СПОНГИЛЛА ОЗЁРНАЯ ИЛИ РАСТЁТ В РЕКЕ ГУБКА
Ежегодно летом, в период наиболее «человекозатратных» работ, в помощь научному отделу в заповедник «Кивач» приезжают волонтёры.
В этот раз волонтёры Павел Демидов, Лилия Губайдуллина, Софья Еремеева и Елена Савиных (в кадр не попала) после трудового дня решили в качестве активного отдыха поплыть на лодке по заповедной реке Суне. Меньше чем в километре от водопада Кивач внимание Лилии, биолога по образованию, привлекли необычной формы наросты на стволике затонувшего у берега дерева.
Покрытые грязноватым налётом причудливо ветвящиеся кустики или «щупальца», тёмно-зелёного цвета, упругие на вид, свободно торчали во все стороны, той же субстанцией был затянут и сам ствол. Осмотревшись, волонтёры обнаружили поблизости целые заросли таких же «водорослей».
Лилия оторвала кусочек чтобы определить, что же это за творение природы. Определила. Это оказалось отнюдь не растение, а животное, именуемое: пресноводная губка бадяга. На научном языке – Спонгилла озёрная, Spongilla lacustris. А позже своё впечатление от увиденного она воплотила в акварели.
Около 635 миллионов лет назад от какого-то общего предка произошли две принципиально различающиеся группы животных организмов. Одна из этих ветвей, в основании которой были предки Кишечнополостных (гидры, медузы, актинии, коралловые полипы), породила в процессе эволюции всё разнообразие существовавших и существующих на Земле видов многоклеточных животных. Вторая ветвь – это губки. И ситуация с ними прямо противоположная. За все сотни миллионов лет существования губки очень мало изменились, и многие ископаемые формы почти не отличаются от современных.
Обобщённое название таких животных пошло с античных времён, когда обитающую в тёплых водах средиземного моря Туалетную губку, Spongia officinalis, стали использовать в гигиенических целях. Именно она дала название известному «моечному» инструменту во всех языках мира. «Spongia» по латыни, «споггоз» по-гречески – буквально губка, губчатое вещество. А в научном обиходе этот тип беспозвоночных существ именуется Porifera или «пористые животные».
В отличие от всех прочих многоклеточных животных у губок нет мускулатуры, нет нервной, кровеносной, пищеварительной и дыхательной систем, нет органов, нет желёз. Отдельная губка представляет собой или мешок, или той или иной формы сосуд, или нечто бесформенное. Её тело состоит из внешнего и внутреннего пластов клеток, внутренний выстилает стенки парагастральной полости или атриума. Между ними мезоглея или мезохил – желатинообразная масса, в которой помещаются разнообразные по строению и выполняемым функциям клетки. Выстраиваемые специальными клетками иглы-спикулы, состоящие из извести или кремнезёма, формируют скелет животного, служащий опорой всего тела и стенок многочисленных каналов и полостей. Образ жизни губок исключительно прост: они сидят на месте и неподвижны, питаются, фильтруя органику из воды.
Тело губки пронизывает водоносная система: идущие в разных направлениях полости и каналы. Вода постоянно движется по ним в парагастральную полость, а оттуда наружу через устье. Вся жизнедеятельность неподвижной губки построена на взаимодействии клеток, а не тканей и органов, как у абсолютного большинства животных организмов. Снабжённые жгутиками хоаноциты отфильтровывают из воды органическую взвесь и передают её в мезоглею. Там её захватывают и переваривают подвижные амёбоциты. Подвижные археоциты, живущие в мезоглее, – это предшественники, за счёт которых образуются все типы клеток и другие важные образования. Каждая клетка организма губки самостоятельно извлекает из воды всё необходимое и выделяет в воду всё ненужное.
Губки бывают совсем примитивно устроенные, но у большинства современных представителей Porifera система каналов и жгутиковых камер оказывается очень сложной и запутанной, особенно если губки образуют колонии.
Слева – схема строения наиболее примитивного представителя губок.
Справа – схема внутреннего строения отдельной особи Спонгиллы озёрной; цифрами обозначены: 1– поры, 2 – внутренние полости, 3 – приводящие каналы, 4 – жгутиковые камеры, 5 – выводящие каналы, 6 – мезоглея, 7 – устье. Синие стрелки – направление тока воды
Сейчас на Земле обитает около 5000 видов губок, тогда как всех прочих многоклеточных животных (начиная от медуз и коралловых полипов и заканчивая млекопитающими) – около полутора миллионов видов. Подавляющее большинство губок обитает в морях, и лишь 35 видов приспособились к жизни в пресных водоёмах. Тело губок очень пластично, и многообразие форм тела – от идеально правильных до замысловатых – поражает. Корковые, подушковидные, комковатые с выростами, коралловидные, стебельчатые, пальцевидные, шаровидные, бокалообразные, воронковидные, цилиндрические… Размеры разных видов колеблются от нескольких миллиметров до двух метров в высоту.
Однако вернёмся к нашей бадяге. Она – один из двух представителей пресноводных губок, населяющих умеренный климатический пояс Земли (Евразия и Северная Америка). Отдельная особь озёрной спонгиллы – это очень мелкий организм (схема строения помещена выше). Но, как и бóльшая часть видов губок, бадяга – это колониальное образование, в котором отдельные индивидуумы срастаются, но не сообщаются друг с другом. Отдельные особи можно распознать лишь по крошечным устьям, которые каждая губка использует самостоятельно. Почти весь объём каждой колонии – это отмершая структура, поддерживаемая переплетёнными пучками спикул, а сросшиеся живые особи располагаются по её поверхности.
Мы обследовали найденное волонтёрами поселение бадяги, сделали фотографии, взяли образцы колонии и затем рассмотрели их под увеличением. «Кусты» губки занимают под уместившимся в кадр пространством водного зеркала участок размером примерно 10 на 15 метров. Ствол упавшей в воду берёзы давно сгнил, осталась лишь сплющенная труба из коры, заполненная древесной трухой. Вероятно, она пролежала так не один десяток лет.
На погружённых в воду ветвях этой берёзы и на ближайших затопленных стволах и ветвях других деревьев мы насчитали около 30 «кустов» колоний размером от 30 до 100 см в поперечнике и не меньше двух десятков небольших и совсем маленьких.
Веточки колонии упруго-мягкие, непрочные, легко отламываются. С торчащими из небольших выростов спикулами, концевые части ветвей напоминают кактус. Яркий зелёный цвет бадяге придают живущие на ней и в толще мезоглеи микроскопические одноклеточные водоросли зоохлореллы. Водоросли находятся в симбиотических отношениях с губкой, поставляя ей вырабатываемые в процессе фотосинтеза углеводы и получая взамен азотистые вещества, углекислый газ и поверхность для жизни.
Концевые части ветвей колонии изнутри выполнены мезоглеей, и по всей ветви проходит канал, слепо заканчивающийся у вершины. Вблизи видно, насколько внушительных размеров достигают отдельные «ветви» колонии и насколько эти размеры различаются. Колония существует и растёт бесконечно долго, при этом отдельная особь живёт всего лишь несколько летних месяцев.
Зимой, в холодной воде и подо льдом, жизнедеятельность губки невозможна, и весь живой слой колонии отмирает, оставляя в её ветвях скелетные иглы-спикулы. Но перед этим каждая особь из скоплений археоцитов формирует своеобразные геммулы и отправляет их внутрь материнской колонии. Эти сложно устроенные шарообразные образования содержат комочки клеток и питательные вещества, защищены надёжными оболочками и имеют около 0,3 мм в диаметре. Геммулы представляют собой покоящуюся стадию и долгое время могут сохраняться при неблагоприятных условиях, вызывающих гибель самой губки.
Многочисленные шарики геммул во вскрытой части ветви колонии бадяги (увеличено)
Весной в геммулах начинают формироваться все специфические типы клеток, которые в виде бесформенных масс поднимаются на поверхность умершей колонии через существующие отверстия и затем формируют молодых губок. Те сливаются друг с другом и образуют новый живой деятельный слой. И так год за годом.
Отверстия в теле колонии, через которые весной выйдет молодое поколение губок
И ещё одно замечание. В необозримом мире насекомых не могло не найтись существа, способного использовать бадягу себе во благо. Им оказалась Сизúра из отряда Сетчатокрылые (сюда же относятся муравьиные львы и златоглазки). И сотрудник научного отдела заповедника Александр Сухов, кроме всего прочего обстоятельно изучающий питание рыб, не так давно обнаружил личинок сизиры в желудках окуней, пойманных в Суне. Личинки этой «губковой мухи» паразитируют на колонии бадяги, прокалывая тело губок и высасывая содержимое. Взрослое насекомое ведёт скромный образ жизни, питаясь мелкими беспозвоночными или пыльцой растений.
Сизира. Слева – взрослое насекомое, справа – личинки из желудка окуня. Зеленоватый цвет личинок обусловлен тем, что они высасывают содержимое бадяги вместе с симбиотическими одноклеточными водорослями-зоохлореллами
Мы знали, что в заповедных водах обитает Spongilla lacustris. Но то, что крупное поселение этого интересного животного существует поблизости от научной лаборатории заповедника, стало приятной неожиданностью. И любознательные волонтёры проявили столь живой интерес к своей находке, что мы сочли своим долгом опубликовать этот материал в знак благодарности нашим добровольным помощникам.
А. П. Кутенков и Н. Н. Кутенкова
Фото авторов, Л. Губайдуллиной, А. Сухова, из свободных источников в Интернете.