Морской огурец
Голотурии интересны внешними особенностями, яркой окраской, занятным образом жизни и некоторыми повадками, кроме того, они имеют дольно существенное хозяйственное значение. Свыше 30 видов и разновидностей голотурий человек использует в пищу. Съедобные голотурии, которых часто называют трепангами, давно ценились как очень питательное и целебное блюдо, поэтому промысел этих животных практикуется со времен глубокой древности.
Главные промыслы трепангов сосредоточены преимущественно у берегов Японии и Китая, в водах Малайского архипелага, у островов тропической части Тихого океана, вблизи Филиппинских островов. Менее значительные промыслы трепангов ведутся в Индийском океане, в Красном море, у берегов Америки, Африки, Австралии и Италии. В дальневосточных морях добывают 2 вида съедобных голотурий (Stichopus japonicus и Cucumaria japonica), которые идут на приготовление консервов и сушеных продуктов. В пищу чаще употребляется кожно-мышечный мешок голотурий, предварительно подвергнутый длительной обработке путем варки, сушки, а в некоторых странах и копчения. Из таких полуфабрикатов готовят бульоны, рагу. В Италии рыбаки едят жареных голотурий, не подвергая их предварительной сложной обработке.
В сыром виде съедобных голотурий используют в пищу в Японии, где их, после удаления внутренностей, нарезают ломтиками и заправляют соевым соусом и уксусом. Кроме кожно-мышечного мешка, жители Японии и островов Тихого океана используют в пищу кишечник и гонады съедобных голотурий, которые ценятся дороже. Некоторые современные европейские фирмы изготавливают из голотурий различные консервы, пользующиеся большим спросом. Мировой промысел Stichopus japonicus в 1981 г. составил 8098 млн. т. Помимо промысла практикуется и разведение голотурий, в частности и у нас на Дальнем Востоке.
Голотурии представляют собой довольно крупных животных, средние размеры которых от 10 до 40 см. Однако среди них встречаются и карликовые виды, едва достигающие нескольких миллиметров, и настоящие гиганты, длина тела которых при сравнительно небольшом диаметре — около 5 см — может достигать 2 м, а иногда даже 5 м. По форме тела голотурии весьма отличаются от представителей других классов иглокожих. Большинство из них скорее напоминает крупных червей, но некоторые виды имеют почти цилиндрическое или веретенообразное, а иногда шарообразное или несколько уплощенное тело, несущее на спине различные выросты.
Несмотря на такую форму тела, у голотурий почти всегда довольно четко можно различить спинную и брюшную стороны, правда, их брюшная сторона морфологически не соответствует таковой других двустороннесимметричных животных. Они фактически ползают на боку, ротовым концом вперед, поэтому названия «брюшная» и «спинная» стороны условны, но вполне оправданы. У многих форм брюшная сторона бывает более или менее сильно уплощена и приспособлена для ползания. К брюшной стороне относятся 3 радиуса и 2 интеррадиуса, поэтому ее часто называют тривиум, а спинная сторона, или бивиум, состоит из 2 радиусов и 3 интеррадиусов. Расположение ножек на теле морских кубышек еще более усиливает разницу между спинной и брюшной сторонами, так как сильно сократимые ножки тривиума, сосредоточенные на радиусах или иногда встречающиеся и на интеррадиусах снабжены присосками и служат для движения животного, тогда как ножки бивиума часто теряют двигательную функцию, лишаются присосок, становятся более тонкими и несут уже чувствительные функции. Никакого обособления головы у голотурий нет, хотя у ряда форм, например у глубоководных представителей отряда боконогих голотурий, можно заметить некоторое отделение переднего конца от остального тела, поэтому иногда его называют головным.
Рот, лишенный каких-либо приспособлений для размельчения пищи и замкнутый околоротовым сфинктером, расположен на переднем конце тела или слегка сдвинут на брюшную сторону; анус помещается на заднем конце. У сравнительно немногих форм, которые зарываются в ил или прикрепляются к скалам, рот и анальное отверстие перемещаются на спинную сторону, придавая животному шарообразную, колбообразную или сводчатую форму. Очень характерны для всех голотурий щупальца, окружающие рот, являющиеся видоизмененными амбулакральными ножками. Число щупалец колеблется от 8 до 30, а их строение у представителей разных отрядов неодинаково. Щупальца бывают древовидно разветвленными и сравнительно крупными, охватывающими большое водное пространство при ловле добычи, либо более короткими, щитовидными, напоминающими цветочки и предназначенными главным образом для сбора питательного материала с поверхности грунта, либо простыми с разным числом пальцевидных отростков, либо перистыми, помогающими при зарывании голотурии в грунт. Все они, подобно амбулакральным ножкам, связаны с каналами водоносной системы и имеют существенное значение не только для питания, движения, но и для осязания, а в отдельных случаях и для дыхания.
Другой отличительной чертой морских кубышек является наличие у большинства форм мягких кожных покровов. Только немногие представители отрядов древовиднощупальцевых голотурий и дактилохиротид имеют заметный невооруженным глазом наружный скелет в виде пластинок, плотно прилегающих друг к другу и образующих подобие панциря. Скелет кожи остальных голотурий состоит из микроскопических известковых пластинок весьма причудливой и удивительно красивой формы.
Мы можем встретить наряду с гладкими пластинками, содержащими небольшое количество отверстий, ажурные «корзиночки», «бокалы», «палочки», «пряжки», «теннисные ракетки», «башенки», «крестики», «колесики», «якоря». Кроме кожи тела, известковые пластиночки могут быть найдены в щупальцах, околоротовой мембране, амбулакральных ножках, половых органах. Только у немногих видов известковые пластиночки отсутствуют, для большинства же видов они характерны и играют важную роль при определении.
Самое крупное скелетное образование находится внутри тела голотурии и окружает глотку. Глоточное известковое кольцо голотурий бывает разнообразной формы: с отростками или без них, цельными или мозаичными и т. д., но, как правило, состоит из 10 кусочков, 5 из которых соответствуют радиусам животного, 5 — интеррадиусам. У ряда форм глоточное кольцо служит местом прикрепления пяти лентовидных мышц (мускулов-ретракторов), втягивающих внутрь передний конец тела вместе с щупальцами.
Расправление переднего конца тела и вытягивание щупалец обеспечивается действием других пяти лентовидных мышц (мускулов-протракторов), прикрепленных к глоточному кольцу рядом с ретракторами. Мускулатура у морских кубышек достаточно развита и усиливает прочность их покровов, кожно-мышечный мешок состоит из слоя поперечных мышц и пяти пар продольных мышечных лент, располагающихся по радиусам.
При помощи такой сильной мускулатуры некоторые голотурии двигаются, зарываются в грунт и сильно сокращают тело при малейшем раздражении. Внутреннее строение морских кубышек уже было рассмотрено при характеристике типа А. Следует, пожалуй, только обратить внимание на особое защитное приспособление — кювьеровы органы, имеющиеся у отдельных групп голотурий, и на специальные органы дыхания — водные легкие. Кювьеровы органы развиты у разных представителей отряда щитовиднощупальцевых голотурий. Они представляют собой железистые трубковидные образования, впадающие в расширение заднего отдела кишечника — клоаку.
При раздражении животного они способны выбрасываться через клоаку наружу и прилипать к раздражающему предмету. С клоакой общим протоком соединены и водные легкие, отсутствующие у боконогих и безногих голотурий. Они представляют собой два сильно разветвленных ствола, расположенных слева и справа от клоаки и связанных со стенкой тела и петлями кишечника очень тонкими мускулистыми и соединительнотканными тяжами. Водные легкие могут быть ярко окрашены в оранжевые тона и занимают значительную часть полости тела животного.
Конечные боковые веточки легочных стволов образуют тонкостенные ампулообразные расширения, и довольно часто левое водное легкое бывает опутано сетью кровеносных сосудов. Стенки водных легких снабжены сильно развитой мускулатурой, расслабление которой ведет к расширению полости легкого и втягиванию морской воды через клоаку внутрь, а сокращение — к выталкиванию воды из легкого. Таким образом, благодаря ритмичным сокращениям и расслаблению клоаки и водных легких морская вода заполняет мельчайшие разветвления последних, а растворенный в воде кислород через их тонкие стенки проникает в жидкость полости тела и разносится ею по всему организму. Очень часто через водные легкие происходит выделение ненужных организму веществ. Тонкие стенки водных легких легко разрываются, и амебоциты, нагруженные продуктами распада, выводятся наружу. Почти все голотурии раздельнополы, гермафродиты среди них очень редки, причем их больше всего в отряде безногих голотурий.
Обычно у гермафродитов половые железы вырабатывают сначала мужские половые клетки — сперматозоиды, а затем женские — яйца; но имеются виды, у которых в одной половой железе развиваются одновременно и мужские и женские половые продукты. Например, Labidoplax buskii (из отряда безногих голотурий), живущая в северных районах Атлантического океана, размножается у берегов Швеции осенью, с октября по декабрь. В ее гермафродитной половой железе в это время года находятся одинаково зрелые и женские и мужские половые клетки, но каждая голотурия выпускает в воду сначала яйца, а через день-два — сперму, или наоборот.
Выпуск половых продуктов в воду может происходить с интервалами и небольшими порциями. Многочисленные наблюдения показали, что голотурии выметывают половые продукты вечером или ночью. Видимо, темнота является стимулом для нереста. Чаще размножение происходит весной или летом и связано с температурой, но известны виды, у которых зрелые половые продукты могут быть найдены в течение всего года, однако максимальное их развитие, например у Holothuria tubulosa, наблюдается в августе или сентябре. Сроки нереста различны не только для разных видов, но и для одного и того же вида, если у него большой ареал.
Так, очень часто встречающийся в Баренцевом и Карском морях морской огурец Cucumaria frondosa размножается в этих морях в июне — июле, а у берегов Великобритании и Норвегии в феврале — марте. Обычно половые продукты выводятся в воду, где яйца оплодотворяются и развиваются. После их дробления образуется свободноплавающая личинка аурикулярия. Многие аурикулярии имеют сравнительно крупные размеры — от 4 до 15 мм. У ряда голотурий личинки, прежде чем стать похожими на взрослый организм, проходят еще одну личиночную бочонкообразную стадию — долиолярию, а затем последнюю личиночную стадию, называемую пентактулой.
Однако не все голотурии развиваются таким путем. Сейчас известно свыше 30 видов морских кубышек, которые проявляют заботу о потомсте и вынашивают молодь. У таких видов, распространенных главным образом в холодных водах, стадия свободноплавающей личинки утрачивается и яйца развиваются либо за счет большого количества желтка, либо получая питание непосредственно от материнского организма. В самом простом случае яйца и молодь развиваются на поверхности тела матери, например под защитой разросшихся скелетных пластинок, или в набухших кожных валиках спины, или просто прикрепившись к ползательной подошве. Дальнейшие изменения привели к образованию кожных углублений, внутренних выводковых камер, вдающихся во вторичную полость тела, а у ряда ветвистощупальцевых и безногих голотурий —к развитию молоди до поздних стадий непосредственно в полости тела самки. Во всех этих случаях пол голотурий легко различим, тогда как обычно это сделать почти невозможно.
У голотурий описаны единичные случаи бесполого размножения, когда животное делится пополам и каждая половина восстанавливает недостающую. Живут голотурии, как и все иглокожие, исключительно в морях, но по сравнению с остальными классами этой группы животных они менее чувствительны к опреснению воды. Так, из иглокожих в сильно опресненном Черном море встречаются главным образом голотурии, а некоторые представители безногих голотурий могут жить даже в слабосоленой воде мангровых болот. Морские кубышки — донные животные, они обычно медленно ползают по дну с помощью амбулакральных ножек, щупалец или мускульных сокращений тела, реже закапываются в грунт. Известны и случаи плавания над поверхностью грунта, но только для очень немногих форм, а несколько видов боконогих голотурий семейства пелаготуриид (Pelagothuriidae) всю жизнь проводят плавая в воде, правда, на довольно значительных глубинах, являясь тем самым настоящими пелагическими формами. Питаются голотурии мелкими животными, растениями и детритом. Будучи малоподвижными животными, они почти беззащитны против различных паразитов и комменсалов. Разнообразные инфузории, грегарины поселяются на поверхности тела, в водных легких, в кишечнике, в полости тела и даже в кровеносных лакунах морских кубышек, получая от них кров, пищу, кислород без «оплаты», в свою очередь, этих услуг. Но не только простейшие организмы используют голотурий. Иногда существенный вред голотуриям причиняют различные черви, моллюски, ракообразные и даже рыбы, поселяющиеся на поверхности или в полости их тела, в кишечнике, в полиевых пузырях, в различных других органах. Голотурии разделяются на 6 отрядов.
Гигантский морской огурец
Полуметровые голотурии, которые ведут преимущественно неподвижный образ жизни и даже являются постоянным жилищем для некоторых мелких обитателей морского дна, могут перекачивать до 800 миллилитров воды каждый час. Организм этих животных отсеивает кислород от остальных составляющих морской воды и насыщает им свои клетки.
Доктор Уиллиам Джекл (William Jaeckle) из Уэслианского университета Иллинойса и Ричард Стратманн (Richard Strathmann) из Вашингтонского университета решили изучить этих удивительных существ поподробнее.
Они выяснили, что система кровеносных сосудов, соединяющая дыхательные разветвленные мешки с кишечником (так называемая rete mirabile), предназначена вовсе не для транспорта кислорода к кишечнику. С научной точки зрения, логичнее было бы предположить, что эта структура нужна для переноса еды от ануса к кишечнику, а не наоборот, как это обычно происходит у животных. Зоологи решили проверить свою гипотезу.
Для того чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи накормили нескольких гигантских морских огурцов радиоактивными водорослями, которые содержали частицы железа. С помощью этого трюка команда смогла проследить весь путь, который совершает пища по организму иглокожих. Кроме того, радиоактивные частицы накапливаются в той части тела, где расположено отверстие, через которое существа употребляют пищу.
Результаты исследования продемонстрировали, что голотурии питаются преимущественно через рот. Но высокая концентрация радиоактивных частиц и железа также наблюдалась и в структуре rete mirabile, что доказывает использование морскими огурцами ануса, как второго рта. Получается, что анальное отверстие у этих существ выполняет целых три жизненно важные функции: дыхательную, питательную и выделительную.
Ученые утверждают, что изучение только одного вида морских огурцов не означает, что лишь они используют биполярный метод питания. Позднее зоологи намерены изучить и другие виды иглокожих.
Результаты исследования были опубликованы в мартовском выпуске журнала Invertebrate Biology.
Среди многочисленных видов голотурий наибольшую ценность для промысла представляет трепанг и кукумария. Трепанг и кукумария имеют сходство в строении тела и химическом составе мяса. Трепанг содержит биологически ценные вещества (стимуляторы), за что его в странах Востока называют морским корнем жизни (женьшенем) и широко рекомендуют страдающим упадком физических сил и повышенной утомляемостью. Употребление в пищу трепанга способствует укреплению нервной системы. Промысел трепанга ведется весной и осенью только на Дальнем Востоке. Добытых трепангов разделывают на месте лова – надрезают брюшко и удаляют внутренности. Зачищенных трепангов промывают и варят 2-3 часа, пока мясо не станет мягким, после чего его используют для приготовления кулинарных блюд.
