Инструкция

Все кишечнополостные, в том числе и медуза - это многоклеточные двуслойные животные. Они имеют кишечную полость тела и лучевую (радиальную) симметрию. Кишечная полость сообщается с окружающей средой только через ротовое отверстие. Отростки нервных клеток образуют нервное сплетение. Кишечнополостные обитают только в воде, преимущественно в морях, ведут хищнический образ жизни, а для отлова добычи и защиты от врагов используют стрекательные клетки.

Студенистое тело медузы напоминает зонтик. На нижней стороне посередине располагается рот, а по краям тела – подвижные щупальца. Перемещение медузы в водной толще напоминает «реактивное движение»: она набирает воду в зонтик, затем резко сокращает его и выбрасывает воду наружу, благодаря чему передвигается выпуклой стороной вперед.

Наряду со всеми кишечнополостными медузы – хищники, убивающие жертву ядовитыми стрекательными клетками. При контакте с некоторыми медузами (например, крестовичком, обитающим в Японском море) человек может получить ожог.

А вот такие кишечнополостные, как полипы, не плавают в воде, а сидят неподвижно в ущельях скал. Обычно они имеют яркую окраску и несколько венчиков коротких толстых щупалец. Морские полипы подстерегают жертву, оставаясь на одном месте или медленно передвигаясь по дну. Пищей им служат малоподвижные животные, которых хищники захватывают щупальцами.

Многие морские кишечнополостные образуют колонии. Молодой полип, образовавшийся из почки, не отделяется от материнского организма, как у пресноводной гидры, а остается прикрепленным к нему. Вскоре он сам начинает выпочковывать новых полипов. В образующейся таким образом колонии кишечные полости животных сообщаются между собой, и пища, пойманная одним из полипов, усваивается всеми. Часто колониальные полипы покрываются известковым скелетом.

В тропических морях на мелководье колониальные полипы могут образовывать густые поселения – коралловые рифы. Эти колонии, покрытые мощным известковым скелетом, сильно препятствуют судоходству.

Часто такие кораллы поселяются вдоль островных берегов. При опускании морского дна и погружении острова в воду кишечнополостные, продолжая рост, держатся у поверхности. Впоследствии из них формируются характерные кольца – атоллы.

Видео по теме

Полезный совет

Полупрозрачная медуза-корнерот, живущая в Черном море, имеет яркие синие или фиолетовые края и достигает размеров футбольного мяча.

Морской мир очень интересен и разнообразен. Обо всех обитателях его узнать невозможно - для этого не хватит и жизни. Однако некоторые особенности, например, способы передвижения морских животных, изучить очень интересно.

Инструкция

Морская звезда - это одно из самых загадочных и красивых животных. А передвигаются они за счет специальных амбулакральных ножек, на которых расположены. Они помогают морским звездам удержаться на подводных камнях, скалах и других предметах.

Морской еж является ближайшим родственником морских звезд и очень древним животным. Для спасение себя от опасных хищников он использует огромное количество гибких, способных вытягиваться и сокращаться ножек. Благодаря тому, что на концах этих ножек расположены присоски, морские ежи могут передвигаться по отвесным скалам, прикрепляться ко дну в любом месте и добывать еду.

Кальмар является самым быстрым пловцом в океане. Он передвигается хвостом вперед, всасывая при этом воду под складку-мантию, а затем, закрывая ее, с силой выбрасывает воду через воронку. Плавник используется как руль и стабилизатор, а щупальца в качестве руля на поворотах.

Осьминог - это морское существо очень интересно благодаря тому, что имеет два способа передвижения. Он может по твердой поверхности, используя свои присоски на щупальцах, а может двигаться, набирая воду в ротовую полость и выталкивая в обратную сторону через специальную воронку.

Голотурия или морской огурец - эти животные мало двигаются, больше они лежат «на боку». А приходить в движение им помогают небольшие ножки в форме трубочек, через каналы которых голотурия перекачивает воду.

Наутилус. У этих животных не такой, как у остальных моллюсков, потому что их нога видоизменилась: ее конец превратился в воронку, которая позволяет им достаточно неплохо плавать. Таким образом, наутилусы либо ползают по дну с помощью щупалец, либо, регулируя глубину погружения заполнением полость своей раковины водой или газом, медленно плавают.

Скат. Способ передвижения этих существ очень красив. Они двигаются при помощи своих больших плавников, напоминающих крылья. Плывущий в море скат действительно напоминает орла, который парит в небесах.

Изучив способы передвижения некоторых морских животных, нельзя не убедиться, что они довольно разнообразны и интересны. Но нельзя забывать, что есть еще и животные, которые ведут неподвижный образ жизни. К ним относятся, например, кораллы, устрицы и триадны.

Видео по теме

Ученые из Гарвардского университета и Калифорнийского технологического института во главе с профессором Китом Паркером создали искусственную медузу. Нанотехнологии давно используются в медицине, но биоробот под названием «Medusoid» - это первый в мире искусственный мускул, состоящий из смеси специальных полимеров и мышечных волокон крысы.

Созданный учеными из США искусственный мускул изготовлен из полидиметилсилоксана и клеток сердечной ткани обычной крысы. Механические биоробота наиболее близки к мезоглее медуз. Диаметр созданного мускула менее одного сантиметра. При этом квазиорганизм по своей форме с точностью повторяет контуры молодых особей ушастых аурелий (Aurelia aurita).

Медузоид, помещенный в электропроводящий соляной, способен передвигаться с помощью реактивного движения. При подаче пульсирующих электрических разрядов квазиорганизм начинает сокращать слой мышечных клеток и распрямляться за счет упругости встроенного полимера во время паузы, которая между разрядами.

Биоробот полностью имитирует технику движения настоящей медузы, которая в природных за одно сокращение перемещается в пространстве на 0,6-0,8 длины собственного тела. Кроме того, ученым удалось полностью воспроизвести механику движения жидкости.

Все разработки ученых направлены на создание искусственной модели сердечной ткани. С помощью биоробота понять клеток сердечной и создать искусственные сердечные клапаны, которые в последующем не нужно будет подключать к источникам электрической энергии.

Но не только для этих целей изготовлен биоробот-медуза. Его разработка также направлена на то, развивать фармакологическую индустрию путем тестирования новых лекарственных средств и их влияния на мышцу сердца.

На достигнутых исследователи останавливаться не собираются. В дальнейшем будут изобретены и воспроизведены более сложные модели поведения. Медузу заставят передвигаться в заданном направлении. Для этого в биоробот встроят специальное устройство, которое будет реагировать на окружающую среду.

Наверняка у каждого бывало ощущение того, что чего-то не хватает. Данное ощущение может присутствовать даже в интерьере. На такой случай есть всевозможные поделки, которые дополнят абсолютно любой стиль вашей комнаты.

Пола Уестон

У неё нет сердца, костей, глаз и мозга. Она на 95% состоит из воды, но при этом остается самым активным морским хищником.

Это необычное существо – медуза, беспозвоночное животное, принадлежащее к типу Кишечнополостные (тот же тип, к которому относятся и кораллы).

Тело медузы состоит из желеобразного колокола, щупалец и ротовых полостей, используемых для поедания добычи. Медуза получила свое название благодаря сходству с мифической Медузой Горгоной, у которой из головы вместо волос торчали змеи.

Существует более 200 видов медуз (класс Кубомедузы) разных размеров: от крошечных карибских медуз до арктических цианей, колокол которых достигает 2,5 м в диаметре, длина щупалец составляет примерно 60 м (в 2 раза длиннее синего кита), а вес – более 250 кг.

Как медузы передвигаются

Одни медузы плавают, используя реактивное движение, а другие прикрепляются к другим объектам, к примеру, к морским водорослям. Несмотря на использование реактивного движения, медузы всё же не настолько хорошо плавают, чтобы преодолеть силу волн и течений.

Реактивное движение медузы совершается благодаря наличию корональных мышц, выстилающих нижнюю часть её колокола. Когда эти мышцы выталкивают воду из колокола, происходит отдача, толкающая тело в противоположную сторону.

У медузы нет мозга и глаз, поэтому она полностью полагается на нервные клетки, помогающие ей двигаться, реагировать на пищу и опасность. Органы чувств подсказывают медузе, в каком направлении двигаться, а также определяют источник света.

С помощью особых мешков, расположенных на ободке колокола, медузы прекрасно балансируют в воде. Когда тело медузы переваливается на бок, мешки заставляют нервные окончания сокращать мышцы, и тело медузы выравнивается.

Охотники

Несмотря на безобидный внешний вид, медузы – замечательные охотники. Они жалят и убивают своих жертв особыми стрекательными клетками, нематоцистами. Внутри каждой клетки находится маленький гарпун. В результате прикосновения или движения он выпрямляется и стреляет в добычу, впрыскивая в неё яд. Степень ядовитости этого токсина зависит от вида медузы. Реакции на яд могут быть также разные: от небольшой сыпи до летального исхода.

Медузы не охотятся на людей. Они предпочитают питаться микроскопическими организмами, рыбами и другими медузами. Люди могут случайно пострадать только тогда, когда медузы попадают в прибрежную зону.

Медуза, плавающая в морских просторах, может быть как хищником, так и добычей. Благодаря своей прозрачности, она отлично маскируется и почти незаметна в воде. Это важно, так как, несмотря на реактивное движение, эти организмы всецело находятся во власти течения, а в открытом море, как известно, спрятаться негде.

Жизненный цикл

Начало жизненного цикла медуз очень похоже, хотя и не полностью, на начало. Личинки плавают в воде, пока не находят твердую поверхность (камень или раковину), на которую прикрепляются. Прикрепившиеся личинки растут и преобразуются в полипы, которые на этой стадии напоминают морские анемоны.

Затем в полипах начинают формироваться горизонтальные бороздки. Они углубляются до тех пор, пока полип не превращается в стопку из отдельных, похожих на блины, полипов. Эти плоские полипы один за другим откалываются от стопки и отплывают. С этого момента отколовшийся полип похож на взрослую медузу.

У медуз короткий жизненный цикл. Наиболее живучие виды доживают до 6 месяцев. Эти существа обычно погибают в морских водах или становятся добычей других хищников. Луна-рыба и кожистая черепаха – наиболее опасные хищники, питающиеся медузами (Исследователям неизвестно, каким образом черепахи и рыбы могут съедать медуз вместе с ядовитыми нематоцистами, не причиняя себе вреда).

Несмотря на свою невероятную хрупкость, медузы достаточно сложно устроены. Дыхание этих кишечнополостных осуществляется посредством всей поверхности тела. Оно способно поглощать кислород и выделять углекислый газ.

Другие «медузы»

В море обитает множество других существ, которые хоть и называются медузами, но ими не являются. Один из таких видов – , очень похожий на медузу.

Гребневики выглядят и ведут себя как медузы, но всё же не являются «настоящими медузами», поскольку не имеют стрекательных клеток. Медузы заселяют моря и океаны по всему миру. Чаще всего они обитают в прибрежных зонах, хотя известны и глубоководные виды, производящие фантастический свет благодаря биолюминесценции.

Эволюционная тайна

Учитывая сложность анатомического строения и способ охоты этих морских существ, трудно представить, каким образом могли выживать переходные формы между немедузами и современными медузами. Медузы появляются в летописи окаменелостей внезапно и без переходных форм.

Для выживания важны все особенности медузы: мешки, помогающие им плавать в правильном направлении, органы чувств, предупреждающие их о приближении хищника или добычи, и жалящие нематоцисты. Поэтому вполне логично заключить, что любая переходная форма, лишенная этих полностью развитых признаков, быстро привела бы к вымиранию вида. Факты указывают на то, что медузы всегда была медузами с момента их Сотворения Богом на 5-й день недели Сотворения (Бытие 1:21).

Медузы легко плавают, сокращая свой колокол. Каждое сокращение выбрасывает из-под колокола воду, отчего тело медузы движется в противоположную сторону. Получается своего рода реактивный двигатель, мощными толчками плывет медуза вперед.

B. Г. Богоров. Жизнь моря. М., Изд. "Молодая гвардия", 1954.

Точнее барометра

Когда над морем сильно дует ветер, то он срывает С гребней не только брызги и пену, но и... инфразвуки. Они быстро бегут во все стороны и предупреждают всех обитателей моря, которые их слышат, о приближении шторма. И медуза его слышит: звуковые инфраволны частотой в 8 - 13 герц ударяют в малюсенькие камешки, которые плавают в "ухе" медузы - крошечном шарике на тонком стебельке. Камешки трутся о нервные рецепторы в стенках "шарика", и медуза слышит

грозный рокот приближающегося шторма. Уже сконструирован прибор "ухо медузы" - в нем сходство с оригиналом не только в названии: он довольно точно имитирует чувствительный к инфразвуку орган медузы. Работает прибор с большой точностью: о приближении шторма предупреждает за 15 часов.

И. Акимушкин. Куда? и как? М., "Мысль", 1965.

Кому враг, кому друг

Крупнейшая из известных медуз, цианеа. может достигать 4 м в диаметре и иметь щупальца длиной до 30 м. Это чудовище оранжево-голубого цвета - одно из самых крупных беспозвоночных животных, представляющее реальную опасность для пловцов в северной части Атлантического океана.

В щупальцах этой гигантской медузы находит защиту от врагов молодь многих рыб. Медуза не трогает ее, но убивает тех хищников, которые в азарте погони за мальками слишком близко подплывают к щупальцам медузы.

К. Вилли. Биология. М., Изд. "Мир", 1964.

Фонари моря

Среди кишечнополостных, по сравнению с остальными типами многоклеточных, наиболее высок процент светящихся видов. Медуза эквиореа (диаметром в 5 - 10 см) порой настолько изобилует в гаванях тихоокеанского берега США, что от ее света волны ночью кажутся пламенеющими, а к лопастям весел прилипают огненные шары. Встречается эта медуза и у атлантического берега США, где к ней добавляется другая светящаяся медуза - цианеа. Наиболее известно свечение желто-оранжевой медузы пелагии, встречающейся в открытом море у поверхности тропических и умеренно холодных вод во всех океанах и в Средиземном море. Светится у нее внешняя поверхность зонтика и щупальцы. Свечение возникает только при раздражениях извне; таким раздражителем может быть просто всплеск воды. Легкое прикосновение к медузе вызывает в этом месте свечение, распространяющееся далее при усилении раздражения. Вспышки свечения у этой медузы длятся по нескольку минут. Светящаяся медуза харибдеа, с ее высоким кубовидным зонтиком, широко распространена в прибрежных теплых водах.

Н. И. Тарасов. Живой свет моря. М., 1956.

Содружество в борьбе и измена ему при делении добычи

Очень своеобразно происходит развитие у сидячих медуз галиклистус. Образовавшиеся из яиц личинки ползают в течение 2 - 4 дней, после чего становятся неподвижными и усаживаются группками до 20 штук. При этом они способны парализовать сравнительно крупных животных, пуская в ход все свои стрекательные капсулы. Одна из личинок, которая захватывает большую часть добычи, быстро растет, остальные обречены на голод, от которого они и погибают. Растущая же личинка дает начало потомству; прежде чем она преобразуется во взрослый галиклистус, на ее теле в виде почек вырастают новые личинки, совершенно похожие на личинки, происшедшие из яиц, и которые начинают тот же жизненный цикл.

По кн.: А. Э. Брем. Жизнь животных, т. I. М., Учпедгиз, 1948.

Какого она пола?

Компасная медуза - одна из немногих гермафродитных медуз. В молодости она по большей части обладает только мужскими половыми железами, в дальнейшем в ней образуются одновременно и яйца, и живчики, и, наконец, у старых животных образуются исключительно яйца. Яйца развиваются в теле матери и отделяются от нее уже g виде покрытых ресничками личинок.

По кн.: А. Э. Брем. Жизнь животных, т. I, М., Учпедгиз, 1948.

Едят рыб, а рта нет

Медузы-корнероты лишены настоящего ротового отверстия, - вместо него имеется ряд сильно складчатых углублений, как бы воронок, на дне которых помещаются мельчайшие поры, через ряд канальцев ведущие в общую гастроваскулярную полость. Края воронок способны сильно растягиваться и захватывать довольно крупную добычу, вплоть до рыбок. Добыча переваривается в этих наружных воронках, и в гастроваскулярную полость поступают уже только растворенные пищевые продукты.

С. А. Зернов. Общая гидробиология. М., Изд. АН СССР, 1949

Мышцы у медузы есть. Правда, они сильно отличаются от человеческих мышц. Как же они устроены и как медуза использует их для движения?

Медузы - довольно простые существа по сравнению с человеком. В их теле нет кровеносных сосудов, сердца, лёгких и большинства других органов. У медуз есть рот, часто расположенный на стебельке и окруженный щупальцами (он виден ниже на рисунке). Рот ведет в разветвленный кишечник. А бо льшую часть тела медузы составляет зонтик. На его краях тоже часто растут щупальца.

В некоторых отношениях нервная система медуз уникальна. У хорошо изученной медузы агланты (Aglantha digitale ) есть два типа плавания - обычное и «реакция бегства». При медленном плавании мышцы зонтика сокращаются слабо, и медуза при каждом сокращении продвигается на одну длину тела (около 1 см). При «реакции бегства» (например, если ущипнуть медузу за щупальце) мышцы сокращаются сильно и часто, и за каждое сокращение зонтика медуза продвигается вперед на 4–5 длин тела, а за секунду может преодолеть почти полметра. Оказалось, что сигнал к мышцам передается в обоих случаях по одним и тем же крупным нервным отросткам (гигантским аксонам), но с разной скоростью! Способность одних и тех же аксонов передавать сигналы с разной скоростью пока не обнаружена ни у одного другого животного.

… можете вы спросить сами себя, рассматривая как передвигается в воде медуза.

На самом деле …

… мышцы у медузы есть. Правда, они сильно отличаются от человеческих мышц. Как же они устроены и как медуза использует их для движения?

Медузы - довольно простые существа по сравнению с человеком. В их теле нет кровеносных сосудов, сердца, лёгких и большинства других органов. У медуз есть рот, часто расположенный на стебельке и окруженный щупальцами (он виден ниже на рисунке). Рот ведет в разветвленный кишечник. А большую часть тела медузы составляет зонтик. На его краях тоже часто растут щупальца.

Зонтик может сокращаться. Когда медуза сокращает зонтик, из-под него выбрасывается вода. Возникает отдача, толкающая медузу в противоположную сторону. Часто такое движение называют реактивным (хотя это и не совсем точно, но принцип движения похожий).

Зонтик медузы состоит из студенистого упругого вещества. В нём много воды, но есть и прочные волокна из особых белков. Верхняя и нижняя поверхность зонтика покрыты клетками. Они образуют покровы медузы - ее «кожу». Но от клеток нашей кожи они отличаются. Во-первых, они расположены только в один слой (у нас несколько десятков слоёв клеток наружного слоя кожи). Во-вторых, все они живые (у нас на поверхности кожи клетки мертвые). В-третьих, у покровных клеток медуз обычно есть мускульные отростки; поэтому их называют кожно-мускульными. Особенно хорошо эти отростки развиты у клеток на нижней поверхности зонтика. Мышечные отростки тянутся вдоль краев зонтика и образуют кольцевые мышцы медузы (у некоторых медуз есть и радиальные мышцы, расположенные, как спицы в зонтике). При сокращении кольцевых мышц зонтик сжимается, и из-под него выбрасывается вода.

Часто пишут, что настоящих мышц у медуз нет. Но оказалось, что это не так. У многих медуз под слоем кожно-мускульных клеток нижней стороны зонтика есть и второй слой - настоящие мышечные клетки (см. рис).

У человека есть два основных типа мышц - гладкие и поперечнополосатые. Гладкие мышцы состоят из обычных клеток с одним ядром. Они обеспечивают сокращение стенок кишечника и желудка, мочевого пузыря, кровеносных сосудов и других органов. Поперечнополосатые (скелетные) мышцы состоят у человека из огромных многоядерных клеток. Именно они обеспечивают движение рук и ног (а также языка и голосовых связок, когда мы говорим). Поперечнополосатые мышцы имеют характерную исчерченность и быстрее сокращаются, чем гладкие. Оказалось, что у большинства медуз передвижение тоже обеспечивают поперечнополосатые мышцы. Только их клетки некрупные и одноядерные.

У человека поперечнополосатые мышцы крепятся к костям скелета и передают им усилия при сокращении. А у медуз мышцы крепятся к студенистому веществу зонтика. Если человек сгибает руку, то при расслаблении бицепса она разгибается из-за действия силы тяжести или из-за сокращения другой мышцы - разгибателя. У медуз «мышц - разгибателей зонтика» нет. После расслабления мышц зонтик возвращается в исходное положение благодаря его упругости.

Но для того, чтобы плавать, мало иметь мышцы. Нужны еще нервные клетки, отдающие мышцам приказ сокращаться. Часто считают, что нервная система медуз - простая нервная сеть из отдельных клеток. Но это тоже неверно. У медуз есть сложные органы чувств (глаза и органы равновесия) и скопления нервных клеток - нервные узлы. Можно даже сказать, что у них есть мозг. Только он не похож на мозг большинства животных, который находится в голове. У медуз нет головы, и их мозг - это нервное кольцо с нервными узлами на краю зонтика. От этого кольца отходят отростки нервных клеток, отдающие команды мышцам. Среди клеток нервного кольца есть удивительные клетки - водители ритма. В них через определенные промежутки времени возникает электрический сигнал (нервный импульс) без всякого внешнего воздействия. Потом этот сигнал распространяется по кольцу, передается мышцам, и медуза сокращает зонтик. Если эти клетки удалить или разрушить, зонтик перестанет сокращаться. У человека похожие клетки есть в сердце.

В некоторых отношениях нервная система медуз уникальна. У хорошо изученной медузы агланты (Aglantha digitale) есть два типа плавания - обычное и «реакция бегства». При медленном плавании мышцы зонтика сокращаются слабо, и медуза при каждом сокращении продвигается на одну длину тела (около 1 см). При «реакции бегства» (например, если ущипнуть медузу за щупальце) мышцы сокращаются сильно и часто, и за каждое сокращение зонтика медуза продвигается вперед на 4–5 длин тела, а за секунду может преодолеть почти полметра. Оказалось, что сигнал к мышцам передается в обоих случаях по одним и тем же крупным нервным отросткам (гигантским аксонам), но с разной скоростью! Способность одних и тех же аксонов передавать сигналы с разной скоростью пока не обнаружена ни у одного другого животного.

источинки
https://elementy.ru/email/5021739/Pochemu_meduza_dvizhetsya_Ved_u_nee_net_myshts
Сергей Глаголев

Это копия статьи, находящейся по адресу ;

Логика природы есть самая доступная и самая полезная логика для детей.

Константин Дмитриевич Ушинский (03.03.1823–03.01.1871) – русский педагог, основоположник научной педагогики в России.

БИОФИЗИКА: РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ

Предлагаю читателям зелёных страничек заглянуть в увлекательный мир биофизики и познакомиться с основными принципами реактивного движения в живой природе . Сегодня в программе: медуза корнерот – самая крупная медуза Чёрного моря, морские гребешки , предприимчивая личинка стрекозы-коромысла , восхитительный кальмар с его непревзойдённым реактивным двигателем и замечательные иллюстрации в исполнении советского биолога и художника-анималиста Кондакова Николая Николаевича.

По принципу реактивного движения в живой природе передвигается целый ряд животных, например медузы, морские моллюски гребешки, личинки стрекозы-коромысла, кальмары, осьминоги, каракатицы… Познакомимся с некоторыми из них поближе;-)

Реактивный способ движения медуз

Медузы – одни из самых древних и многочисленных хищников на нашей планете! Тело медузы на 98% состоит из воды и в значительной части составлено из обводнённой соединительной ткани – мезоглеи , функционирующей как скелет. Основу мезоглеи составляет белок коллаген. Студенистое и прозрачное тело медузы по форме напоминает колокол или зонтик (в диаметре от нескольких миллиметров до 2,5 м ). Большинство медуз двигаются реактивным способом , выталкивая воду из полости зонтика.

Медузы Корнероты (Rhizostomae), отряд кишечнополостных животных класса сцифоидных. Медузы (до 65 см в диаметре) лишены краевых щупалец. Края рта вытянуты в ротовые лопасти с многочисленными складками, срастающимися между собой с образованием множества вторичных ротовых отверстий. Прикосновение к ротовым лопастям может вызвать болезненные ожоги , обусловленные действием стрекательных клеток. Около 80 видов; обитают преимущественно в тропических, реже в умеренных морях. В России – 2 вида : Rhizostoma pulmo обычен в Чёрном и Азовском морях, Rhopilema asamushi встречается в Японском море.

Реактивное бегство морских моллюсков гребешков

Морские моллюски гребешки , обычно спокойно лежащие на дне, при приближении к ним их главного врага – восхитительно медлительной, но чрезвычайно коварной хищницы – морской звезды – резко сжимают створки своей раковины, с силой выталкивая из неё воду. Используя, таким образом, принцип реактивного движения , они всплывают и, продолжая открывать и захлопывать раковину, могут отплывать на значительное расстояние. Если же гребешок по какой-то причине не успевает спастись своим реактивным бегством , морская звезда обхватывает его своими руками, вскрывает раковину и поедает…

Морской Гребешок (Pecten), род морских беспозвоночных животных класса двустворчатых моллюсков (Bivalvia). Раковина гребешка округлая с прямым замочным краем. Поверхность её покрыта расходящимися от вершины радиальными ребрами. Створки раковины смыкаются одним сильным мускулом. В Чёрном море обитают Pecten maximus, Flexopecten glaber; в Японском и Охотском морях – Mizuhopecten yessoensis (до 17 см в диаметре).

Реактивный насос личинки стрекозы-коромысла

Нрав у личинки стрекозы-коромысла , или эшны (Aeshna sp.) не менее хищный, чем у её крылатых сородичей. Два, а иногда и четыре года живёт она в подводном царстве, ползает по каменистому дну, выслеживая мелких водных обитателей, с удовольствием включая в свой рацион довольно-таки крупнокалиберных головастиков и мальков. В минуты опасности личинка стрекозы-коромысла срывается с места и рывками плывёт вперёд, движимая работой замечательного реактивного насоса . Набирая воду в заднюю кишку, а затем резко выбрасывая её, личинка прыгает вперёд, подгоняемая силой отдачи. Используя, таким образом, принцип реактивного движения , личинка стрекозы-коромысла уверенными толчками-рывками скрывается от преследующей её угрозы.

Реактивные импульсы нервной «автострады» кальмаров

Во всех, приведённых выше случаях (принципах реактивного движения медуз, гребешков, личинок стрекозы-коромысла), толчки и рывки отделены друг от друга значительными промежутками времени, следовательно большая скорость движения не достигается. Чтобы увеличилась скорость движения, иначе говоря, число реактивных импульсов в единицу времени , необходима повышенная проводимость нервов , которые возбуждают сокращение мышц, обслуживающих живой реактивный двигатель . Такая большая проводимость возможна при большом диаметре нерва.

Известно, что у кальмаров самые крупные в животном мире нервные волокна . В среднем они достигают в диаметре 1 мм – в 50 раз больше, чем у большинства млекопитающих – и проводят возбуждение они со скоростью 25 м/с . А у трёхметрового кальмара дозидикуса (он обитает у берегов Чили) толщина нервов фантастически велика – 18 мм . Нервы толстые, как верёвки! Сигналы мозга – возбудители сокращений – мчатся по нервной «автостраде» кальмара со скоростью легкового автомобиля – 90 км/ч .

Благодаря кальмарам, исследования жизнедеятельности нервов ещё в начале 20 века стремительно продвинулись вперёд. «И кто знает , – пишет британский натуралист Фрэнк Лейн, – может быть, есть сейчас люди, обязанные кальмару тем, что их нервная система находится в нормальном состоянии…»

Быстроходность и манёвренность кальмара объясняется также прекрасными гидродинамическими формами тела животного, за что кальмара и прозвали «живой торпедой» .

Кальмары (Teuthoidea), подотряд головоногих моллюсков отряда десятиногих. Размером обычно 0,25-0,5 м, но некоторые виды являются самыми крупными беспозвоночными животными (кальмары рода Architeuthis достигают 18 м , включая длину щупалец).
Тело у кальмаров удлинённое, заострённое сзади, торпедообразное, что определяет большую скорость их движения как в воде (до 70 км/ч ), так и в воздухе (кальмары могут выскакивать из воды на высоту до 7 м ).

Реактивный двигатель кальмара

Реактивное движение , используемое ныне в торпедах, самолётах, ракетах и космических снарядах, свойственно также головоногим моллюскам – осьминогам, каракатицам, кальмарам . Наибольший интерес для техников и биофизиков представляет реактивный двигатель кальмаров . Обратите внимание, как просто, с какой минимальной затратой материала решила природа эту сложную и до сих пор непревзойдённую задачу;-)

В сущности, кальмар располагает двумя принципиально различными двигателями (рис. 1а ). При медленном перемещении он пользуется большим ромбовидным плавником, периодически изгибающимся в виде бегущей волны вдоль корпуса тела. Для быстрого броска кальмар использует реактивный двигатель . Основой этого двигателя является мантия – мышечная ткань. Она окружает тело моллюска со всех сторон, составляя почти половину объёма его тела, и образует своеобразный резервуар – мантийную полость – «камеру сгорания» живой ракеты , в которую периодически засасывается вода. В мантийной полости находятся жабры и внутренние органы кальмара (рис. 1б ).

При реактивном способе плавания животное производит засасывание воды через широко открытую мантийную щель внутрь мантийной полости из пограничного слоя. Мантийная щель плотно «застёгивается» на специальные «запонки-кнопки» после того как «камера сгорания» живого двигателя наполнится забортной водой. Расположена мантийная щель вблизи середины тела кальмара, где оно имеет наибольшую толщину. Сила, вызывающая движение животного, создаётся за счёт выбрасывания струи воды через узкую воронку, которая расположена на брюшной поверхности кальмара. Эта воронка, или сифон, – «сопло» живого реактивного двигателя .

«Сопло» двигателя снабжено специальным клапаном и мышцы могут его поворачивать. Изменяя угол установки воронки-сопла (рис. 1в ), кальмар плывёт одинаково хорошо, как вперёд, так и назад (если он плывет назад, – воронка вытягивается вдоль тела, а клапан прижат к её стенке и не мешает вытекающей из мантийной полости водяной струе; когда кальмару нужно двигаться вперёд, свободный конец воронки несколько удлиняется и изгибается в вертикальной плоскости, её выходное отверстие сворачивается и клапан принимает изогнутое положение). Реактивные толчки и всасывание воды в мантийную полость с неуловимой быстротой следуют одно за другим, и кальмар ракетой проносится в синеве океана.

Кальмар и его реактивный двигатель – рисунок 1

1а) кальмар – живая торпеда; 1б) реактивный двигатель кальмара; 1в) положение сопла и его клапана при движении кальмара назад и вперёд.

На забор воды и её выталкивание животное затрачивает доли секунды. Засасывая воду в мантийную полость в кормовой части тела в периоды замедленных движений по инерции, кальмар тем самым осуществляет отсос пограничного слоя, предотвращая таким образом срыв потока при нестационарном режиме обтекания. Увеличивая порции выбрасываемой воды и учащая сокращения мантии, кальмар легко увеличивает скорость движения.

Реактивный двигатель кальмара очень экономичен , благодаря чему он может достигать скорости 70 км/ч ; некоторые исследователи считают, что даже 150 км/ч !

Инженеры уже создали двигатель, подобный реактивному двигателю кальмара : это водомёт , действующий при помощи обычного бензинового или дизельного двигателя. Почему же реактивный двигатель кальмара по-прежнему привлекает внимание инженеров и является объектом тщательных исследований биофизиков? Для работы под водой удобно иметь устройство, работающее без доступа атмосферного воздуха. Творческие поиски инженеров направлены на создание конструкции гидрореактивного двигателя , подобного воздушно-реактивному …

По материалам замечательных книг:
«Биофизика на уроках физики» Цецилии Бунимовны Кац ,
и «Приматы моря» Игоря Ивановича Акимушкина

Кондаков Николай Николаевич (1908–1999) – советский биолог, художник-анималист , кандидат биологических наук. Основным вкладом в биологическую науку стали выполненные им рисунки различных представителей фауны. Эти иллюстрации вошли во многие издания, такие как Большая Советская Энциклопедия, Красная книга СССР , в атласы животных и в учебные пособия.

Акимушкин Игорь Иванович (01.05.1929–01.01.1993) – советский биолог, писатель – популяризатор биологии , автор научно-популярных книг о жизни животных. Лауреат премии Всесоюзного общества «Знание». Член Союза писателей СССР. Наиболее известной публикацией Игоря Акимушкина является шеститомная книга «Мир Животных» .

Материалы этой статьи полезно будет применить не только на уроках физики и биологии , но и во внеклассной работе.
Биофизический материал является чрезвычайно благодатным для мобилизации внимания учащихся, для превращения абстрактных формулировок в нечто конкретное и близкое, затрагивающее не только интеллектуальную, но и эмоциональную сферу.

Литература:
§ Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики

§ § Акимушкин И.И. Приматы моря
Москва: издательство «Мысль», 1974
§ Тарасов Л.В. Физика в природе
Москва: издательство «Просвещение», 1988

Медузы - довольно простые существа по сравнению с человеком. В их теле нет кровеносных сосудов, сердца, лёгких и большинства других органов. У медуз есть рот, часто расположенный на стебельке и окруженный щупальцами (он виден ниже на рисунке). Рот ведет в разветвленный кишечник. А большую часть тела медузы составляет зонтик. На его краях тоже часто растут щупальца.

Расположение мышц в зонтике некоторых гидроидных медуз. Зеленым показаны кожно-мускульные клетки с гладкими мышечными волокнами, красным - клетки поперечнополосатых мышц

Пола Уестон

Как медузы передвигаются

Охотники

Жизненный цикл

Начало жизненного цикла медуз очень похоже, хотя и не полностью, на начало . Личинки плавают в воде, пока не находят твердую поверхность (камень или раковину), на которую прикрепляются. Прикрепившиеся личинки растут и преобразуются в полипы, которые на этой стадии напоминают морские анемоны.

Другие «медузы»

Эволюционная тайна

Как передвигаются медузы Медуза - очень интересное и необычное создание, которое постоянно привлекает взор ученых. Но в чем же состоит загадка этого водного существа? Тело медузы примерно на девяносто пять процентов состоит из воды. Размеры медуз бывают совершенно разными: одни в диаметре не достигают и сантиметра, диаметр других превышает два метра.

Как передвигаются медузы — двигательная система:

Большинство видов медуз передвигаются благодаря сокращению, которое у них ритмичное, и расслаблению тела, которое у них куполовидное. Такие перемещения чем то напоминают раскрытие и закрытие зонта.

Ученые обнаружили, что некоторые виды медуз двигаются необычным образом, хотя при этом не умеют быстро плавать. Каждое сокращение тела медузы образует вихревое кольцо, похожее на дымное кольцо. Его, эти водные жители, как бы отталкивают от себя. При помощи силы отдачи образующихся колец происходит обратная реакция, именно благодаря ей медуза может продвигать свое тело вперед.

Данный механизм передвижения похож на механизм работы реактивного двигателя. Разница состоит лишь в том, что движение происходит не благодаря постоянной тяги, а в результате импульса, который образует энергия. В одном известном журнале говорилось о том, что действия, которые создают вихревые кольца, не просто описать при помощи математики.

Гигантская медуза

Многие ученые изучают движения медуз, чтобы на их примере создать более эффективные водные устройства. Не так давно один из них изобрел подводную лодку, которая передвигается подобно медузе и тратит энергии на тридцать процентов меньше, чем обычные винтовые суда. Длина лодки 1.2 метра.

Для кардиологов изучение того, как двигаются медузы, представляет особый интерес, потому что движение крови в желудочке сердца, который располагается слева, образует похожие вихревые кольца. И по тому, как они двигаются можно проводить диагностику сердца на ранних стадиях заболеваний.

Изучение медуз еще продолжительное время будет волновать ученых. Ведь хотя они и разобрались, как она устроена - повторить на практике такие же действия практически невозможно. Но многие подводные съемки, где запечатлены грациозные медузы, просто заставляют нас оторваться от всех дел и хотя бы несколько минут понаблюдать, как они перемещаются в воде.

Может быть, что непонятное и непознанное всегда притягивает людей, так и двигательная система медузы всегда завораживает человека!

Смотрим видео как передвигаются медузы, двигательная система медузы — потрясающе!!!

Как передвигаются медузы — двигательная система Как передвигаются медузы — двигательная система Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях: