Изучение коралловых полипов

ГБОУ лицей № 000 имени

Изучение коралловых полипов

  Курсовая работа

  Ученицы 8 класса

  Ковалёвой Василисы

  Научные руководители:

  ,

  Бурмистрова  В. Г.

Москва, 2016

Введение

Коралловые полипы – это очень интересный и древний класс морских беспозвоночных. Многие из его представителей имеют известковый скелет, хорошо сохраняющийся в ископаемом состоянии. Мне было предложено изучить морфологию и онтогенез кораллов на примере предоставленного материала.

Материал: 24 образца.
№№21-25, 27-29 из верхнего карбона Подмосковья. Из них №№21-23, 25, 29 относятся к роду Bothrophyllum, №№ 27,28 - Caninia, №24 - Gshelia.
Происхождение остальных образцов неизвестно.
№№10-12,14,26 - вероятно относятся к роду Montlivaultia. №№3,4 - Adamanophyllum, №№1,2,9 - Tryplasma, №№6,8 - Brachyelasma, №№5,13 - Thecophyllum.
Всего 5 образцов шестилучевых кораллов и 19 четырехлучевых.

Цель работы: изучение роста одиночных коралловых полипов

Задачи:

Ознакомиться с литературой Изучить морфологию кораллов Определить возраст кораллов по складкам эпитеки (по возможности) Проследить онтогенетическое развитие кораллов на поперечных пришлифовках

Методы:

Последовательные поперечные пришлифовки Дешифровка снимков разных стадий пришлифовки Подсчет складок эпитеки

Кораллы

Класс Коралловые полипы относится к типу Стрекающие царства Животные.

Представители этого класса по типу питания – хищники, а по образу жизни – сидячий бентос. Большинство коралловых полипов населяет шельфовую зону теплых тропических морей с нормальной соленостью (35 ‰) на глубинах не более 20 метров и в условиях обильного планктона, которым они питаются.

Ниже приведена систематика класса по учебнику «Палеонтология» , :

Царство Animaia

  Тип Cnidaria

  Класс Anthozoa

  Подкласс Tabulataidea (Є - P)

  Подкласс Heliolitoidea (O2 – D2)

  Подкласс Tetracoralla (O - P)

  Подкласс Hexacoralla (T2 – совр.)

  Подкласс Octocoralla (K – совр.)

Мною изучались Четырехлучевые и  Шестилучевые кораллы.

Четырехлучевые кораллы иначе называются ругозами. Бывают одиночными и колониальными.  Обычно длина одиночных ругоз достигает не более 25 см. Колониальные формы возникли позже одиночных. Четырехлучевые кораллы появились в ордовике и существовали по пермь. Ругозы обитали в основном в верхней зоне морских тепловодных бассейнов, могли участвовать в рифообразовании.

Шестилучевые кораллы особенно распространены в современных тропических и субтропических морях. Подкласс появился в среднем триасе. В его состав входят актинии – бесскелетные формы и склерактинии – формы, имеющие известковый скелет. Склерактинии были и остаются рифостроящими организмами, с которыми связано образование органогенных известняков. Современные склерактинии живут на мелководье тепловодных бассейнов на глубинах не выше 90 метров. Одиночные склерактинии живут на глубине до 6000 метров.

Мною изучались только одиночные формы коралловых полипов.

Морфология и терминология

Коралловые полипы -  морские животные, имеющие полип и скелет. Существуют и бесскелетные формы.

Внутри полипа находятся выросты его внутренней стенки – перегородки. На верхнем конце мешковидного тела коралла расположено ротовое отверстие, которое уходит в глоточную трубку и гастральную полость. Вокруг ротового отверстия расположены щупальцы (рис.1).

Рис.1. Строение мягкого тела и скелета одиночного коралла (Кузьмичева, 1982).

В наружном слое нижней части тела полипа имеются каликобласты – особые клетки, выделяющие карбонат кальция, из которого строится скелет. Полип лежит в чашке скелета, ежедневно «распускается» для охоты и, прячась, образует очень мелкие морщинистые складки эпитеки.

Элементы скелета коралла можно разделить на вертикальные и горизонтальные (рис.2).

К вертикальным относятся: внешняя стенка - тека, септы и столбик. Столбик образуется в осевой части некоторых кораллов за счет слияния септ. 

Горизонтальные элементы скелета расположены перпендикулярно или наклонно по отношению к вертикальным. К ним относятся: базальная платформа – дно чашки, днища (прошлые базальные платформы) и диссептименты или пузырчатая ткань (около стенки).

Самый главный объект нашего изучения – это септы. Они служат для разделения гастральной полости на камеры. Это приводит к увеличению площади поверхности, отвечающей за пищеварение, что в свою очередь ведет к более эффективному питанию. С ростом тела полипа происходит увеличение количества септ.

Рис.2. Строение скелета одиночного коралла (Кузьмичева, 1982).

Заложение септ

Принцип заложения септ отличается у четырехлучевых и шестилучевых кораллов (рис. 3). У четырехлучевого коралла сначала появляется короткая «главная» септа и длинная «противоположная». Затем – «боковые» возле главной, после чего – «добавочные боковые» около «противоположной». Получается шесть ячеек. Все остальные септы закладываются в четырех из них, игнорируя ячейки справа и слева от «противоположной» септы. Таким образом, четырехлучевой коралл – билатериально симметричный. На взрослой стадии может быть один цикл септ или два: в этом случае помимо больших септ, есть чередующиеся с ними малые. Ругозы бывают однозонные и двухзонные. У первых развиты только днища, у вторых, помимо днищ – пузырчатая ткань или столбик.

У 6-лучевого коралла заложение септ происходит равномерно, согласно шестилучевой (радиальной) симметрии. То есть появляются шесть септ, потом между ними по септе (итого 12), потом еще (итого 24) и т. д. В итоге образуются несколько циклов септ разной длины.

При хороших условиях жизни у коралла сохраняется круглое сечение. При росте коралла в неблагоприятных ему условиях могли происходить некоторые деформации. Например, на образце №23 видно, что при росте он был сильно сжат, поэтому его сечение продолговатое, а структуры скелеты повреждены (рис.4). На образце №15 можно заметить, что коралл в какой-то момент своей жизни упал, но продолжил расти вверх, так получилась «трубкообразная» форма (рис.5).

Рис.3. Заложение септ у четырехлучевых (а, б) и шестилучевых (в, г) кораллов (Михайлова, Бондаренко, 1997) Условные обозначения: ф – фоссула, гл – главная септа; пр – противоположная; пб – побочная; дб – добавочная, ст – септы, эп – эпитека, I-V – циклы заложения септ разного порядка.

 

  Рис.4. Образец №23.  Рис. 5. Образец №15.

Работа с образцами проводилась согласно методике по изучению кораллов (Добролюбова и др., 1964). Нашей задачей было проследить онтогенез – индивидуальное развитие коралла. Для этого надо было выполнить серию последовательных пришлифовок, двигаясь от чашки к кончику скелета. Шлифовка производилась вручную на наковальне и на шлифовальном станке с использованием грубых и тонких абразивов и кварцевого песка в качестве абразива (рис. 6,7).

 

Рис. 6-7. Процесс изготовления пришлифовок на станке (слева) и вручную (справа).

Для удобства красным карандашом намечались линии пришлифовок. В некоторых случаях, для ускорения процесса делались распилы на камнерезном станке бронзовой пилой с алмазным напылением.

Образцы смотрелись и фотографировались под стереоскопическим бинокулярным микроскопом МБС-1 при прямом освещении. По фотографиям считались септы.

По результатам подсчета септ была составлена следующая таблица (табл.1):

Таблица 1

Номер образца	Порядковый номер пришлифовки и количество септ
1	2	3
1	25	19-20	-
2	27	24	-
3	54	~20	-
4	20	12	-
5	26	~24	-
6	24	22	20
7	52	12	-
8	30	28	-
9	26	~15	-
10	73	Плохая сохранность	-
11	~100	-	-
12	Плохая сохранность
13	18 -  22	~15	-
14	Плохая сохранность
15	Деформирован	-	-
21	80	74	~ 23
22	74	86	-
23	Сильно деформирован
24	72	26	-
25	96	88	-
26	48	Плохая сохранность	-
27	78	~50	-
28	-	-	-
29	-	-	-

По мере роста коралла увеличивается количество септ. Обычно это происходит с увеличением диаметра сечения. У нас был образец №22, у которого количество септ со стороны меньшего диаметра больше, чем количество септ со стороны большего диаметра. Возможно, ему было тесно или же вокруг него были неблагоприятные условия для жизни. На пришлифовках прослеживается появление септ второго порядка. На ранних стадиях их нет, на взрослой они появляются. На образце №26 – лучшем из наших шестилучевых кораллов – очень четко видны септы второго и третьего порядка. Общее число септ кратно 6. Это был образец, на котором были отчетливо видны признаки шестилучевого коралла. У образцов четырехлучевых кораллов число септ не всегда кратно четырем, но почти всегда кратно двум. Потому что симметрия ругоз не радиальная, а билатеральная.

Эпитека

Эпитека – известковый слой, окаймляющий снаружи теку четырехлучевых и шестилучевых кораллов, образуемый краем стенки полипа, свешивающийся сверху вниз за скелетную стенку.

По складкам эпитеки у кораллов изучались месяца и дни (их количество) в годах той эпохи. Китайский исследователь Вейджиа Чжан установил для карбона продолжительность года – 388-394 дня в году, против сегодняшних 395. В году он выделил 13 месяцев (Weijia Zhang, 2009). Кроме того, по складкам эпитеки можно определить собственный возраст коралла.

Складки эпитеки образуются в результате жизнедеятельности коралла. Полип отращивает их так: ночью он высовывается за стенки полипа и расправляет щупальца, чтобы ловить пищу, а днем прячется обратно, и образуется очень маленькая складка. В итоге выпуклые складки образуются ночью, вогнутые – днем. Дневные и ночные складки объединяются в складки побольше – месяцы, такие складки объединяются в еще большие складки – года.

Складки эпитеки демонстрируют периодичность роста. Рост коралла связан со световым режимом и обилием планктона. Присутствует зависимость от лунных циклов и связанных с Луной приливно-отливных ритмов. В момент прилива много воды, поступают питательные вещества, коралл хорошо растет. Во время отлива условия становятся неблагоприятными. Если вода полностью уйдет от места обитания коралла, то тот может засохнуть и умереть. Годовые складки связаны с сезонным чередованием. На наличие сезонных складок влияет и географическая широта места обитания коралла – на экваторе нет чередования лета-зимы. Чем ближе образец рос к экватору, тем хуже могут быть выражены годовые складки (или могут быть не выраженными вообще).

Часто эпитека не сохраняется или даже не образуется по каким-либо причинам, например из-за ускоренного роста коралла (обр. №5 (рис.8)).

Рис.8. Образец №5.

Иногда сохранность материала не позволяет сосчитать его возраст – ведь эпитека очень тонкая, а складки легко повреждаются. На образцах удалось увидеть складки эпитеки, однако плохая сохранность не позволила произвести подсчет (рис.9).

  Рис.9. Образец №2.

На некоторых образцах (№28 (рис.10), №29 (рис.11)) суточные складки видны отчетливо.

 

  Рис.10. Образец №28  Рис.11. Образец №29

Эти образцы смотрелись и фотографировались под стереоскопическим бинокулярным микроскопом МБС-1 в косом освещении. Такое освещение позволяет визуально сделать рельеф более контрастным и увидеть малейшие неровности. К сожалению, участи хорошей сохранности слишком малы, для того чтобы подсчет дал какой-либо значимый результат.

Заключение

В ходе работы был изучен рост одинчных коралловых полипов.

По литературным источникам я получила представление о морфологии кораллов.

Я делала поперечные пришлифовки, считала септы. Получились следующие результаты:

по мере роста коралла увеличивается количество септ и диаметр сечения по мере роста коралла, образуются септы второго и третьего порядка число септ шестилучевых кораллов кратно шести число септ четырехлучевых кораллов часто не кратно четырем, но кратно двум

По структуре заложения септ можно определить подтип коралла.

Определить возраст по складкам эпитеки не получилось, но складки эти имелись на небольших участках хорошей сохранности, и они были увидены.

Список литературы

и др. Наставление по сбору и изучению палеозойских кораллов. /, , – М.: Наука, 1964. 63 с. Кузьмичева как «геологические часы». // Природа, №10. 1982. С.19-25. , Бондаренко . 2-е изд., перераб. и доп.: Учебник. – М.: Изд-во МГУ, 2006. С. 203-229. Weijia Zhang. Daily and lunar growth features in Carboniferous and Devonian corals from Xinjiang: information about ancient Earth’s rotation and climate. – Beijing, 2009. 24 p.