусениц. «Рот окружен щупальцами, которые могут втягиваться внутрь животного». Голотурии обычно от 10 до 30 сантиметров в длину, однако, встречаются виды размером в несколько миллиметров (Rhabdomolgus ruber) и до более чем 3 метров в длину (Synapta maculate). Крупнейший американский вид Holothuria floridana, который обитает в изобилии чуть ниже отметки низшего уровня воды на рифах Флориды, имеет объем скважины более 500 кубических сантиметров и длину 25-30 см. Большинство из них имеют пять рядов трубчатых ножек, кроме вида Apodida, которая движется ползком; ножки могут быть гладкими или с мясистыми придатками (например, Thelenota ananas). Ножки на дорсальной поверхности обычно не служат для передвижения и превращаются в сосочки. На одном из концов открывается округленный рот, обычно окруженный венцом щупалец, который может быть очень сложным у некоторых видов (и на самом деле они являются модифицированными ножками); анус – заднеспинной. Голотурии с первого взгляда не похожи на других иглокожих, из-за их трубчатого тела, без видимого скелета или жестких отростков. Кроме того, пятикратная симметрия, классическая для иглокожих, хотя и сохранившаяся структурно, здесь удваивается посредством двусторонней симметрии, которая делает их похожими на хордовых. Однако, центральная симметрия все еще наблюдается у некоторых видов через пять «радиусов», которые простираются ото рта до ануса (точно так же, как и у морских ежей), к которым прикреплены трубчатые ножки. Таким образом, у этих животных нет никакого «переднего» или «спинного» лица, как у морских звезд и других иглокожих, но животное стоит на одной из своих сторон, и это лицо называется тривиумом (с тремя рядами трубчатых ножек), а дорсальное лицо называется бивиумом. Замечательной особенностью этих животных является «улавливающий» коллаген, который образует стенку их тела. Она может ослабляться и затягиваться по желанию, и, если животное хочет протиснуться через небольшую щель, оно может существенно сжать своё тело. Чтобы сохранить себя в безопасности в этих щелях и трещинах, морской огурец задействует все свои коллагеновые волокна, чтобы вновь сделать свое тело твердым . Наиболее распространенным способом разделения подклассов является вид их оральных щупалец. Отряд Apodida имеет тонкое и удлиненное тело, не имеющее трубчатых ножек, до 25 простых или перистых оральных щупалец. Aspidochirotida являются наиболее распространенными морскими огурцами с сильным телом и 10-30 листовидными или щитовидными оральными щупальцами. Dendrochirotida – биофильтраторы с пухлыми телами и 8-30 разветвленными оральными щупальцами (которые могут быть чрезвычайно длинными и сложными).
Анатомия
Морские огурцы, как правило, от 10 до 30 см в длину, хотя наименьший из известных видов составляет всего 3 мм в длину, а наибольший может достигать трёх метров. Тело может быть как почти сферическим, так и похожим на червяка, без лапок, как у многих других иглокожих, таких как морская звезда. Передний конец животного, содержащий рот, соответствует оральному полюсу других иглокожих (что, в большинстве случаев, представляет собой нижнюю часть), а задний конец, содержащий анус, соответствует спинному полюсу. Таким образом, по сравнению с другими иглокожими, можно сказать, что морские огурцы лежат на одном боку .
Строение тела
Тело голотурии примерно цилиндрическое. Оно радиально симметрично вдоль продольной оси и имеет слабую двустороннюю симметрию поперечно с дорсальной и вентральной поверхностью. Как и у других эхинозоев, у голотурий есть пять амбулакр, разделенных пятью амбулакральными канавками, мезамбулакрами. В амбулакральных канавках есть четыре ряда ножек, но они имеют меньший размер или вовсе отсутствуют у некоторых голотурий, особенно на дорсальной поверхности. Два спинных амбулакра составляют бивиум, а три вентральных – тривиум . На переднем конце, рот окружен кольцом щупалец, которые обычно втягиваются в рот. Это модифицированные трубчатые ножки, которые могут быть простыми, разветвленными или древовидными. Они известны как хобот, а сзади находится внутреннее кольцо крупных кальциевых косточек. К ним присоединены пять полос мышц, проходящих внутри продольно вдоль амбулакры. Существуют также круговые мышцы, сокращение которых приводит к тому, что животное удлиняется и хобот расширяется. Перед косточками лежат дальнейшие мышцы, сокращение которых заставляет хобот втягиваться. Стенка тела состоит из эпидермиса и дермы и содержит более мелкие кальцифицированные косточки, типы которых являются характеристиками, которые помогают идентифицировать разные виды. Внутри стенки тела находится вторичная полость, разделенная тремя продольными мезентериями, которые окружают и поддерживают внутренние органы.
Пищеварительная система
За ртом расположена глотка, окруженная кольцом из десяти кальцифицированных пластин. У большинства морских огурцов, это единственная важная часть скелета, и она составляет точку привязанности для мышц, которые могут втягивать щупальца в тело для обеспечения безопасности, как для основных мышц стенки тела. Многие виды обладают пищеводом и желудком, но у некоторых глотки открывается прямо в кишечник. Кишечник обычно длинный и свернутый, и трижды проходит через тело до клоакулярной камеры или непосредственно в анус.
Нервная система
Морские огурцы не имеют настоящего мозга. Кольцо из нервной ткани окружает ротовую полость и направляет нервы к щупальцам и глотке. Животное, однако, вполне способно функционировать и двигаться, если нервное кольцо удалено хирургическим путем, что говорит о том, что это кольцо не играет центральной роли в нервной координации. Кроме того, пять основных нервов проходят от нервного кольца по длине тела под каждой из амбулакральных областей. Большинство морских огурцов не имеют четких сенсорных органов, хотя у них есть различные нервные окончания, рассеянные по коже, что дает животному чувство осязания и чувствительность к присутствию света. Однако, есть несколько исключений; известно, что члены отряда Apodida имеют статоцисты, в то время как некоторые виды обладают небольшими глазными пятнами вблизи оснований их щупалец.
Дыхательная система
Морские огурцы экстрагируют кислород из воды в паре «респираторных деревьев», которые разветвляются в клоаку только внутри ануса, так что они «дышат», втягивая воду через анус, а затем вытесняя её. Деревья состоят из ряда узких трубочек, ветвящихся из общего протока, и располагаются по обе стороны от пищеварительного тракта. Газообмен происходит через тонкие стенки канальцев, в жидкость полости основного тела и из неё. Вместе с кишечником, респираторные деревья также действуют как экскреторные органы, причем азотистые отходы распространяются по стенкам канальцев в виде аммиака и фагоцитарных целомоцитов, осаждающих отходы в виде частиц.
Системы кровообращения
Как и все иглокожие, морские огурцы обладают как амбулякральной системой, обеспечивающей гидравлическое давление на щупальца и трубчатыми ножками, позволяющими им двигаться, так и гемальной системой. Последняя более сложная, чем у других иглокожих, и состоит из хорошо развитых сосудов, а также открытых пазух. Центральное геммальное кольцо окружает глотку рядом с кольцевым каналом амбулякральной системы и отправляет дополнительные сосуды вдоль радиальных каналов под амбулякральными областями. У более крупных видов, дополнительные сосуды протекают выше и ниже кишечника и связаны более сотни мелких мышечных ампул, действующих как миниатюрные сердца, откачивающих кровь вокруг гемальной системы. Дополнительные сосуды окружают водные лёгкие, хотя они связывают их только косвенно, через целомическую жидкость. В действительности, сама кровь, по существу, идентична целомической жидкости, которая непосредственно омывает органы, а также заполняет амбулякральную систему. Фагоцитарные целомоциты, несколько сходные по функции с лейкоцитами позвоночных животных, образуются внутри гемальных сосудов и проходят по всей полости тела, а также к обоим системам кровообращения. Дополнительная форма целомоцитов, не встречающаяся у других иглокожих, имеет уплощенный дисковидный образ и содержит гемоглобин. В результате, во многих (хотя и не во всех) видах, кровь и целомическая жидкость окрашены в красный цвет. В крови голотурий были обнаружены высокие концентрации ванадия, однако, исследователи не смогли воспроизвести эти результаты.
Двигательные органы
Как и все иглокожие, морские огурцы обладают пентарадиальной симметрией. Однако, из-за их положения тела, они вторично развили некоторую степень двусторонней симметрии. Например, поскольку одна сторона тела обычно прижимается к поверхности, а другая – нет, обычно наблюдается разница между двумя поверхностями (кроме вида Apodida). Как и морские ежи, большинство морских огурцов имеют пять полосатых амбулякральных областей, проходящих по длине тела ото рта до заднего прохода. Три амбулякральных области на нижней поверхности имеют многочисленные трубчатые ножки, часто с присосками, которые позволяют животному ползать; их называют тривиум. У двух областей на верхней поверхности имеются недоразвитые или рудиментарные трубчатые ножки, а у некоторых видов вообще нет трубчатых ножек; это лицо называется бивиумом. У некоторых видов, амбулакральные области уже нельзя различить, при этом трубчатые ножки распространяются на гораздо более широкую область тела. У видов Apodida вообще нет трубчатых ножек или амбулакральных областей, и они передвигаются благодаря мышечным сокращениям тела, подобно червям, однако, вдоль их тела, как правило, проходит пять лучевых линий. Даже у морских огурцов, у которых нет обычных трубчатых ножек, имеются ножки вокруг рта. Они модифицируются в сокращающиеся щупальца, намного большие, чем трубчатые ножки для передвижения. В зависимости от вида, морские огурцы имеют от десяти до тридцати таких щупальцев, и они могут иметь самые разнообразные формы в зависимости от рациона животного и других факторов. Многие морские огурцы имеют сосочки, конические мясистые выступы стенки тела с сенсорными трубчатыми ножками на верхушках. Они даже могут развиваться в длинные антенноподобные структуры, особенно в абиссальном роде Scotoplanes.
Эндоскелет
Иглокожие обычно имеют внутренний скелет, состоящий из пластин из карбоната кальция. Однако, у большинства морских огурцов эти пластины уменьшились до микроскопических косточек под кожей. Несколько родов, таких как Sphaerothuria, сохраняют относительно большие пластины.
Жизненная история и поведение
Среда обитания
Морские огурцы в большом количестве встречаются на глубине моря, где они часто составляют большую часть биомассы животных. На глубинах более 8,9 км, морские огурцы составляют 90% от общей массы макрофауны . Морские огурцы образуют крупные стада, которые перемещаются по глубоководным просторам океана, охотясь за едой. Тело некоторых глубоководных голотурий, таких как Enypniastes eximia, Peniagone leander и Paelopatides confundens, состоит из жесткой желатиновой ткани с уникальными свойствами, которая позволяет животным контролировать свою плавучесть, позволяя им либо жить на дне океана, либо активно плавать, либо перемещаться в новые места . Голотурии, по-видимому, являются лучше всего адаптированными к экстремальным глубинам иглокожими и по-прежнему очень распространены на глубине более 5000 м. Несколько видов из семейства Elpidiidae («морские свиньи») могут обитать на глубине более 9500 м, а некоторые виды рода Myriotrochus (в частности, Myriotrochus bruuni) обитают на глубине до 10687 метров. В более мелких водах, морские огурцы могут образовывать плотные популяции. Новозеландский клубничный морской огурец (Squamocnus brevidentis) живет на скалистых утесах вдоль южного побережья Южного острова, где его популяции иногда достигают плотности 1000 животных на квадратный метр. По этой причине, одна из таких областей во Фьордленде называется «клубничными полями» .
Передвижение
Некоторые абиссальные виды в абиссальном отряде Elasipodida эволюционировали до «бентопелагического» поведения: их тело почти такой же плотности, как окружающая их вода, так что они могут совершать длинные (до 1000 м) прыжки, прежде чем медленно опуститься на дно океана. Большинство из них имеют специфические плавательные придатки, такие как зонтик (например, Enypniastes) или длинный выступ на теле (Psychropotes). Только один вид известен как настоящий, полностью пелагический, вид, который никогда не приближается ко дну – Pelagothuria natatrix.
Диета
Голотурии, как правило, падальщики, питающиеся мусором в бентической зоне океана. Исключения составляют некоторые пелагические огурцы и виды Rynkatorpa pawsoni, которые имеют симбиотические отношения с глубоководными морскими чертями. Диета большинства морских огурцов состоит из планктона и разлагающегося органического вещества, обнаруженного в море. Некоторые морские огурцы ловят пищу, которая течет рядом с их открытыми щупальцами. Они также просеивают донные отложения, используя свои щупальца. Другие виды могут копаться в нижнем иле или песке, пока они не окажутся полностью под землёй. Затем они выдавливают свои питающие щупальца, в готовности ускользнуть при любом признаке опасности. В южной части Тихого океана, морские огурцы могут встречаться в плотности 40 особей на квадратный метр. Эти популяции могут обрабатывать 19 килограммов осадка на квадратный метр в год. Форма щупальцев обычно адаптируется к рациону и размеру употребляемых в пищу частиц: биофильтраторы, в основном, имеют сложные древовидные щупальца, предназначенные для максимизации площади поверхности, доступной для фильтрации, в то время как виды, питающиеся субстратом, чаще всего нуждаются в пальцевидных щупальцах для сортировки питательного материала; детритовые виды, обитающие на мелком песке или в грязи, чаще всего нуждаются в более коротких «зубчатых» щупальцах, имеющих форму ковшей. Одна особь может проглотить более 45 кг осадка в год. Выдающиеся пищеварительные способности морских огурцов позволяют им отказаться от более тонкого, более чистого и однородного осадка. Поэтому морские огурцы играют важную роль в биологической обработке морского дна (биотурбация, продувка, гомогенизация субстрата и т. д.).
Общение
Морские огурцы общаются друг с другом, передавая гормонные сигналы через воду. Основная цель коммуникации – репродукция; в противном случае, особи склонны игнорировать друг друга. Морские огурцы не проявляют территориализма. Некоторые виды, в том числе абиссальные виды, такие как морские свиньи (Scotoplanes globosa), могут жить группами.
Репродукция
Большинство морских огурцов размножаются путем выпуска спермы и яйцеклетки в воду океана. В зависимости от условий, один организм может производить тысячи гамет. Морские огурцы, как правило, двудомные, с отдельными мужскими и женскими организмами, но некоторые виды протандрические. Репродуктивная система состоит из одной гонады, состоящей из кластера канальцев, впадающих в один канал, который открывается на верхней поверхности животного, рядом со щупальцами. По меньшей мере, 30 видов, включая Pseudocnella insolens, оплодотворяют свои яйца внутренне, а затем подбирают оплодотворенную зиготу одним из своих щупальцев. Затем яйцо вставляется в сумку на теле взрослой особи, где плод развивается и, в конечном итоге, вылупляется из сумки. Известно, что несколько видов выводят потомство в полости тела и рожают их через небольшой разрыв в стенке тела, рядом с анусом.
Развитие
У всех остальных видов, яйцо развивается в личинку, которая свободно плавает, как правило, примерно через три дня развития. Первая стадия развития личинок известна как аурикулярия (личинка имеет длину около 1 мм). Такая личинка плывет с помощью длинной полоски ресничек, обернутых вокруг ее тела, и несколько напоминает бипиннарию (личинку морской звезды). По мере роста личинки, она превращается в долиолярию с бочкообразным телом и тремя-пятью отдельными кольцами ресничек. «Пентакулярия» - третья личиночная стадия морского огурца, на которой появляются щупальца. Щупальца обычно являются первыми чертами взрослой особи, которые появляются перед обычными трубчатыми ногами.
Симбиоз и комменсализм
Хищники и защитные механизмы
Морские хищники часто отказываются поедать морские огурцы из-за содержащихся в них токсинов (в частности, голотурина), и из-за их впечатляющих защитных механизмов. Тем не менее, они остаются добычей для некоторых высокоспециализированных хищников, на которых не влияют их токсины, таких как большие моллюски Tonna galea и Tonna perdix, которые парализуют морские огурцы, используя мощный яд, прежде чем полностью их проглотить. Некоторые другие, менее специализированные и оппортунистические хищники, могут также охотиться на морские огурцы, если они не могут найти более подходящей пищи, например, некоторые виды рыб (спинорог, иглобрюх) и ракообразных (крабы, омары, раки-отшельники). Некоторые виды коралловых морских огурцов из отряда Aspidochirotida могут защищаться, вытесняя свои липкие кювьеровы трубочки (расширения водных лёгких, свободно плавающих в целоме), чтобы опутать потенциальных хищников. Когда морские огурцы напуганы, они могут вытеснить некоторые трубочки через слезу в стене клоаки в автономическом процессе, известном как опустошение. Сменные трубочки отрастают в течение полутора-пяти недель, в зависимости от вида. Высвобождение этих трубочек также может сопровождаться выделением токсичного химического вещества, известного как голотурин, который имеет схожие с мылом свойства. Это химическое вещество может убивать животных в окрестностях и является еще одним методом защиты морских огурцов.
Летняя спячка
Если температура воды становится слишком высокой, некоторые виды морского огурца из морей с умеренной температурой могут впадать в летнюю спячку. Пока они находятся в таком состоянии покоя, они перестают питаться, их кишечник атрофируется, метаболизм замедляется и они теряют вес. Тело возвращается в свое нормальное состояние, когда условия улучшаются.
Филогенез и классификация
Голотурии не имеют скелета, в отличие от других иглокожих, и их классификация более сложна, а их палеонтологический филогенез опирается на ряд хорошо сохранившихся экземпляров. Современная таксономия основана, прежде всего, на наличии или форме некоторых мягких частей (ножки, легкие, щупальца) для определения основных отрядов и, во-вторых, на микроскопическом исследовании косточек для определения рода и вида. Современные генетические методы в значительной степени способствовали развитию классификации этих животных. Таксономическая классификация, в соответствии со Всемирным реестром морских видов:
Отряд Apodida (Brandt, 1835)
Семейство Chiridotidae (Östergren, 1898)
Семейство Myriotrochidae (Théel, 1877)
Семейство Synaptidae (Burmeister, 1837)
Отряд Aspidochirotida (Grube, 1840)
Семейство Holothuriidae (Burmeister, 1837)
Семейство Mesothuriidae (Смирнов, 2012)
Семейство Stichopodidae (Haeckel, 1896)
Семейство Synallactidae (Ludwig, 1894)
Отряд Dendrochirotida (Grube, 1840)
Семейство Cucumariidae (Ludwig, 1894)
Семейство Cucumellidae (Thandar и Arumugam, 2011)
Семейство Heterothyonidae (Pawson, 1970)
Семейство Paracucumidae (Pawson и Fell, 1965)
Семейство Phyllophoridae (Östergren, 1907)
Семейство Placothuriidae (Pawson & Fell, 1965)
Семейство Psolidae (Burmeister, 1837)
Семейство Rhopalodinidae (Théel, 1886)
Семейство Sclerodactylidae (Panning, 1949)
Семейство Vaneyellidae (Pawson и Fell, 1965)
Семейство Ypsilothuriidae (Heding, 1942)
Отряд Elasipodida (Théel, 1882)
Семейство Deimatidae (Théel, 1882)
Семейство Elpidiidae (Théel, 1882)
Семейство Laetmogonidae (Ekman, 1926)
Семейство Pelagothuriidae (Ludwig,1893)
Семейство Psychropotidae (Théel, 1882)
Отряд Molpadida (Haeckel, 1896)
Семейство Caudinidae (Heding, 1931)
Семейство Eupyrgidae (Semper, 1867)
Семейство Gephyrothuriidae (Koehler & Vaney, 1905)
Семейство Molpadiidae (Müller, 1850)
Голотурии: применение в кулинарии и медицине
Чтобы обеспечить рыночный спрос в Южном Китае, макасарские ловцы трепанга торгуют с коренными австралийцами из Арнем-Ленда. Это первый зарегистрированный пример торговли между жителями австралийского континента и их азиатскими соседями. Существует много коммерчески важных видов морского огурца, которые собирают и сушат для экспорта для использования в китайской кухне. Некоторые из наиболее часто встречающихся видов на рынках включают:
Holothuria nobilis
Thelenota ananas
Actinopyga echinites
Actinopyga palauensis
Holothuria scabra
Holothuria fuscogilva
Actinopyga mauritiana
Stichius japonicus
Apostichopus californicus
Acaudina molpadioides
Isostichopus fuscus
Морской огурец как продукт питания
Морские огурцы являются морскими животными класса Holothuroidea. Они используются в свежей или высушенной форме в различных кухнях мира. В некоторых культурных контекстах считается, что морской огурец имеет лечебную ценность. Само животное и пищевой продукт обычно называют bêche-de-mer по-французски, от португальского «bicho do mar» (буквально «морской червь»), трепанг (или трипанг) на индонезийском языке, намако на японском языке, балатан в Тагалоге и лоли на Гавайских островах. На малайском языке, морской огурец известен как гамат. В большинстве культур в Восточной и Юго-Восточной Азии, морские огурцы считаются деликатесом. Морской огурец используется в ряде блюд. Общие ингредиенты, используемые в блюдах с морским огурцом, включают восковую дыню, сушеный гребешок, kai-lan, шиитаке и китайскую капусту.
Кулинарное использование
В кулинарии используются свежая и высушенная форма морского огурца, хотя его приготовление является сложным из-за того, что он полностью безвкусный. В Suiyuan shidan, китайском руководстве династии Цин в области гастрономии, говорится: «В качестве ингредиента, морские огурцы имеют мало вкуса, полны песка и имеют сильный рыбный запах. По этим причинам, их сложно вкусно приготовить». Большая часть подготовки морского огурца к употреблению связана с очисткой и кипячением, затем тушением его в мясных бульонах и экстрактах, чтобы придать аромат каждому морскому огурцу. Согласно китайскому народному поверью, морской огурец положительно воздействует на мужское сексуальное здоровье и является афродизиаком, так как он физически напоминает фаллос и использует защитный механизм, подобный эякуляции, поскольку в случае опасности он застывает и выталкивает струю воды в сторону агрессора. Также считается, что морской огурец защищает от тендинита и артрита.
Коммерческий сбор
В последние годы, индустрия морского огурца на Аляске увеличилась из-за увеличения экспорта кожи и мышц трепанга в Китай. В Китае, морские огурцы коммерчески продаются в искусственных прудах. Эти пруды могут достигать площади 400 гектаров и удовлетворять большую часть местного спроса . Дикие морские огурцы собираются дайверами, и эти дикие аляскинские морские огурцы имеют более высокую питательную ценность и больший размер, чем выращиваемые китайские морские огурцы. Более крупные размеры и более высокая пищевая ценность позволили аляскинскому рыболовству продолжать конкурировать за долю на рынке, несмотря на увеличение выращивания местного, китайского морского огурца. Одним из самых старых рыболовных промыслов в Австралии является сбор морских огурцов дайверами со всего Кораллового моря (Тихий океан, у берегов Австралии, Новой Гвинеи и Новой Каледонии) в далеком Северном Квинсленде, Торресовом проливе и Западной Австралии. В конце 1800-х годов в Куктауне, штат Квинсленд, для сбора морских огурцов было задействовано 400 дайверов. Чрезмерный сбор морских огурцов в Большом Барьерном рифе угрожает их популяции. Их популярность в качестве деликатеса в азиатских странах представляет серьезную угрозу для отряда Aspidochirotida.
Морские биологи заинтересовались голотуриями еще в прошлом веке. Исследователь голотурий Купер изучал раздражение, возникающее на коже при контакте с липкими нитями, которыми защищают себя некоторые виды голотурий. Они выбрасывают эти нити(кювьеровы органы), если чувствуют опасность. Токсины голотурий исследовали Яманучи и Нигрелли. Эти ученые смогли выделить из голотурий токсин, названный голотурином. Как удалось обнаружить, экстракты из Кювьеровых органов голотурий более токсичны, чем экстракты из тканей тела.
Яманучи обнаружил, что рыба, помещенная в одну емкость с морским огурцом Holothuria leucospilota, не болеет до тех пор, пока не поврежден этот морской обитатель. Если его повредить, то вся рыба погибает, когда в воде растворяется ядовитое вещество. Несмотря на то, что токсин присутствует в воде в крайне низком разведении, он летален для многих видов морской и пресноводной рыбы. Ученые даже предложили использовать голотурин для отпугивания акул, которые немедленно покидают местность, если в воде присутствует этот токсин даже в очень низкой концентрации. Эти свойства голотурий издавна были известны жителям островов Индийского и Тихого океанов, они использовали токсичные вещества, выделяемые голотуриями, для того, чтобы парализовать рыбу в водоемах. Затем рыбу долго варили, чтобы она стала нетоксичной для человека.
Первым выделил голотурин американец Нигрелли, это произошло в 1952 году. Оказалось, что голотурин выделяют не все виды голотурий, а только некоторые виды. Первые опыты исследователей под руководством Нигрелли в 1952 году показали, что экстракт Кювьеровых органов вызывает регресс раковых образований у экспериментальных групп животных.
- Химическое изучение голотурина показало, что он принадлежит к тритерпеновым гликозидам. Затем подобные соединения были найдены и в других группах животных.
- Сапонины голотурий обладают высокой биологической активностью, в том числе, противоопухолевым действием, антимикробным эффектом, повышают фагоцитарную активность лейкоцитов.
- Из голотурий выделили соединение, которое регулирует сердечную деятельность и усиливает обменные процессы, оказывает тонизирующее действие.
- В яде голотурий были обнаружены физиологически активные вещества – гликозиды, которые состоят из водорастворимого агликона (голотурии А) и водонерастворимого агликона, имеющего стероидную структуру (голотурии В). Голотурин А обладает выраженным неврогенным действием, близок по действию к тетродотоксину.
- В 1980 году советские ученые сообщили, что из трепангов были выделены также тритерпеновые гликозиды – стихолозиды. Эти вещества сходны с панаксозидами, полученными из женьшеня.
- Голотоксин показал хорошие результаты при лечении кожных грибковых заболеваний. Он обладает высокой противогрибковой активностью по отношению к трихомонадам и кандидам, и, главное, не дает побочных эффектов.
Те виды голотурий, которые выделяют токсин, обладают специфическим строением – вместо холестерина мембраны их клеток состоят из необычных стеринов. В большинстве исследованных голотурий были обнаружены дельта-7-стерины. Также из голотурий были выделены и другие вещества, которые могут разрушать мембраны клеток. Для использования в лечебных целях важно это свойство токсинов, так как подобные вещества могут разрушать мембраны опухолевых клеток.
В настоящее время российские ученые изучают дальневосточных голотурий, их химическое строение, биологическую активность токсинов. Тщательное исследование химической структуры и биологических свойств различных серий соединений, содержащихся в дальневосточных голотуриях, очень важно для биоорганической химии и фармакологии. Новые сведения помогут лучше понять биологическое значение природных токсинов и стеринов. Дальневосточные исследователи надеются выделить новые, еще не изученные токсины из губок и голотурий. Затем нужно будет установить их химическое строение и изучить биохимические свойства.
Уже проведены исследования и сравнительный анализ пяти видов голотурий рода Cucumaria (Holothurioidea, Echinodermata). В результате исследования оказалось, что набор агликонов индивидуален для гликозидов каждого вида. Во всех изученных голотуриях были обнаружены гликозиды с трисульфатированной пентасахаридной углеводной цепью. Гликозиды исследованных видов Cucumaria существенно отличаются от гликозидов Aslia lefevrei и Pseudoocnus echinata, что подтверждает сделанное ранее выведение этих видо в из рода Cucumaria. Тритерпеновые гликозиды кукумарии (сапонины, кукумариозиды, голотурины) очень важны для фармакологии, эти вещества блокируют размножение вредной грибковой и дрожжевой микрофлоры. Помимо этого, такие гликозиды и снижают рост опухолевых клеток.
С тех пор, как доктор Нигрелли обнаружил более полувека назад противоопухолевое действие гликозидов голотурий, исследователи голотурий из разных стран провели множество экспериментов, которые подтвердили противораковую активность веществ, выделенных из голотурий. Исследования продолжаются, но, несмотря на то, что голотурии открыли нам еще не все свои секреты, уже подтверждено множество важных для медицины свойств гликозидов голотурий.
Биология
Токсины, вырабатываемые голотуриями, представляют интерес для фармакологии. Рыбаки на островах Тихого океана используют ядовитые кювьеровы трубочки некоторых видов при рыбной ловле.
См. также
Литература
- Долматов И.Ю. , Машанов В.С. Регенерация у голотурий. - Владивосток: Дальнаука, 2007. - 208 с.
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Голотурии" в других словарях:
Отр. червеобразных иглокожих морских животных, водится в Южном Океане. Сюда относится трепанг. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. ГОЛОТУРИИ или МОРСКИЕ КУБЫШКИ (греч. holothuriae). Отряд иглокожих… … Словарь иностранных слов русского языка
голотурии - ий, мн. holothurie f. <гр. holothurion 1. Морское животное с червеобразным телом. БАС 2. А вон в стороне сложены рядами в длинные поленницы какие то маленькие, толстые серные палки, точно колбасы. Это все голотурии, морские животные, вроде… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Морские огурцы (Holothuroidea), класс иглокожих. Ископаемые скелетные пластинки Г. известны с девона. Тело б. ч. бочонковидное или червеобразное (дл. от неск. мм до 2 м), у многих с внеш. придатками (щупальца, ножки, папиллы, парус и др.),… … Биологический энциклопедический словарь
- (Holotburioidea), класс типа иглокожих, отличаются отдругих представителей того же типа червеобразным телом, кожистыминаружными покровами, заключающими в себе известковые тельца, отсутствиемнаружной мадреповой пластинки, венцом по большей части… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
- (морские огурцы), класс животных типа иглокожих. Тело обычно червеобразное, от нескольких мм до 2 м. Около 1100 видов, повсеместно в морях и океанах. Донные, ползающие формы. Многие при раздражении способны выбрасывать наружу внутренности или… … Современная энциклопедия
- (морские огурцы морские кубышки), класс морских беспозвоночных животных типа иглокожих. Тело обычно червеобразное, от нескольких мм до 2 м. Ок. 1100 видов, почти повсеместно в морях и океанах. Донные ползающие формы. Некоторые способны к… … Большой Энциклопедический словарь
- (Holothuroidea) класс иглокожих с сильно редуцированным скелетом, состоящим из многочисленных микроскопических известковых игл разл. формы. Морские животные, принадлежащие к нектону. В ископаемом виде редки, встречаются в виде отпечатков или… … Геологическая энциклопедия
Морские огурцы, морские кубышки (Holothuroidea) ГОЛОТУРИИ Cucumeria planci один из видов съедобных трепангов. класс морских беспозвоночных типа иглокожих (Echinodermata). Обитают на дне, главным образом в мелководных зонах, где обычно лежат как… … Энциклопедия Кольера
- (Holothurioidea) класс типа иглокожих (Echinodermata, см.), отличаются от других представителей того же типа червеобразным телом, кожистыми наружными покровами, заключающими в себе известковые тельца, отсутствием наружной мадрепоровой пластинки,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Ий; мн. (ед. голотурия, и; ж.). [греч. holothurion] Класс морских беспозвоночных животных типа иглокожих; морские огурцы. * * * голотурии (морские огурцы, морские кубышки), класс морских беспозвоночных животных типа иглокожих. Тело обычно… … Энциклопедический словарь
Классификация
Вид: Трепанг дальневосточный – Apostichopus japonicus
Семейство: Стихоподиды
Отряд: Голотурии щитовиднощупальцевые
Класс: Голотурии
Тип: Иглокожие
Подтип: Свободноподвижные, элеутерозои
Без ранга: Вторичноротые
Подцарство: Настоящие многоклеточные, эуметазои
Царство: Животные
Продолжительность жизни: до 11 лет
Живет в морских глубинах существо, похожее на улиток без раковин или на крупных, мясистых дождевых червей. Зовется оно морской огурец.
Но это не водоросль и не вид ракушки или коралла.
Это беспозвоночное существо по-научному называется трепанг, фото продемонстрирует вам особь, сплошь утыканную папилломами.
Потому она и относится к виду иглокожих.
Среда обитания
Большие популяции морских огурцов обитают возле Сахалина, на востоке Японии, около побережья Кунашира и Кореи, острова Кюсю, в заливе Петра Великого, Кагосима и на Курилах.
Выбирать трепанг старается места теплые и не глубокие, любит прятаться в зарослях морских водорослей под прикрытием мидий или в верхнем слое ила.
Днем он поднимается к поверхности воды. А сам урез – излюбленное место его обитания.
В особо жаркие деньки он опускается на глубину максимум в 150 метров – кто же захочет быть изжаренным на солнце.
Характеристика
Трепанг похож на большого червя. Сплюснутый с боков, в длину он вырастает до 40 см. Тело его состоит, по сути, из двух частей:
- На одной стороне находится рот и околоротовые щупальца (20 штук), которыми он зачерпывает взвеси и верхний рыхлый слой осадка, чтобы отправить в рот содержащиеся в воде микроорганизмы.
- Вторая часть – это естественный выход, то есть анальное отверстие.
Внутри трепанга эти две части связывает кишечник.
Такое строение называют редуцированным, то есть многие органы и части тела, не имеющие функционального значения для голотурии, со временем исчезли, оставив только наиболее значимые.
Интересно! Если трепанга невзначай или специально разрубить на три части, то крайние части тут же становятся самостоятельными и отползают. Средняя же полежит немного и тоже становится живой особью, только пока короткой.
Трепанг не боится водных обитателей вроде и , птиц, членистоногих, млекопитающих вроде .
Но враги у него имеются – это человек и морские звезды.
Интересно! Испуганный или обеспокоенный трепанг собирается в шарик, как ежик, защищая себя спикулами – шипами.
Внешний вид
Тело трепанга вытянутое, формой напоминающее трапецию, нижняя часть слегка сплющена.
- Длина – максимум 40 - 45 см
- Ширина – 8 - 10 см
- Вес – взрослые особи откармливаются до 1,5 кг
Спинку трепанга легко отличить от брюшной части. На брюшке находятся ротовая полость, окруженная щупальцами, цвет светло-коричневый или оливковый.
Спинка более темная, часто темно-зеленая или шоколадная, иногда черная.
Кожа плотная на ощупь, упругость ей придает один-единственный внутренний орган – трубчатый кишечник.
Основные особенности
На брюшке – амбулакральные ножки, при помощи которых трепанг медленно передвигается по дну.
Интересно! Перемещение голотурии по дну напоминает движение гусеницы. Трепанг собирается в комок, передвигает свои щупальца, крепится к дну или листьям водорослей задней частью. Передней частью распрямляется и находит опору, затем подтягивает заднюю часть.
Питание
Из-за внутреннего строения пища проходит через сплошной кишечник.
При этом полезные вещества успевают всосаться в его стенки, остальное выходит через заднюю часть естественным образом.
Утром трепанги спят, на поиск еды отправляются после полудня или ночью.
Осенью и зимой голотурии почти не едят, аппетит просыпается в начале весны и не спадает до середины лета.
Интересно! После нереста морские огурцы настолько ослаблены, что впадают в спячку, во время которой не двигаются и не питаются. Затем, очнувшись от нее через месяц, буквально набрасываются на еду и быстро восстанавливают былую форму.
Размножение
У трепангов есть и самки, и самцы, но различить их по каким-либо внешним признакам невозможно.
Половая зрелость наступает в возрасте 2-х лет и продолжается всю оставшуюся жизнь.
Время ухаживания, а, соответственно, и нереста зависит от температуры воды:
- Южное побережье Японии – март-апрель.
- Залив Петра Великого и северные районы – вторая половина лета.
- Желтое море – июнь.
Голотурии становятся на задние ножки, укрепившись на выступе скалы или камешке, вытягиваются ввысь, напоминая сурикатов в степи, и начинают раскачиваться по направлению друг к другу.
Оплодотворение происходит, когда соединяются половые отверстия. Нерестится самка несколько раз за пару дней, выбрасывая до 77 миллионов яиц.
Икринки голотурий метаморфозны – из них сразу выплывают личинки.
За два года они вырастают до 15 см, проходя четыре стадии развития: диплеврула (начальная стадия), аурикулярия (ранняя стадия) и долиолярия (средняя стадия) и пентактула (поздняя стадия).
Интересно! Очень ценится в странах Востока трепанг. Купить его сегодня можно только на фермах, где голотурии искусственно выращиваются. К сожалению, популяции в дикой природе были почти истреблены браконьерами. Пришлось даже издать закон, запрещающий ловлю морских огурцов с июня по сентябрь, то есть на время нереста.
Живут трепанги в больших стадах, а вот передвигаться по дну предпочитают в одиночку. И, правда, у каждого своя скорость и цель передвижения.
Голотурии любят теплую воду, но стоически переносят и отрицательную температуру. А вот с качеством воды все обстоит иначе.
Если насыщенность кислородом не сильно влияет на их жизнедеятельность, то значительное снижение концентрации солей в морской воде (менее 20 грамм соли на литр воды) грозит популяции морских огурцов гибелью.
Наиболее комфортной средой для них является океаническая вода с концентрацией соли 35 грамм на литр.
В пресной воде голотурии не живут, они погибают, выворачиваясь наизнанку.
Ценность
Лечебные свойства трепангов был известны еще в 16-м веке.
Тогда их потребляли в пищу императорские особы, чтобы продлить жизнь, улучшить здоровье.
Их за чрезвычайно ценный состав называют «морским женьшенем».
- витамины и жиры;
- фосфор и йод;
- магний и медь;
- тиамин и рибофлавин;
- железо и кальций;
- белки и марганец;
- жирные кислоты и фосфатиды.
Вот таким богатым составом может похвастать трепанг. Что лечат им? Множество заболеваний:
- сахарный диабет;
- гастриты, панкреатит;
- эндокринологические болезни;
- запоры;
- мастопатия и фибромы матки;
- авитаминоз;
- ранки;
- артрит;
- заболевания органов дыхания и глаз;
- простатит;
- гельминтоз и ряд других недомоганий.
Интересно! Трепанг, как и любой другой морской гад, является мощным афродизиаком, а потому справляется с половыми расстройствами.
Азиатские повара тушат трепангов с травами и луком, щедро сдабривая специями, сушат и маринуют их.
В отличие от моллюсков, голотурий нужно варить как можно дольше. От этого их мясо становится мягким и нежным.
В качестве лекарственного препарата фармацевтические компании выпускают вытяжку из трепангов, настоянную на меду.
Кроме лечебных качеств она ценится за омолаживающий эффект и способность быстро затягивать ранки и рубцы.
Важно! Трепангов нельзя есть детям до 15 лет, беременным и кормящим, людям с пониженным давлением.
Трепанг: маленькое создание большого значения
Жители восточных стран нашли в море аналог наземного женьшеня – это дальневосточный трепанг. Морской женьшень в силу своих свойств очень ценится и медиками, и кулинарами.
