MEDUZA: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA, SIEDLISKO, ROZMNAŻANIE - BIOLOGIA - 2025

Te meduzy żyją rzeczy należące do podtypu Medusozoa. Charakteryzują się galaretowatą konsystencją i niemal prześwitującym wyglądem. Te żyjące istoty należą do najbardziej prymitywnej grupy królestwa zwierząt, cnidarian.

Cnidarianie charakteryzują się prezentowaniem cnidocytów, komórek, które syntetyzują toksyczną i kłującą substancję, która wywiera toksyczny wpływ na inne zwierzęta. W szczególności meduza powstała ponad 400 milionów lat temu, w erze paleozoicznej.

Okaz meduzy. Źródło: Anastasia Shesterinina

Meduzy są bardzo pięknymi zwierzętami, ale należy się z nimi obchodzić ostrożnie, ponieważ samo dotknięcie ich macek może spowodować straszne obrażenia. Występują obficie we wszystkich ekosystemach morskich. Istnieją jednak rejony nadmorskie, w których często dochodzi do wypadków, takie jak australijskie wybrzeża, gdzie występuje tak zwana osa morska.

Wśród najbardziej toksycznych meduz możemy wymienić: meduzę armatnią, portugalskiego okrętu wojennego i osę morską.

Taksonomia

- Domena. Eukarya.

- Królestwo Animalia.

- Gromada: Cnidaria.

- Podtyp: Medusozoa.

- Zajęcia: Cubozoa.

- Hydrozoa.

- Scyphozoa.

- Staurozoa.

cechy

Aurelia aurita. Ja, Luc Viatour

Są wielokomórkowymi eukariotami

Meduzy są organizmami eukariotycznymi, ponieważ w ich komórkach materiał genetyczny (DNA) znajduje się wewnątrz jądra komórkowego, ograniczonego błoną.

Podobnie składają się z różnych typów komórek, z których każda specjalizuje się w innych funkcjach. Dzięki temu można je nazwać organizmami wielokomórkowymi.

Są diblastyczni

Podczas rozwoju embrionalnego meduzy pojawiają się dwie listki zarodkowe: ektoderma i endoderma. Te warstwy są ważne, ponieważ z nich wywodzą się wszystkie tkanki, z których składa się dorosłe zwierzę.

Pół życia

Ogólnie rzecz biorąc, żywotność meduz jest dość krótka w porównaniu do życia innych zwierząt. Niektórzy żyją tylko kilka godzin, a inni mogą osiągnąć nawet sześć miesięcy życia.

Istnieje jednak gatunek meduzy, który zrywa z tym schematem: Turriptopsis nutricula. Według ostatnich badań meduza może żyć w nieskończoność, o ile nie jest ofiarą drapieżnika.

Dzieje się tak, ponieważ dzięki różnym mechanizmom biologicznym ta meduza jest w stanie powrócić do swojego stanu polipa, a tym samym kontynuować regenerację nowej meduzy w nieskończoność.

Są mięsożernymi heterotrofami

Meduzy to organizmy, które nie mają zdolności syntezy własnych składników odżywczych. Z tego powodu żywią się innymi żywymi istotami, więc są mięsożerne. Zwykle jedzą małe ryby i skorupiaki, a zwłaszcza dużo zooplanktonu.

Wytwarzaj toksyny

Charakteryzują się syntezą i wydzielaniem toksycznych substancji w celu złapania zdobyczy i pożywienia. Te toksyny są dość silne, ponieważ jednocześnie wpływają na różne tkanki, takie jak nerwowe, mięśniowe i sercowe. Z tego powodu mają bardzo duże prawdopodobieństwo spowodowania śmierci, nawet u ludzi.

Morfologia

Chrysaora fuscescens. Jacob Davies. flickr.com/photos/jacob-davies/64042023

Należy zauważyć, że podczas życia meduzy prezentują dwie różne formy, w zależności od momentu ich cyklu życiowego, w którym się znajdują.

Dwie formy obecne w meduzy to polip i sama meduza. Ogólnie rzecz biorąc, okres, w którym pozostaje jako polip, jest bardzo krótki w porównaniu z czasem, gdy trwa jako meduza.

Polip

Polip jest podobny do polipa każdego innego członka rodziny Cnidarians (ukwiały, koralowce). Jest przymocowany do podłoża. Składa się z cylindrycznego korpusu, który ma macki na górnym końcu, które otaczają usta.

Macki mają komórki zwane cnidocytami, które wydzielają kłującą substancję, którą można sklasyfikować jako toksynę.

Meduza

Meduza ma kształt parasola. Z tego powodu są również znane jako umbrela (w języku angielskim parasol). Struktura parasola jest galaretowata, choć dość odporna. W niektórych miejscach może nawet osiągnąć teksturę chrzęstną. Podobnie jak polipy, ma strefę ustną i strefę aboralną.

Okolica jamy ustnej jest wklęsła i znajduje się w dolnej części ciała meduzy. Pośrodku tego obszaru znajduje się struktura zwana manubrium, która ma otwór ustny na swoim dolnym końcu.

W zależności od klasy, do której należy meduza, będzie przedstawiała niewielkie przedłużenie naskórka zwane welonem. Występuje w meduzach należących do klasy Hydrozoa.

Anatomia meduzy. Źródło: Zina Deretsky, National Science Foundation

Z drugiej strony strefa aboralna jest wypukła i całkowicie gładka. Z dolnej krawędzi tego obszaru wyłaniają się różne przedłużenia zwane mackami. Mają różną długość i dużą liczbę cnidocytów. Są one odpowiedzialne za syntezę toksycznej substancji, której meduza używa do chwytania i paraliżowania swojej ofiary.

Podobnie na skraju parasola znajdują się wysoce wyspecjalizowane komórki typu mięśniowego, które są odpowiedzialne za zapewnienie swobodnego przemieszczania się zwierzęcia przez prądy oceaniczne.

Jeśli pod mikroskopem obserwuje się fragment parasola meduzy, staje się oczywiste, że składa się on z zewnętrznej warstwy zwanej naskórkiem i wewnętrznej warstwy zwanej gastrodermis. Ten ostatni znajduje się w wewnętrznej jamie meduzy, która, podobnie jak u innych parzydełek, nazywana jest jamą żołądkowo-naczyniową.

Układ trawienny

Jest to dość elementarne. Składa się z otworu, ust, przez który pokarm dostaje się do meduzy. Te usta komunikują się z jamą żołądkowo-naczyniową, w której znajduje się umieszczony centralnie żołądek, któremu towarzyszą cztery worki żołądkowe.

Te ostatnie są bardzo ważnymi strukturami, ponieważ pochodzą z nich przewody, przez które różne spożywane składniki odżywcze mogą być rozprowadzane do wszystkich tkanek zwierzęcia.

W jamie żołądkowo-naczyniowej przyswajane składniki odżywcze są przetwarzane przez działanie różnych enzymów trawiennych, które są wytwarzane w tym samym miejscu. Podobnie meduzy nie mają wyspecjalizowanych struktur uwalniających substancje odpadowe z procesu trawienia. Z tego powodu odpady są uwalniane przez usta, ten sam otwór, przez który dostają się składniki odżywcze.

System nerwowy

Układ nerwowy meduzy jest dość prymitywny. Zwierzęta te nie mają organów wyspecjalizowanych w złożonych funkcjach, takich jak mózg. Aktywność nerwowa meduzy jest głównie automatyczna i odruchowa, oparta na bodźcach zbieranych przez różne receptory rozmieszczone w całej anatomii.

Meduza ma siatkowaty układ nerwowy, składający się ze złożonej sieci włókien nerwowych, które zawierają neurony dwubiegunowe i wielobiegunowe. Podobnie, jak wspomniano powyżej, mają dużą liczbę receptorów.

W obrębie tych receptorów można wyróżnić ropallos, które są odpowiedzialne za postrzeganie bodźców świetlnych i pomagają utrzymać równowagę zwierzęcia; i cnidocilia, które są receptorami czysto dotykowymi.

W warstwie ciała sieć włókien nerwowych dzieli się na dwie części. Pierwszy z nich składa się z neuronów wielobiegunowych, a drugi tylko z neuronów dwubiegunowych. W pierwszym przekazywanie impulsów jest powolne, w drugim impulsy są przekazywane z większą prędkością.

Układ rozrodczy

Układ rozrodczy jest dość prosty i prymitywny. Gonady znajdują się na ścianie manubrium lub na ścianie jamy żołądkowo-naczyniowej, w zależności od gatunku. W gonadach wytwarzane są gamety lub komórki płciowe.

Istnieją gatunki meduz dwupienne, to znaczy mają osobniki żeńskie i osobniki męskie. Istnieją również gatunki zdolne do produkcji gamety, zarówno żeńskie (zalążki), jak i męskie (plemniki).

Siedlisko i dystrybucja

Chrysaora fuscescens. Ed Bierman z Redwood City w USA

Meduzy to żywe istoty, które są szeroko rozpowszechnione na całej planecie. To dość wszechstronna grupa zwierząt, ponieważ występowały we wszystkich typach siedlisk wodnych, zarówno morskich, jak i słodkowodnych.

W ten sposób można znaleźć okazy meduz w ciepłych morzach tropików, a także morzach tak zimnych jak Arktyka. Istnieją również gatunki meduz, które wolą przebywać płytko, blisko powierzchni, podczas gdy są meduzy, które z powodzeniem żyją na głębokości tysięcy metrów.

Reprodukcja

W meduzach można zaobserwować dwa istniejące typy rozmnażania: bezpłciowe i seksualne.

Jak powszechnie wiadomo, rozmnażanie bezpłciowe nie obejmuje fuzji gamet płciowych, podczas gdy rozmnażanie płciowe tak. Z ewolucyjnego punktu widzenia rozmnażanie płciowe ma przewagę nad bezpłciowymi. Dzieje się tak, ponieważ organizmy, które powstają w wyniku rozmnażania płciowego, zawierają inną kombinację genów, która może oznaczać poprawę gatunku.

Rozmnażanie bezpłciowe

Ten rodzaj rozmnażania meduz zachodzi głównie poprzez pączkowanie. W szczególnym przypadku meduz należących do klasy Scyphozoa rozmnażanie bezpłciowe odbywa się w procesie zwanym strobilacją.

Ogólnie rzecz biorąc, rozmnażanie bezpłciowe u meduz występuje, gdy w swoim cyklu życiowym znajdują się one w stadium polipa.

Pączkowanie

Pączkowanie to proces rozmnażania bezpłciowego, w którym osobnik jest generowany z wypukłości zwanych pąkami. W przypadku meduz pąki nazywane są gonoforami.

Cykl życia meduzy obejmuje fazę polipa, która jest silnie przyczepiona do podłoża. Na powierzchni polipa zaczyna tworzyć się pączek, z którego może powstać inny polip lub meduza.

Większość gatunków meduz, z polipa, poprzez pączkowanie, wytwarza kilka polipów, które razem tworzą kolonię. Te polipy później rozwijają się i dojrzewają, aby ostatecznie wyprodukować meduzę.

U innych gatunków z pączkowania polipów można wytworzyć małe meduzy, które mogą nawet pozostać na polipie.

Strobilacja

Jest to proces, w którym polip, zwany również scyphistoma, ulega metamorfozie, która powoduje oderwanie się dysków gwiaździstych bezpośrednio od jego górnej części. Te dyski nazywane są Efrae. Te później przechodzą kolejny proces transformacji, aż staną się meduzami płciowymi.

Rozmnażanie meduzy z klasy Scyphozoa. (1-8) Mocowanie larw płaskiej planuli do podłoża i metamorfoza w scifistoma. (9-10) Strobilacja scifistoma. (11) Wyzwolenie Efry. (12-14) przemiana efiry w dorosłą meduzę. Źródło: Matthias Jacob Schleiden (1804-1881)

Początkowo efry mają oczywisty kształt gwiazdy i około 3 mm średnicy. Z biegiem czasu efira powiększa się i traci kształt gwiazdy. Kiedy osiąga 1 cm, jego kształt jest okrągły. Należy pamiętać, że efry są dość żarłoczne, dlatego wymagają szerokiej dostępności składników odżywczych.

Rozmnażanie płciowe

Rozmnażanie płciowe obejmuje fuzję gamet żeńskich i męskich (komórek płciowych).

W tym procesie meduzy uwalniają gamety do wody przez otwór ustny. Uwolnione jajeczka łączą się z plemnikiem, następuje zapłodnienie, które, jak widać, ma charakter zewnętrzny. Chociaż u większości gatunków występuje w ten sposób, są gatunki, u których zapłodnienie ma charakter wewnętrzny i zachodzi w organizmie samicy.

Jako produkt zapłodnienia powstaje mała larwa zwana planulą. Pozostaje on wolny w morzu przez kilka dni, aż w końcu znajdzie odpowiednie miejsce w podłożu i przylega do niego.

Tam utworzy się polip, który rozmnaża się, tworząc nowe polipy lub nowe meduzy, bezpłciowo.

Podobnie, istnieją meduzy, których jaja po zapłodnieniu pozostają przyczepione do macek macierzystej meduzy, dopóki larwy nie osiągną dostatecznej dojrzałości, aby same sobie radzić. Następnie odrywają się i są wypuszczane do morza.

Karmienie

Meduzy to zwierzęta mięsożerne, to znaczy żywią się innymi zwierzętami. Mają zróżnicowaną dietę, od zooplanktonu po zwierzęta tak duże jak one.

Meduzy dostrzegają przez swoje macki każdą cząstkę, którą można uznać za pokarm. Biorą go i wkładają do ust. Z jamy ustnej trafia do jamy żołądkowo-naczyniowej, gdzie jest przetwarzany i poddawany działaniu określonych enzymów trawiennych.

Następnie składniki odżywcze są wchłaniane, a odpady są usuwane lub uwalniane przez ten sam otwór wlotowy.

Należy zauważyć, że meduzy są konsumentami oportunistycznymi, to znaczy żywią się każdą cząstką pożywienia, która nawet dotknie ich macek. Dotyczy to głównie tych meduz, które nie mają zdolności pływania w pionie, ale są unoszone przez prądy.

W przypadku meduz, które potrafią zachować pewną kontrolę nad swoim pływaniem, mogą być nieco bardziej selektywne, a nawet żerować na skorupiakach, małych rybach, a nawet innych gatunkach mniejszych meduz.

Podstawowym elementem procesu chwytania ofiary i karmienia meduz jest toksyna, którą uwalniają one przez macki. Z pomocą tej toksyny ofiara zostaje sparaliżowana, a później umiera, aby zostać połkniętą przez meduzę.

Bioluminescencja meduzy

stefani.drew

Jedną z najbardziej niezwykłych cech niektórych gatunków meduz jest ich bioluminescencja. To nic innego jak zdolność do emitowania pewnego rodzaju światła lub świecenia w ciemności.

Meduzy są bioluminescencyjne dzięki temu, że w swoim kodzie genetycznym prezentują gen kodujący białko, które pozwala im wychwytywać wysokoenergetyczne światło i emitować fluorescencję w zakresie światła zielonego. Białko to jest znane jako białko zielonej fluorescencji lub GFP (białko zielonej fluorescencji).

Akwarium w Kioto. Oilstreet

To cecha meduzy, która od lat przyciąga uwagę specjalistów, którzy poświęcili się jej badaniu. Według różnych badań bioluminescencja meduzy ma trzy cele: przyciąganie zdobyczy, odstraszanie potencjalnych drapieżników i optymalizacja procesu rozmnażania.

Wśród gatunków meduz, które są znane ze swojej zdolności do bioluminescencji, możemy wymienić: Pelagia noctiluca, meduzę grzebieniową i meduzę krystaliczną.

Toksyczność meduzy

Dennis Wet

Toksyczny wpływ kontaktu z mackami meduzy był zawsze znany. Wynika to z obecności komórek zwanych cnidocytami (obecnych u wszystkich członków gromady cnidaria), które wytwarzają kłujące i toksyczne substancje, które w niektórych przypadkach mogą nawet spowodować śmierć dorosłego człowieka.

Meduzy wykorzystują swoją toksynę przede wszystkim do chwytania i paraliżowania potencjalnej ofiary. Wynika to z wpływu, jaki toksyna wywiera na różne tkanki organizmu. Obejmują one:

- Frakcje błon komórkowych.

- Zmienia transport niektórych jonów w błonach komórkowych, takich jak wapń i sód.

- Stymuluje uwalnianie mediatorów stanu zapalnego.

- Wywiera negatywny wpływ na określone tkanki, takie jak mięsień sercowy (mięsień sercowy), wątroba, nerki i ogólnie układ nerwowy.

Efekty te wynikają z chemicznych składników toksyn. Pomimo szeroko zakrojonych badań nad toksynami meduz, jest to dziedzina, w której wiele pozostaje do odkrycia. Jednak różnym badaczom udało się ustalić przybliżony skład tych toksyn.

Do najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych w toksynie meduzy należą między innymi bradykininy, hialuronidazy, proteazy, fibrynolizyny, dermatoneurotoksyny, miotoksyny, kardiotoksyny, neurotoksyny i fosfolipazy.

Do najbardziej znanych składników toksyny meduzy należą białka znane jako hypnocin i thalassin. Pierwsza powoduje drętwienie dotkniętego obszaru i paraliż; podczas gdy druga generuje pokrzywkę i uogólnioną reakcję alergiczną.

Bibliografia

1. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. and Massarini, A. (2008). Biologia. Artykuł redakcyjny Médica Panamericana. 7. edycja.
2. Gasca R. i Loman, L. (2014). Bioróżnorodność Medusozoa (Cubozoa, Scyphozoa i Hydrozoa) w Meksyku. Mexican Journal of Biodiversity. 85.
3. Haddock, S., Moline, M. i Case, J. (2010). Bioluminiscense w morzu. Annual Review of Marine Science 2. 443-493
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC i Garrison, C. (2001). Zintegrowane zasady zoologii (tom 15). McGraw-Hill.
5. Ponce, D. i López, E. (2013). Meduza, tancerze morza. Biodiversitas 2 (6).
6. Vera, C., Kolbach, M., Zegpi, M., Vera, F. and Lonza, J. (2004). Ukąszenia meduz: aktualizacja. Medical Journal of Chile. 132. 233-241.