Морская звезда или Asteroidea, является одним из самых крупных, разнообразных и уникальных классов морской фауны. Всего известно около 1600 видов, которые обитают в различных участках всемирного океана. Эти виды разделены на семь отрядов: Brisingida, Forcipulatida, Notomyotida, Paxillosida, Spinulosida, Valvatida и Velatida. Подобно другим представителям эхинодерм, морские звезды играют важную роль в формировании морских экосистем. Они могут выступать в качестве активных хищников, оказывая существенное воздействие на структуру морских сообществ. Большинство видов являются универсальными хищниками, способными адаптироваться к различным источникам питания.
Происхождение вида
Происхождение морских звезд уходит в самые ранние этапы эволюции жизни на Земле, когда только начинали формироваться простейшие многоклеточные организмы.
Подробное изучение происхождения морских звезд сталкивается с определенными трудностями из-за недостатка окаменелостей, которые могли бы дать нам представление о их ранней эволюции. Однако ученые предполагают, что первые представители этой группы появились в ордовикском периоде, примерно между 485 и 443 миллионами лет назад. Это время характеризовалось богатством морских форм жизни, включая примитивных членистоногих, моллюсков и эхинодерм, к которым относятся морские звезды.
Одна из гипотез о происхождении морских звезд предполагает, что они произошли от древних иглокожих, известных как криноидеи. Криноидеи, также известные как морские лилии, были неподвижными существами, крепившимися к дну океана и использующими перистые руки для фильтрации пищи из воды. Со временем некоторые виды криноидей, вероятно, приобрели способность передвигаться при помощи маленьких трубчатых ножек на своих руках, что в итоге привело к появлению современных подвижных морских звезд.
Согласно другой теории, морские звезды могли развиться от примитивных морских огурцов или морских ежей. Эти дальние родственники морских звезд имеют много общих характеристик, таких как радиальная симметрия и водососудистая система, которая помогает им передвигаться и питаться.
Несмотря на неопределенность в точном происхождении, морские звезды остаются важной частью морских экосистем на протяжении миллионов лет. Они успешно приспособились к различным средам обитания, от скалистых прибрежных зон до глубоководных ям, и разработали уникальные стратегии питания, соответствующие их окружению. Несмотря на угрозы, порождаемые человеческой деятельностью, такие как избыточная рыболовная деятельность и загрязнение, морские звезды продолжают играть важную роль в поддержании здоровья мировых океанов.
Внешний вид
За исключением некоторых видов, обитающих в слегка солоноватых водах, морские звезды в основном находятся на дне морей. Диаметр этих морских существ может варьироваться от менее чем 2 см до более чем 1 метра, хотя большинство обычно имеют размеры от 12 до 24 см. Их тела состоят из центрального диска, из которого выходят лучи, причем их длина может быть разной. Движение морских звезд осуществляется двусторонне: определенные лучи действуют как передняя часть организма. Внутренний скелет морских звезд состоит известковых косточек.
У большинства видов морских звезд имеется по 5 лучей, хотя некоторые виды могут иметь 6 или 7 лучей, а другие — даже 10-15. Например, антарктическая морская звезда Labidiaster annulatus может иметь более пятидесяти лучей. Большинство видов обладает способностью регенерировать поврежденные части или потерянные лучи.
Система водных сосудов морских звезд начинается с мадрепоровой пластинки (отверстия в центре тела) и заканчивается кольцевым каналом, который связывается с каждым из пяти (или более) радиальных каналов. Мешочки на кольцевом канале регулируют водно-сосудистую систему. Каждый радиальный канал заканчивается концевой трубчатой ножкой, выполняющей сенсорные функции.
Каждый радиальный канал также имеет боковые каналы, оканчивающиеся у основания трубки. Трубчатая ножка состоит из ампулы, подиума и присоски. Полость рта находится под центральным диском. Кровеносная система, параллельная водно-сосудистой системе, вероятно, распределяет питательные вещества из пищеварительного тракта, а гемальные каналы доставляют их к гонадам. Личинки обычно обладают двусторонней симметрией, в то время как взрослые особи обычно радиально симметричны.
Виды
Морские звезды больше подходят для категории кораллов или кристаллов, чем к классификации животных. Но на самом деле они представляют собой беспозвоночных иглокожих, принадлежащих к царству животных. Известно около 1600 видов этих фантастических существ, включая полторы сотни, обитающих в морях и океанах России. Кроме того, морские звезды подразделяются на семь отрядов, каждый из которых характеризуется своими особенностями.
Например, отряд Педицелляриевых морских звезд представляет собой уникальных представителей, обладающих инструментами, отсутствующими у других «родственников». Педицеллярии — это маленькие структуры, напоминающие клешни, расположенные на гибких «стебельках». С помощью таких «щипцов» звезда может захватывать пищу или очищать тело от паразитов, таких как некоторые виды кольчатых червей и ракообразных. Форма «щипцов» может напоминать пинцеты или ножницы. Обычно у звезд этого отряда небольшой центральный диск и длинные лучи.
Паксиллоносные морские звезды обитают на песчаных или замшелых участках дна. Некоторые из них, такие как Luidia senegalensis, имеют девять лучей. Они не имеют ануса и присосок, а края лучей укреплены пластинками.
Еще один отряд — Вальватиды. Они включают в себя 695 видов в 165 родах и 14 семействах. Все они имеют пять лучей. Размеры могут варьироваться от нескольких сантиметров до 75 сантиметров в диаметре. Тело этих звезд очень жесткое. Особенно интересны представители семейства астеринид, у которых лучи соединены мембраной, делая звезду очень массивной.
Среда обитания
Морские звезды обитают в различных средах, начиная от мелких скальных бассейнов и заканчивая глубоководными впадинами. Многие из них предпочитают обитать в скалистых приливно-отливных зонах, где суша переходит в море и во время отлива оказывается открытой. Здесь они могут находиться под открытым небом и охотиться на мелких беспозвоночных, таких как мидии и улитки, которые обильно представлены в этой местности.
Другие виды морских звезд приспособлены к жизни на песчаном или иловом дне, где они могут зарываться в осадок, чтобы скрыться от хищников и поймать такую добычу, как моллюски и черви. Некоторые из них имеют специализированные трубчатые ноги, которые помогают им быстро перемещаться по песку или илу.
Глубоководные морские звезды обитают в условиях с экстремальным давлением и низкими температурами. Некоторые виды встречаются на глубине до 6000 метров под поверхностью океана. Эти морские звезды часто обладают уникальными адаптациями, такими как биолюминесцентные органы, которые помогают им общаться с другими животными в темноте, или длинные, тонкие лучи, позволяющие им легче передвигаться в воде.
Кроме того, морские звезды распространены в различных широтах. Некоторые виды предпочитают более теплые воды, приближающиеся к экватору, в то время как другие предпочитают более холодные воды, ближе к полюсам.
Характер и образ жизни
Морские звезды используют свою уникальную систему жидких сосудов для передвижения. У них отсутствуют мышцы, поэтому внутренние сокращения осуществляются за счет давления воды в их водососудистой системе. Внутри их тела трубчатые «ножки», находящиеся внутри эпителия водососудистой системы, двигаются за счет движения воды, которая втягивается через поры и циркулирует через внутренние каналы. Концы этих «ножек» обычно имеют присоски, которые прилипают к поверхности. Однако морские звезды, живущие на мягких подложках, могут иметь заостренные «ножки», а не присоски, чтобы обеспечить движение.
У морских звезд нецентрализованная нервная система, которая позволяет им воспринимать окружающую среду со всех сторон. Сенсорные клетки на их эпидермисе реагируют на свет, контакт, химические вещества и потоки воды. Особенно высокая плотность сенсорных клеток наблюдается в ногах трубки и вдоль краев кормового канала. Кроме того, на концах каждого луча морских звезд находятся красные пигментированные глазные пятна, которые функционируют как фоторецепторы и представляют собой скопления пигментных чашечных глазков.
Внешне морские звезды кажутся очень привлекательными, особенно когда они находятся в водной среде. Однако после того, как они извлечены из воды, они быстро высыхают и теряют яркие краски, превращаясь в серые известковые скелеты.
Взрослые феромоны, выделяемые морскими звездами, могут привлекать личинок, которые часто оседают вблизи взрослых особей. У некоторых видов морских звезд на концах лучей находятся грубые глаза с несколькими линзами, позволяющими им создавать изображение и видеть окружающий мир.
Питание
Большинство морских звезд являются хищниками, чья основная пища состоит из моллюсков, морских уток, многощетинковых червей и других беспозвоночных. Некоторые из них также питаются планктоном и детритом, а некоторые виды обладают способностью ловить добычу с помощью педицеллярий.
Томас Торнтон описывает уникальный способ, с помощью которого морские звезды и офиуры защищают небольшое население пластинчатожаберных моллюсков, которые являются их основным источником пищи, от исчезновения, тем самым спасая себя от голодной смерти. Личинки этих моллюсков настолько мелки, что морские звезды могли бы легко истребить их, но в то время они начинают период голодания, который продолжается от одного до двух месяцев, пока они не вырастают на два-три порядка размером, после чего их аппетит вновь активизируется.
Когда морская звезда обнаруживает двустворчатого моллюска, она охватывает его раковину своими лучами, присасывается к ней своими амбулакральными ножками и, используя мышечное напряжение, распахивает створки. Нижний желудок выворачивается, проникая внутрь раковины, обволакивает мягкие ткани моллюска и начинает переваривать их без фактического глотания. Расплавленная пища затем втягивается внутрь тела морской звезды.
Некоторые виды морских звезд наносят ущерб промысловым моллюскам, таким как устрицы и мидии, пока другие могут питаться рифообразующими кораллами.
Размножение и продолжительность жизни
Морские звезды могут размножаться как половым, так и бесполым способом. Они не имеют различий между самцами и самками. При половом размножении они высвобождают сперму или яйцеклетки в воду. После оплодотворения эти яйцеклетки превращаются в планктонные личинки, которые свободно плавают в воде и постепенно оседают на дне океана. Кроме того, морские звезды могут размножаться путем бесполой регенерации. Они способны восстановить не только потерянные лучи, но и практически всё своё тело.
Морские звезды относятся к дейтеростомам. Оплодотворенные яйца развиваются в двусторонне симметричные планктонные личинки, у которых есть трехчастные парные целиомы. У этих эмбриональных структур есть определенные судьбы, превращающиеся из симметричных личинок в радиально симметричных взрослых особей. Взрослые феромоны могут привлекать личинок, которые предпочитают оседать вблизи взрослых особей, а метаморфоз у некоторых видов может быть вызван взрослыми феромонами. После рассеивания личинки проходят стадию сидения и постепенно превращаются во взрослых особей.
В половом размножении морские звезды в основном имеют раздельные полы, но некоторые из них являются гермафродитами. У них обычно есть две гонады в каждом из лучей и гонопоры, открывающиеся к поверхности рта. Гонопоры обычно располагаются у основания каждого луча. Большинство звезд высвобождают сперму и яйца в воду. Несколько гермафродитных видов могут рожать детенышей. Спаривание происходит преимущественно ночью. Хотя, как правило, после оплодотворения нет никаких родительских забот, некоторые гермафродиты могут высаживать свои яйца самостоятельно.
Средняя продолжительность жизни морских звезд составляет около 20 лет.
Естественные враги
Морские звезды подвергаются разнообразным угрозам со стороны естественных врагов и воздействия окружающей среды, которые могут негативно сказаться на их выживании. Среди таких хищников находятся другие морские животные, а также различные факторы окружающей среды.
Одним из основных хищников морских звезд являются крабы. Многие виды крабов используют свои мощные клешни, чтобы разрушить жесткий экзоскелет морской звезды и добраться до ее мягких тканей. Кроме того, рыбы, птицы и определенные виды морских ежей также являются ее хищниками. Некоторые виды улиток используют свою специализированную радулу, или язычок, чтобы удалить внешний слой морской звезды и достать мягкие ткани.
В дополнение к прямым хищникам, морские звезды подвергаются угрозам со стороны экологических факторов, таких как загрязнение и изменение климата. Например, загрязнение химическими веществами или разливы нефти могут отравить морских звезд и других обитателей моря. Повышение температуры воды океана также может изменить их поведение и миграционные пути.
Болезни также могут оказать негативное воздействие на популяции морских звезд. Некоторые виды подвержены бактериальным и грибковым инфекциям, которые могут ослабить или даже убить их.
Несмотря на эти угрозы, морские звезды разработали различные механизмы защиты. Например, некоторые виды обладают острыми шипами на поверхности, которые отпугивают хищников, а другие используют камуфляж для скрытия среди окружающей среды. Некоторые морские звезды даже способны отбрасывать одну или несколько своих рук, чтобы спастись от хищников в процессе, известном как аутотомия, а затем восстанавливают утраченные конечности.
В общем, морские звезды подвергаются разнообразным угрозам, но благодаря своим защитным механизмам и адаптивности они продолжают процветать в морских экосистемах по всему миру.
Популяция и статус вида
Более 2 000 видов морских звезд населяют мировые океаны, и их численность может значительно варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как условия обитания, климатические изменения и воздействие человеческой деятельности. Некоторые виды морских звезд имеют устойчивые популяции и не находятся под угрозой исчезновения. Например, обыкновенная солнечная звезда широко распространена в Тихом океане и считается стабильной популяцией, не находящейся под угрозой.
Однако, другие виды морских звезд испытывают серьезное сокращение популяций из-за различных факторов. Например, морская звезда «Терновый венец» стала причиной массового разрушения коралловых рифов в Тихом океане из-за отсутствия естественных хищников, что привело к резкому увеличению численности ее популяции. Этот рост вызвал опасения о долгосрочном состоянии экосистем коралловых рифов.
Некоторые виды морских звезд пострадали от воздействия человеческой деятельности, такой как загрязнение окружающей среды и переулов рыбы. Например, гигантская шиповатая морская звезда у побережья Калифорнии столкнулась с уменьшением численности из-за разрушения ее среды обитания вследствие деятельности траления и дноуглубительных работ. Кроме того, некоторые виды морских звезд подвергаются перелову и истощению из-за использования их в качестве пищи или декоративных элементов.
В ряде случаев ученым удалось успешно восстановить популяции морских звезд, находящихся под угрозой исчезновения, благодаря природоохранным мероприятиям, таким как восстановление среды обитания и программы разведения в неволе. Например, короткоспинная морская звезда, ранее находившаяся под угрозой исчезновения из-за вируса, была успешно возвращена в дикую природу благодаря совместным усилиям по разведению в неволе и восстановлению среды обитания.
Вред
Хотя морские звезды могут казаться безобидными и привлекательными существами, в определенных условиях они могут оказывать негативное воздействие на морские экосистемы. Некоторые виды морских звезд рассматриваются как вредители, поскольку они питаются важными компонентами среды обитания, такими как коралловые полипы и морские ежи, что может привести к серьезному ущербу для хрупких морских сред.
Примером является морская звезда-венец, которая питается коралловыми полипами и может причинить значительный ущерб коралловым рифам в Тихом океане. Повышение численности этого вида может привести к разрушению рифов, так как морские звезды могут переваривать кораллы, вызывая массовое обесцвечивание и гибель рифовых систем.
Другой проблематичный вид — это подсолнечная морская звезда, которая питается морскими ежами и другими беспозвоночными, поддерживающими леса ламинарий. Слишком большие популяции подсолнечных морских звезд могут уничтожить свою добычу, что приводит к исчезновению ламинарий и других важных морских сред обитания.
Несмотря на потенциальные опасности, некоторые люди собирают морских звезд для декоративных или кулинарных целей, что может привести к перелову и истощению популяций в некоторых районах, нарушая тем самым баланс экосистемы.
В дополнение к воздействию человеческой деятельности, такой как загрязнение окружающей среды и изменение климата, которые могут негативно сказываться на морских звездах и их среде обитания, разливы нефти и выбросы химических веществ могут отравить морских обитателей. Повышение температуры океана также может изменить поведение и распределение морских звезд.
Морские звезды и человек
В Дании функционирует единственная в мире (по данным на 2020 год) фабрика, специализирующаяся на переработке морских звезд в белковую кормовую муку, предназначенную для птиц и скота. Эта фабрика призвана решить проблему избытка морских звезд в заливе Лим-фьорд, где они стали экологическим бедствием. На каждом квадратном метре этого залива может находиться до 50 морских звезд. Они являются угрозой для мидий и устриц, так как питаются этими моллюсками. После смерти морских звезд их останки начинают гнить и разлагаться, что приводит к загрязнению воды и отравлению окружающей среды. Фабрика по переработке морских звезд помогает решить эту проблему, превращая эти вредные организмы в полезный корм для животных.
Интересные факты
Приведем несколько увлекательных фактов о морских звездах:
- Уникальная водная сосудистая система. Морские звезды обладают уникальной водной сосудистой системой, которая играет важную роль в их жизни. Эта система состоит из сети каналов, наполненных жидкостью, которые пронизывают всё их тело и соединяются с многочисленными трубчатыми ножками. Эти ножки помогают морским звездам передвигаться, захватывать добычу и даже дышать через обмен газами. Кроме того, этот механизм обеспечивает выделение отходов и гидравлическую силу для регенерации потерянных конечностей.
- Уникальный способ питания. В отличие от многих других животных, морские звезды не используют рот или челюсти для разжевывания пищи. Они используют уникальный метод: выдвижение желудка из своего тела. Когда морская звезда захватывает добычу, она обхватывает её своими лучами, а затем выдвигает желудок через рот и внедряет его в тело добычи. Там желудок выделяет пищеварительные ферменты, которые разлагают ткани добычи, чтобы морская звезда могла всосать питательные вещества.
- Способность к изменению цвета и текстуры. Некоторые виды морских звезд могут менять свой цвет или текстуру, зависимо от окружающей среды. Например, красная колючая морская звезда способна изменять цвет с ярко-красного на тускло-серый или коричневый в ответ на яркий свет или стрессовые условия. Это помогает им скрыться от хищников. Другие виды могут имитировать текстуру или форму окружающих объектов, таких как камни или губки, что обеспечивает им еще один уровень защиты от хищников.
