Головоногие моллюски

Головоногие моллюски (лат. Cephalopoda) – одни из самых удивительных и разумных существ, обитающих в океане. Они образуют отдельный класс животных, к которому относятся осьминоги, кальмары и каракатицы. Имеют альтернативное, более используемое в научных кругах название – цефалоподы.

Кальмар

Внешний вид

Головоногие моллюски имеют ярко выраженные голову и тело, которые обычно слиты вместе, образуя обтекаемую форму. Голова расположена в передней части тела, на ней находятся органы чувств животного, включая глаза, которые очень хорошо развиты и похожи на глаза позвоночных. У некоторых видов, таких как осьминоги, голова окружена короной рук, которые могут использоваться для хватания, манипулирования и изучения окружающей среды.

Еще одной отличительной чертой цефалоподов является их мягкое тело, которое защищено мантией – мускулистой оболочкой, выделяющей твердый внешний панцирь или гибкую внутреннюю структуру, называемую пером. У некоторых видов мантия может также сокращаться, выбрасывая воду, что позволяет животному передвигаться по воде с помощью реактивной тяги.

Головоногие моллюски также обладают мощным клювом, который используется для дробления и разрывания добычи, и сложной нервной системой, которая является самой развитой среди всех беспозвоночных. Это позволяет им учиться и запоминать, решать проблемы и общаться друг с другом с помощью различных визуальных и тактильных сигналов.

Важно напомнить и о том, что цефалоподы известны своим ярким внешним видом, который сильно варьируется у разных видов. У одних длинные тонкие руки, покрытые присосками или крючками, у других – более короткие и крепкие щупальца с булавовидными наконечниками. У одних видов есть плавники или створки, которые помогают им передвигаться по воде, а у других – обтекаемое тело, которое позволяет им двигаться быстро и эффективно.

Виды

Головоногие моллюски — это разнообразная группа морских животных, которых на сегодняшний день насчитывается более 800 видов. Внизу предоставлены наиболее интересные и известные подвиды, однако нельзя забывать и о других:

• Гигантский тихоокеанский осьминог (лат. Enteroctopus dofleini) – это самый крупный вид осьминогов, тело которого может вырасти до пяти метров, а вес взрослых особей способен превысить порог в пятьдесят килограммов. У них восемь рук, покрытых присосками, луковицеобразная голова и большие умные глаза. Они могут менять цвет и текстуру, чтобы слиться с окружающей средой, и даже могут подражать другим животным, чтобы отпугнуть хищников.

Гигантский тихоокеанский осьминог

• Кальмар Гумбольдта (лат. Dosidicus gigas) – этот довольно примечательный вид хищников, который в некоторый кругах известен под названием “джамбо”, может вырастать до двух метров в длину и весить до пятидесяти килограммов. У них красновато-коричневое тело, восемь рук и два щупальца с крючками. Они известны своим агрессивным поведением и при угрозе нападают на людей и других животных.

Кальмар Гумбольдта

• Лекарственная каракатица (лат. Sepia officinalis) – сплющенное тело, два больших глаза по бокам головы и восемь рук с двумя щупальцами. Они обладают уникальной способностью почти мгновенно менять цвет и текстуру, что позволяет им сливаться с окружающей средой и общаться с другими каракатицами. Своё название получили за нереальную скорость регенерации и лечебные свойства.

Лекарственная каракатица

• Наутилус помпилиус (лат. Nautilus pompilius) – это уникальный головоногий моллюск с характерным спиральным панцирем. У них до 90 щупалец, с помощью которых они захватывают добычу и ориентируются в окружающей среде. Наутилусы считаются живыми ископаемыми, поскольку они практически не изменились за миллионы лет.

Наутилус помпилиус

• Обыкновенный осьминог (лат. Octopus vulgaris) – это известный каждому человеку обитатель океанических вод. Он водится по всему миру и известен своим интеллектом, благодаря которому обладает способностью решать проблемы более разумно, чем многие могли бы себе предположить. У них восемь рук с присосками и два глаза на голове. Они могут менять цвет и текстуру, чтобы слиться с окружающей средой или подать сигнал другим осьминогам.

Важно помнить, что эти пять видов – лишь небольшой пример разнообразия и уникальности цефалоподов. Каждый вид имеет свой собственный набор характеристик и адаптаций, которые делают их увлекательными существами, которые можно изучать и восхищаться ими.

Строение

Головоногие моллюски — это группа высокоразвитых морских животных, которые в процессе эволюции приобрели сложную структуру тела для поддержания своего активного и разумного образа жизни. Давайте подробнее рассмотрим различные системы и структуры, из которых состоят эти удивительные существа.

Строение осьминога

Цефалоподы имеют внутреннюю оболочку, называемую пером, которая сделана из хитина – гибкого ороговевшего материала. Перо находится внутри мантии, которая представляет собой мягкую, мускулистую структуру, окружающую тело и отвечающую за секрецию пера, а также за внешнее покрытие тела. У некоторых видов, таких как кальмары, перо маленькое и вестигиальное, а у других, таких как каракатицы, оно гораздо больше и служит опорой для тела.
Помимо пера, у некоторых видов головоногих моллюсков раковина уменьшена или отсутствует вовсе, например, у осьминогов она отсутствует полностью. Вместо этого у них есть мантия, которая может расширяться и сжиматься, чтобы контролировать их движение и форму. Это позволяет им быстро и плавно передвигаться по воде, а также дает им возможность маскироваться, меняя цвет и текстуру, чтобы слиться с окружающей средой.

Строение кальмара

Сердце у них из двух камер: системного и ветвистого сердца. Системное сердце перекачивает насыщенную кислородом кровь к тканям тела, а ветвистое сердце перекачивает дезоксигенированную кровь к жабрам для насыщения кислородом. Ветвистые сердца расположены рядом с жабрами, они получают уже очищенную от кислорода кровать из организма и перекачивают ее к жабрам, где она в свою очередь уже насыщается им.
Сердце данных животных также уникально тем, что оно может изменять направление кровотока, обеспечивая большую эффективность обмена кислородом. Это достигается благодаря системе клапанов и сфинктеров, которые контролируют поток крови в кровеносной системе.

Кровь головоногих моллюсков известна своим уникальным голубым цветом благодаря наличию белка, содержащего большое количество меди в своём составе, который связывает и переносит кислород по организму, он называется гемоцианин. К тому же, он отличается от железосодержащего гемоглобина, содержащегося в крови позвоночных, который придает их крови красный цвет. Голубой цвет данного белка обусловлен тем, как он поглощает и отражает свет, особенно в присутствии кислорода. Эта адаптация позволяет головоногим моллюскам эффективно переносить кислород в крови, что крайне важно для их высокого метаболизма и активного образа жизни.

Головоногие моллюски обладают высокоразвитыми органами чувств, которые позволяют им сложным образом взаимодействовать с окружающей средой. Наиболее заметные органы чувств – глаза, которые являются одними из самых сложных в животном мире. По своей структуре глаза головоногих моллюсков схожи с глазами позвоночных: у них есть роговица, радужная оболочка, хрусталик и сетчатка. Глаза головоногих способны различать цвета, формы и движения, что позволяет этим животным находить добычу и избегать хищников.

Глаз головоногого моллюска

Помимо глаз, головоногие обладают и другими сенсорными структурами, которые важны для ориентации в окружающей среде. К ним относятся специализированные рецепторы, называемые статоцистами, которые помогают им сохранять равновесие и ориентацию, а также хеморецепторы, которые позволяют им обнаруживать химические вещества в воде. Некоторые виды головоногих моллюсков также имеют специализированные клетки, называемые хроматофорами, которые позволяют им менять цвет и рисунок, что может использоваться для маскировки или общения.

Эти морские обитатели также имеют целый ряд органов чувств, которые позволяют им обнаруживать изменения в окружающей среде. К ним относятся глаза, которые хорошо развиты и функционируют так же, как у позвоночных, а также специализированные клетки в коже, способные распознавать свет и прикосновения.

Нервная система головоногих позволяет им демонстрировать сложные формы поведения, такие как обучение, решение проблем и общение. Некоторые виды головоногих моллюсков даже демонстрируют игривое поведение и используют инструменты.

Нервная система головоногих моллюсков

Цефалоподы имеют закрытую систему кровообращения, что означает, что их кровь содержится в сосудах и не вступает в прямой контакт с тканями тела. В отличие от открытых систем кровообращения, которые встречаются у некоторых других беспозвоночных. У головоногих моллюсков система кровообращения включает мускулистое сердце, которое перекачивает богатую кислородом кровь к жабрам, где она насыщается кислородом. Из жабр кровь по артериям и капиллярам поступает в остальные части тела. После доставки кислорода и питательных веществ к тканям кровь возвращается в сердце по венам.

Кровеносная система головоногих моллюсков

Уникальность кровообращения головоногих состоит в том, что у них три сердца вместо одного. Два сердца перекачивают кровь к жабрам, а третье – к остальным частям тела. Это обеспечивает эффективную доставку кислорода и помогает головоногим поддерживать высокий уровень метаболизма.

Сердце на схеме головоногих моллюсков

Головоногие моллюски имеют полноценную пищеварительную систему, включающую рот, пищевод, желудок, кишечник и анус. Рот расположен в центре рук и окружен клювом из хитина. Клюв используется для откусывания и разрывания пищи на мелкие кусочки. Пищевод — это мускулистая трубка, соединяющая рот с желудком. Желудок — это мешок с очень кислой средой, которая помогает расщеплять пищу. Некоторые виды головоногих моллюсков, например кальмары, имеют пищеварительную железу под названием “чернильный мешок”, которая вырабатывает чернила, используемые для самообороны. После переваривания в желудке пища попадает в кишечник, где питательные вещества всасываются в кровь. Непереваренный материал выводится из организма через анальное отверстие, расположенное рядом с сифоном.

Пищеварительная система головногих моллюсков

У них есть жабры, расположенные в мантийной полости, которые используются для дыхания. Жабры сильно васкуляризированы, что обеспечивает эффективный газообмен между водой и кровеносной системой.

Дыхательная система головоногих

Помимо жабр, цефалоподы имеют мускулистый сифон, который может использоваться для направления потока воды через жабры, увеличивая скорость поглощения кислорода. Сифон также используется для реактивного движения, позволяя головоногим быстро перемещаться по воде.

В отличие от большинства других водных животных, головоногие моллюски не полагаются на диффузию для получения кислорода. Вместо этого они активно перекачивают воду через свои жабры с помощью мышечных сокращений, обеспечивая постоянное поступление кислорода. Такая высокоэффективная дыхательная система позволяет головоногим моллюскам жить в самых разных водных средах – от мелководных тропических вод до холодных глубин океана.

Этот класс настолько разнообразен, что большинство его представителей имеют совершенно разные особенности, которые можно описывать часами, но если выделять общие особенности всех видов вместе взятых, то получается не так уж и много:

1. Головоногие моллюски имеют четко выраженную головоногость, за что они и получили своё название: голова и щупальца расположены в передней части тела, за ними следует мантия, в которой находятся органы и жабры, и ноги, используемые для передвижения;
2. Они также имеют длинные мускулистые щупальца, покрытые присосками или крючками, которые используются для захвата и манипулирования добычей;
3. Цефалоподы обладают способностью изменять цвет и текстуру своей кожи, что позволяет им сливаться с окружающей средой и избегать обнаружения хищниками;
4. Головоногие обладают чернильными мешками, которые они используют как защитный механизм, выпуская облако темных чернил, чтобы запутать хищников и позволить им спастись;
5. Головоногие – одни из самых умных беспозвоночных, со сложной нервной системой, большим мозгом, способностью к обучению и решению проблем;
6. Они могут использовать реактивную тягу для быстрого перемещения по воде, выбрасывая воду через сифон, расположенный возле головы;
7. Головоногие моллюски имеют твердый, острый клюв, с помощью которого они дробят и разрывают свою добычу перед тем, как съесть ее.

Среди учёных ходит мнение, что принцип работы ракет для полёта в космос и в целом концепт реактивной тяги был взят именно у этих морских обитателей, поскольку люди издавна заметили у них такие особенности, которые вполне можно применить и в нашем быту.

Характеристика и признаки

Цефалоподы — это морские моллюски с характерными особенностями. У них мягкое, мускулистое тело, защищенное раковиной или пероподобной структурой, которая делится на три части: голову, мантию и ноги. Они обладают сложной нервной системой, включающей хорошо развитый мозг и сложные органы чувств, способные к обучению, решению проблем и общению. Их большие, хорошо развитые глаза позволяют им видеть в цвете и при слабом освещении, а руки или щупальца, снабженные присосками или крючками, используются для передвижения, манипуляций и захвата добычи.

Головоногие размножаются с помощью уникальной системы, в которой самцы переносят сперматофоры с помощью специализированных рук, называемых гектокотилусами, а самки откладывают яйца в защитные капсулы. Они являются высокоинтеллектуальными и адаптивными хищниками, добычей которых становятся более крупные морские животные, и представляют собой разнообразную группу, включающую более 800 видов.

Питание

В большинстве своём головоногие моллюски являются плотоядными хищниками, питающимися разнообразной добычей, включая рыбу, ракообразных и других моллюсков. Они считаются оппортунистическими кормильцами, что означает, что они будут питаться любой добычей, доступной в их среде.

У представителей данного класса имеется мощный клюв, который используется для того, чтобы кусать и разрывать добычу на части. У них также есть радула – лентовидная структура, покрытая крошечными зубчиками, которая используется для тщательного измельчения пищи, как и у их собратьев – брюхоногих моллюсков или же гастроподов.

Пищеварительная система цефалоподов относительно проста по сравнению с другими моллюсками. Пища сначала попадает в рот и проходит через пищевод в желудок. В желудке ферменты и кислоты расщепляют пищу, после чего она попадает в кишечник для усвоения питательных веществ. Все отходы выводятся через задний проход.

Одним из уникальных аспектов пищеварения головоногих является наличие кристаллического стиля в желудке. Эта структура состоит из белковой матрицы и действует как механизм измельчения, помогая перевариванию и поглощению питательных веществ. Стилет вращается в желудке и перемалывает частицы пищи о стенки желудка, разбивая их на более мелкие частицы, которые легче усваиваются.

Образ жизни

Цефалоподы имеют разнообразный образ жизни и поведение в зависимости от вида. Как правило, они являются активными хищниками и обладают хорошо развитыми органами чувств и интеллектом, что делает их эффективными охотниками.

Многие виды, относящиеся к данному классу, ведут одиночный образ жизни и живут относительно недолго – от нескольких месяцев до нескольких лет. В это время они охотятся за пищей и спариваются, причем некоторые виды демонстрируют сложное брачное поведение. Некоторые головоногие моллюски, например осьминоги, известны своей впечатляющей способностью маскироваться и подражать окружающей среде, что позволяет им избегать хищников и устраивать засады на добычу. Они также обладают рядом других защитных механизмов, таких как чернильные мешки, которые они могут выпускать, чтобы запутать хищников.

Головоногие моллюски являются одними из самых умнейших существ на нашей планете, несмотря на размеры их мозга. Они способны решать сложные задачи и обучаться, а длительные исследования показали, что они способны к пространственному обучению, использованию инструментов и даже проявляют индивидуальность.

Что касается среды обитания, то головоногих моллюсков можно встретить в самых разных морских средах, от мелководных прибрежных вод до глубин океана. Некоторые виды даже способны переносить экстремальные условия, такие как низкокислородная среда гидротермальных источников.

Значение и роль

Головоногие моллюски играют важную экологическую и экономическую роль в морской среде. Являясь хищниками, они помогают регулировать популяции своей добычи, такой как рыба и ракообразные, а также служат добычей для более крупных животных, таких как акулы и морские млекопитающие.

Помимо экологического значения, цефалоподы имеют и экономическое значение для человека. Многие виды, например, осьминоги и кальмары, добываются в коммерческих целях и считаются деликатесами во многих культурах. Головоногие моллюски также имеют культурное значение во многих обществах, их используют в искусстве, мифологии и фольклоре.

Головоногие моллюски также являются важными моделями для научных исследований благодаря своей сложной нервной системе и поведению. Исследователи изучают головоногих моллюсков, чтобы получить представление о работе мозга и нервной системы, а также узнать больше о поведении и общении животных.

Кроме того, эти морские животные используются в медицинских и технологических целях. Чернила некоторых видов использовались в народной медицине, а недавние исследования показали, что они могут быть использованы в качестве противоракового средства. Головоногие моллюски также вдохновили на инновации в робототехнике, поскольку их сложное поведение и способность менять цвет и текстуру послужили источником вдохновения для передовых технологий маскировки и обнаружения.

Размножение

Цефалоподы – моллюски с уникальной и интересной репродуктивной системой. В отличие от многих других животных, головоногие моллюски имеют раздельный пол, а процесс спаривания представляет собой сложный и продуманный ритуал, в котором задействованы специализированные органы и поведение.

У самцов головоногих моллюсков есть модифицированная рука, которая используется для передачи семени самке во время спаривания. У самцов осьминогов, кальмаров и каракатиц она обычно является третьей правой рукой, а у самцов других же видов имеется специализированная структура под названием спадикс. Эта рука представляет собой длинный, тонкий рычаг с желобчатым или ложкообразным кончиком. Во время спаривания самец головоногого входит в мантийную полость самки, где он выпускает пакет сперматозоидов.

Репродуктивная система самки головоногого моллюска также уникальна. У самок один яичник, и яйца оплодотворяются в мантийной полости. Затем оплодотворенные яйца заключаются в защитную капсулу или мешок, который обычно прикреплен к субстрату или подвешен в толще воды. Капсула или мешок часто имеет форму небольшого конуса или трубки и может содержать от нескольких до тысяч яиц, в зависимости от вида.

После откладки яиц самка головоногого обычно охраняет их до тех пор, пока они не вылупятся. Инкубационный период может длиться от нескольких дней до нескольких месяцев, в зависимости от вида и условий окружающей среды. После вылупления из яиц личинки становятся планктонными и проходят ряд стадий развития, прежде чем достигнуть взрослой жизни.

Репродуктивное поведение головоногих моллюсков сложно и может различаться у разных видов. Некоторые виды, например, гигантский тихоокеанский осьминог, спариваются только один раз в жизни и вскоре после этого умирают. Другие виды, такие как некоторые кальмары и каракатицы, спариваются несколько раз и даже могут менять пол в течение жизни.

Удивительный факт о размножении головоногих моллюсков заключается в том, что некоторые виды выработали уникальные репродуктивные стратегии. Например, самки осьминогов после совокупления занимались каннибализмом в отношении своих партнеров-самцов. Считается, что такое поведение возникло как способ получения самкой дополнительных питательных веществ для развития яиц, а также для устранения потенциальной конкуренции со стороны самцов-соперников. Самцов осьминогов также наблюдали за тем, как они использовали свои щупальца для удаления оставшейся спермы предыдущих самцов перед передачей собственных сперматофоров самке. Эти сложные и зачастую необычные репродуктивные стратегии подчеркивают невероятную приспособляемость и разнообразие головоногих моллюсков.

Видео о головоногих моллюсках