Прочитав геном беспозвоночных морских обитателей — гребневиков , российские биологи и их зарубежные коллеги поставили под сомнение ряд положений традиционной теории эволюции.
Они выяснили, что гребневики намного древнее губок, которые считались самыми старыми обитателями Земли. Но главное, нервная система возникала в процессе эволюции дважды. У гребневиков она иная, чем у всех остальных животных, и работает на основе других базовых веществ.
Российские и зарубежные ученые создали международную команду, чтобы расшифровать геном гребневиков — беспозвоночных животных, обитающих в морях. Руководителем одной из двух групп стал заведующий лабораторией новосибирского Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН Евгений Рогаев , другой — американский профессор Леонид Мороз .
Объединившись, ученые получили данные, которые опровергли фундаментальное представление об эволюции живых существ на Земле. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
До начала работы команды биологов из России, США, Испании, Голландии и Англии о гребневиках было известно не так уж много. Изучать их крайне сложно, поскольку стоит извлечь это загадочное существо из привычной среды, как его ткани почти сразу же высыхают, его трудно доставить в лабораторию.
Раньше гребневиков относили к кишечнополостным, но уже давно выделили в отдельный тип. Они состоят из полупрозрачной желеобразной массы, окруженной эпителиальными слоями. Их размер в зависимости от вида колеблется в диапазоне от нескольких миллиметров до полутора метров. Всего известно более 150 видов гребневиков. Свое название они получили за уникальный, очень древний тип движения - они перемещаются при помощи гребней из ресничек.
Гребневики — хищники, питаются зоопланктоном, рачками, иногда мальками. В России о них заговорили, когда в 80-х годах прошлого века один из видов гребневиков, мнемиопсис, был случайно занесен в воды Черного моря. Это едва не привело к катастрофе. Размножившиеся гребневики поедали зоопланктон в таких количествах, что рыбе стало нечем питаться, ее количество резко сократилось. Промысловое рыболовство оказалось под угрозой. Решить проблему удалось только после того, как в Черное море переселили естественных врагов мнемиопсиса — хищных гребневиков берое.
Проанализировав геном гребневика Pleurobrachia bachei (морской крыжовник), ученые выяснили, что, вероятнее всего, гребневики являются самыми древними из ныне обитающих на Земле живых существ.
Они отделились от остальных многоклеточных животных на самом раннем этапе эволюции, около 600 млн лет назад. До этого древнейшими считались намного более примитивные морские губки. Однако у них нет нервной системы, а у гребневиков, которые оказались старше их, она есть.
Гребневики — хищники, а значит, им необходима нервная система. Без нее они не смогли бы охотиться: ориентироваться в пространстве и координировать свои движения. Мозг гребневиков относится к типу элементарных. Что самое интересно, этот элементарный мозг способен регенерировать при повреждении за 3-4 дня. Причем не один раз, а многократно. Впрочем, как и остальные ткани гребневиков, которые быстро регенерируют даже при самых серьезных ранах.
Владимир Алексеев, биолог, к. б. н., сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН
Второй вывод, который сделали ученые, изучив геном гребневиков, состоит в том, что, возможно, нервная система возникала в процессе эволюции не один, а два раза. Гребневики приобрели нервную систему независимо от других животных.
Дело в том, что, как выяснилось, она отличается по составу нейромедиаторов — химических передатчиков нервного сигнала в синапсах. Остальные животные «мыслят» с помощью таких нейромедиаторов, как серотонин, дофамин, норадреналин, гистамин, а гребневики их не используют. Аналогов их нервной системе на Земле нет, она уникальна.
Все, от медуз до человека, используют для связи нейронов одни и те же вещества, а гребневики — нет. Помимо того что у них нет нейронов, выделяющих серотонин, у них отсутствует целый ряд типичных для остальных животных белков-рецепторов, так называемых нейротрансмиттеров, участвующих в передаче химических сигналов между нейронами. Логично предположить, что нервная система гребневиков и, возможно, спецификация мышц развивались независимо от других животных.
Евгений Рогаев, нейрогенетик, профессор, руководитель Центра нейробиологии и нейрогенетики мозга Института цитологии и генетики СО РАН, заведующий лабораториями в Институте общей генетики РАН и Медицинской школе Массачусетского университета.
До настоящего времени считалось, что у всех представителей царства животных нервная система развивалась по одному пути: от простейшей нервной сети до человеческого мозга. Теперь это базовое положение придется пересмотреть, как и классификацию животных.
Получается, что от общих предков первой отделилась ветвь, ведущая к гребневикам, потом — ветвь губок и только затем — ветвь, ведущая к кишечнополостным и двусторонне-симметричным, к числу которых относится человек.
Некоторые гены, которые есть у гребневика, уникальны, их нет у остальных живых существ на Земле. Кроме того, у морского крыжовника удалось обнаружить удивительные особенности регуляции работы генов. У него отсутствуют микроРНК — маленькие последовательности рибонуклеиновой кислоты. У всех других животных они есть, более того, играют очень важную роль в развитии и функционировании организма. Однако гребневик как-то обходится без них.
То, что при анализе генома гребневика и работы его генов было выявлено, что в них нет микроРНК и генов некоторых ферментов, участвующих в образовании РНК, это удивительно. МикроРНК играют важнейшую роль в функционировании организма всех ранее изученных животных, но не у гребневиков. По всей вероятности, у них используются другие типы РНК, выполняющие аналогичные функции.
Евгений Рогаев, нейрогенетик, профессор, руководитель Центра нейробиологии и нейрогенетики мозга Института цитологии и генетики СО РАН, заведующий лабораториями в Институте общей генетики РАН и Медицинской школе Массачусетского университета
Результаты исследования генома морского крыжовника изменят не только фундаментальные представления ученых об эволюции жизни на Земле, они могут иметь и практическое применение.
Экспертное мнение
Давид Абрамович, физиолог, к. м. н.,
— Как и большинство фундаментальных исследований, секвенирование генома гребневиков будет иметь практическую пользу. Возможно, приведет к созданию новых лекарств или разработке новых методов лечения. То, что для передачи сигналов у них используются иные, чем у остальных живых существ, молекулы и механизмы, может помочь в лечении заболеваний мозга.
Если удастся использовать нейромедиаторы, которые гребневики используют вместо стандартных, это может стать прорывом. Ведь такой нейромедиатор, как дофамин, который обеспечивает передачу нервных сигналов у всех живых существ, кроме гребневиков, связан с болезнями Альцгеймера и Паркинсона. Если ему удастся найти альтернативу, это изменит всё. Кроме того, крайне перспективно использовать молекулы, обеспечивающие регенерацию нервной системы морского крыжовника.
А теперь - оторвем взгляд от дна и оглядим бирюзовую толщу воды - многие морские животные проводят в ней всю свою жизнь, стараясь не приближаться ни к дну, ни к поверхности. Среди них есть и великолепные пловцы - пелагические рыбы, вся жизнь которых - в движении, и медлительные, переносимые течениями, существа. Из этих живых поплавков нам чаще всего встречаются медузы и гребневики.
Медузы
В Черном море водятся два вида крупных медуз - аурелия , похожая на зонтик, и корнерот с мясистым грибовидным куполом, из-под которого свисают тяжелые кружевные ротовые лопасти. Купол корнерота может достигать 70 сантиметров в диаметре, в длину такая медуза больше метра! Аурелии появляются у наших берегов ранней весной, их много в море все лето; к осени - их вытесняют могучие корнероты.
Мы не очень любим медуз - они скользкие, и еще они жгутся. Это так. Но давайте нырнем и бросим на них взгляд из-под воды - как весело играют в лучах солнца тонкие зонтики аурелий, как в хрустальных люстрах, волшебно дробится свет в огромных колоколах корнеротов! Время от времени они взмахивают своими куполами - расправляют и сокращают их, толкая себя вверх. Быстро двигаться медузы не умеют - их носит по морю по воле течений, и порой волны прибивают к берегу несметные их количества.
Медузы живут в толще воды, здесь они улавливают щупальцами свою мелкую подвижную пищу - планктон. Иногда попадаются животные покрупнее, медуза затягивает их в желудок - а он прозрачный, как и все ее тело, и, как мушек, залипших в янтаре, мы видим вмурованных в купол медузы перевариваемых рыбок и рачков. Чтобы им было легче парить в воде, медузы сами почти целиком состоят из нее. Но все же если бы они не выталкивали себя наверх, то в конце концов опустились бы на дно, соприкосновение с которым - гибель, так нежны их желеобразные тела. Дальше от дна - ближе к свету, ближе к пище - планктону, населяющему верхние 30-50 метров моря. Это главный закон жизни медуз.
Для того чтобы знать, где дно, а где поверхность, у медуз есть органы равновесия -статоцисты - мешочки с чувствительными волосками, в которых перекатываются песчинки. Положение песчинки в статоцисте указывает направление вниз, к дну, значит - плыть надо в обратную сторону. А глазки, различающие уровень освещенности, указывают путь вверх - к свету и пище. Слишком яркий свет уже отпугивает медузу - он означает, что совсем близко волны, которые могут повредить ее мягкое тело. Глазки и статоцисты медуз вместе с обонятельной ямкой собраны в единые органы - ропалии - их много, и располагаются они по краю купола медузы. Как ни странно это звучит, медузы - не всю свою жизнь – медузы, а еще два совсем не похожих ни на медузу, ни друг на друга животных. Непонятно? Давайте посмотрим на историю жизни аурелии.
Четыре белых полукружия, образующие широкий крест в зонтике аурелии, семенники самцов этих медуз. А у самок – в куполе видны розово-фиолетовые яичники. Самцы оплодотворяют икру, и та развивается в теле самок – присмотритесь, на фотографиях у некоторых аурелий видны ее оранжевые гроздья под зонтиками. Из икринок выходят покрытые ресничками личинки-планулы , они кружат в воде, поедая мельчайший планктон. Набрав вес, планулы садятся на дно и превращаются в полипа со ртом, окруженным щупальцами. Полип аурелии – крошечный, его трудно найти в море. От верхней части полипа отпочковываются и уплывают в море новые медузки – колесо жизни аурелии совершило полный оборот.
И аурелия, и корнерот относятся к классу сцифоидных медуз – они крупные. Но в нашем море водятся еще несколько видов медуз гидроидных – тех без микроскопа не увидишь, и мы познакомимся с ними, изучая черноморский планктон.
У других кишечнополостных - актиний, которых нам предстоит встретить на камнях, полип крупный и крепкий - это основная, долгоживущая, стадия ее жизненного цикла. Так кто же актиния - тот полип, похожий на роскошный синий или красный цветок, который мы находим под камнями в море, или личинка-планула, кружащаяся в толще воды?
Что такое аурелия: медуза-тарелочка, всюду встречающаяся у берега, или реснитчатая планула? Или она - полип с щупальцами?
Что такое краб - обитатель дна в мощном панцире, любитель дохлых моллюсков, или микроскопический рачок, ловящий одноклеточные водоросли в планктоне?
С точки зрения биологии - это один и тот же организм, но разные его сущности - с разным образом жизни и разным местообитанием, занимающие разные экологические ниши. В чем смысл такой сложности? Возможно, в том, что, живя по-разному на разных стадиях жизненного цикла, организм по-разному зависит от окружающей среды. Например, стало много хищников в толще воды - гибнут планктонные личинки, но выживают донные стадии жизненного цикла. Это лишь одно из возможных объяснений - попробуйте придумать и свои.
Медузы обездвиживают, или даже убивают свою добычу с помощью стрекательных клеток, в которых, свернутая тугой пружиной, спрятана капсула с ядом и отходящее от нее острое и зазубренное копье. Пружина распрямляется, и отравленное копье вонзается в тело жертвы, когда та задевает чувствительный волосок на поверхности стрекательной клетки – своего рода спусковой крючок, или курок этого оружия. В теле жертвы острый кончик полого копья обламывается, и из него, как из трубки, выливается парализующий яд. Стрекательная клетка – одноразовое оружие: выстрелив раз, она лопается и погибает.
Батареи отравленных гарпунов расположены у аурелии в бахроме щупалец, окружающих ее зонтик, а у корнерота они – на бороде ротовых лопастей, висящих под куполом. Интересно, что блестящие головастые мальки ставриды часто целой стайкой набиваются между ротовых лопастей корнерота, путешествуют вместе с медузой – и стрекательные клетки загадочным образом им – нипочем. Точно так же, как рыбки-клоуны живут среди смертоносных щупалец тропических актиний.
Маленькому планктонному рачку достаточного одного удара ядовитым дротиком медузы или актинии, чтобы перестать трепыхаться. А теперь представьте, сколько чувствительных волосков задеваете вы, сколько раз нажимаете на курок, когда дотрагиваетесь плечом до медузы в воде!
Гребневики - живые радуги
Это волшебно красивые создания. Они заполняют воды Черного моря, начиная с апреля – прозрачные, невесомые, в солнечную погоду переливающиеся всеми цветами радуги. Не медузы, даже не их родственники, они не похожи ни на кого. Отдельный тип животного царства – гребневики !
Наблюдайте за ними с лодок, причалов, прибрежных скал, еще лучше – из-под воды. Они ажурные и легкие, как китайские фонарики. Смотрите, как они плавают – не взмахивают, подобно медузам, своими юбочками-лопастями, а просто... двигаются. Вдоль тела гребневика проходит искрящихся шнуров – это ряды гребных пластинок, они такие тонкие, что свет, проходя сквозь них, дробится на лучи разных цветов – и каждая из тысяч пластинок играет самоцветными вспышками. Гребная волна начинается на макушке животного и пробегает к другому концу тела, гребневик плывет – а нам кажется, что по нему проскальзывает разноцветный электрический разряд. Гребневики завораживают.
Если вы захотите рассмотреть его получше – не берите гребневика рукой, он такой нежный, что сразу порвется; лучше зачерпните его из воды какой-нибудь посудой или лодочкой, сложенной из ладоней. Но все же лучше всего смотреть на гребневиков в их родной среде – иногда слабые волны подносят их к берегу целыми и невредимыми.
Гребные пластинки гребневика представляют собой не что иное, как склеенные рядами, бок о бок, микроскопические реснички – такие же, как у инфузорий; этот тип движения выдает в них очень примитивных животных. Из органов чувств у них есть лишь орган равновесия, типа статоциста, – на макушке. Есть гребневики с щупальцами-арканами, которые они выбрасывают в воду, чтобы к ним приклеилось как можно больше мелкого планктона, которым они питаются.
Такова давно живущая в Черном море маленькая плевробрахия и появившийся здесь 20 лет назад крупный мнемиопсис .
А есть гребневики без щупалец, хищники, поедающие других гребневиков – только гребневиков и больше – никого; это плавающие желудки, одна сторона тела которых – рот, раскрывающийся, чтобы проглотить жертву. В Черном море с середины 1990-х годов есть один такой гребневик – берое.
Появление мнемиопсиса в Черном море в 1980-х годах привело к экологической катастрофе – столько планктона он съедал и так размножался; подробную историю завоевания Черного моря атлантическими гребневиками читайте в главе о свойствах Черного моря.
Днем – они сверкают, как подводные радуги, а ночью – светятся! Это самые крупные светящиеся животные Черного моря, и, купаясь летней ночью, можно слегка испугаться, когда рядом с вами, в черной воде, вдруг полыхнет зеленая вспышка – это вы задели гребневика.
Ночью, под водой, мерцающий тихим зеленым светом, гребневик напоминает волшебную лампу; троньте его пальцем – и меркнущий свет вспыхнет с новой силой.
Отгадайте загадку. Плавает под водой, а не рыба, состоит из желеобразной массы, но не медуза, самые древние животные на земле, но не динозавры. Не специалисту в области морской фауны Анапы тяжело разгадать этот ребус. Сайт "Моя " поможет разобраться с самыми загадочными вопросами нашей земли и познакомит всех наших читателей с уникальными видом, которых называют гребневики. В пляжных зонах курорта проживает два уникальных и противоположных по характеру вида гребневиков мнемиопсис и берое. Сегодня вы узнаете много интересного об этих странных существах.
Внешний вид
Внешне гребневеки смахивают на медуз, их тело состоит из желеобразного вещества, в котором воды больше 90%. Ранее странных существ, считали медузами, но потом выделили в отдельный вид, и оказалось не зря.
Гребневики получили свое названия из-за наличия плавательных гребней, состоящих из мельчайших ресничек. Мнемиопсис имеет заметные крылышки, а Берое больше смахивает на плавающий карман с большим ртом.
У всех гребневиков имеются продольные линии, где происходит преломление света, возникает ощущение радуги. Если бы не веселая светомузыка, которую ныряльщик сразу замечает, то на прозрачного гребневика ни кто не обратил внимание.
Размеры гребневиков, которых можно наблюдать в Анапе, имеют длину 5 или 7 сантиметров.
Повадки
Гребневеки носят в себе как женские, так мужские половые железы, другими словами со временем могут менять пол, и даже оплодотворять собственную икру. Активное размножение начинается, когда повышается температура воды в Черном море. Питание видов анапских гребневиков различно. Мнемиопсис заядлый любитель зоопланктона, в сутки он съедает планктона, больше чем весит сам. Берое предпочитает совего собрата и активно пожирает мнемиопсиса, заглатывая его целиком. Об этой особенности мы поговорим ниже.
Необходимо заметить, что гребневики не коренные жители черноморских вод Анапы. Первыми в наших краях заселился мнемиопсис. В 80-х годах двадцатого века это с виду безобидное существо, завезенное кораблями из Америки, подорвало экосистему целого региона. Любитель поесть больше, чем требуется и не имеющий врагов гребневик скушал больше половины планктона. Уменьшение планктона, привело к сокращению популяции промысловой рыбы и других животных, которые питаются мелкими личинками. Целых десять лет, мнемиопсис хозяйничал в море, пока люди не познакомили его со своим врагом - берое. Этот плавающий желудок, обожает на обед своего дальнего родственника, которого всасывает в себя и медленно переваривает.
Приход гребневиков берое, помогли остановить размножение прожорливого беспозвоночного. Благодаря нашествию мнемиопсиса восстановление изначального объема планктона, который всегда обитал в Черном море, уже не удастся.
Ученые стали пристально изучать гребневиков, когда в сланцевых раскопках были найдены отпечатки следов древних видов. Оказалось, что гребневики одни из самых старых существ, которые обитают на нашей земле, они прибывают на планете уже более 500 миллионов лет!
Начались серьезные изучения желеобразных существ, и после расшифровки генома стало ясно, что нервная система гребневика эволюционировала два раза и имеет совсем другую структуру, чем все животные на Земле. Исследования этих неприметных беспозвоночных пошатнуло всю идею эволюции существ. Изучение новых нейромедиаторов, которыми пользуется гребневики, могут помочь в лечении болезней вызванных заболеванием нервной системы.
Где и когда увидеть в Анапе
В Анапе за жизнью древних существ можно понаблюдать в период летних отпусков. На песчаных и галечных пляжах гребневиков хоть отбавляй. Для того, чтобы хорошо разглядеть подводные полеты морских радуг, заранее запаситесь трубкой и маской. Уникальные беспозвоночные обитают на глубинах от одного метра, навыков профессионального ныряльщика вам не потребуется.
Гребневик не являются медузой, даже не имеют с ними родственных связей, хотя называть их по другому не выходит. Внешне мнемиопсисы легкие, прозрачные, с юбочками-лопастями и гребными пластинами. У них нет мозга, сердца, скелета, зато есть нервная система, орган равновесия и способность к люминесценции.
По самым последним данным ученых гребневик является одним из первых живых созданий на планете Земля. Ранее считалось, что этот титул принадлежит морским губкам - гораздо более примитивным существам.
Черное море и водоемы Украины осваивают новые организмы, не характерные для наших широт, которые уничтожают традиционную фауну наших вод. По словам председателя Ассоциации рыболовов Украины Александра Чистякова, не так давно на черноморском побережье появились хищные тихоокеанские рапаны, которые истребляют аборигенных мидий и устриц.
Также в акваторию Черного моря проник мнемиопсис, который отвоевал себе львиную долю кормовой базы планктоноядных рыб и уничтожает их икру и личинки. Самой пострадавшей стороной в этой экологической катастрофе оказалась хамса – одна из главных промысловых рыб Черного моря – ее численность резко сократилась. “Пришельцы” в наши моря попадают с балластными водами и на днищах сухогрузов из других морей и океанов мира. А теплое зимой море способствует их размножению.
Такая же проблема и в Днепро-Бугском лимане. Его захватили медузы, мохнаторукие китайские крабы и даже пираньи. Лиман всегда считался рыболовной Меккой в низовьях Днепра на Херсонщине. Он богат лещем, воблой, судаком, щукой и гигантскими сазанами. Более десятка рыболовецких артелей занимаются там промыслом. Однако еще с конца прошлого года ловить рыбу там стало физически невозможно – сетки забиты не карасями и воблой, а медузами. Весной они истребят личинки ценных промысловых пород рыбы – леща, сазана, тарани, ведь для этих рыб лиман это обычное природное нерестилище.
“Экологи давно уже бьют тревогу по поводу пришельцев. Хорошо, что теплолюбивый травоядный подвид пираньи Паку исчезнет с наступлением холодов. Но в наши водоемы все чаще попадают виды, которые хорошо адаптируются к нашим условиям, и начинают вытеснять наши аборигенные виды рыб. В прошлом году едва не стал бедой приход в Днепро-Бугский лиман мохнаторукого китайского краба, который сначала прижился в Черном море, а теперь обосновался и в лимане”, – рассказывает Чистяков.
А украинского золотого карася вытеснил в Красную Книгу Украины пришелец с Дальнего Востока – серебряный карась. Также серьезную угрозу нашей рыбе представляет солнечный окунь из Северной Америки, который уже расселился почти во всех водоемах.
Мнемиопсис – страшная угроза Каспию
По-научному это называется “биологическая инвазия”. Растения или животные внедряются в чужую среду и начинают там осваиваться за тысячи километров от родины. На новом месте они акклиматизируются и вытесняют “коренных жителей”.
Проблема чужеземных видов достигла планетарных масштабов. «Будучи нежелательным побочным продуктом глобализации, чужеродные виды пагубно влияют на экосистемы, жизнь людей и экономическое положение во всем мире», – говорится в послании генерального секретаря ООН.
Mnemiopsis leidyi (лат.) - гребневик, обитающий в морской воде в тёплых краях и напоминающий медузу. Внешне мнемиопсисы легкие, прозрачные, с юбочками-лопастями и гребными пластинами. У них нет мозга, сердца, скелета, зато есть нервная система, орган равновесия и способность к люминесценции. Мнемиопсис – хищник, питающийся зоопланктоном, икринками, личинками рыб и моллюсков. На свету переливается яркими цветами, ночью придает морским волнам желтоватое люминисцентное свечение. По самым последним данным ученых гребневик может быть одним из древнейших живых созданий на планете Земля.
Родиной Mnemiopsis leidyi являются воды Атлантического океана, омывающие Флориду, где они обитали до последнего времени. Однако в наш век развитых коммуникаций наступил момент, когда мнемиопсис двинулся на завоевание иных водных территорий.
В 1987 году мнемиопсис попал в воды Черного моря с балластными водами судов. В 2006 году Mnemiopsis leidyi был впервые замечен уже в Северном и Балтийском морях.
Мнемиопсис обладает многими характеристиками идеального вселенца. Он является одновременно самооплодотворяющимся гермафродитом; он является всеядным – потребляющим широкий спектр кормов; он выживает в широком диапазоне условий окружающей среды с варьированием солености от 3.4 до 75 промилле и температур от 1.3 ° С до 32 ° С; при оптимальной температуре (выше 20° С) он развивается очень быстро, достигая своей половой зрелости за 12 дней; он также реагирует на увеличение концентрации питательных веществ быстрым ростом и размножением.
Более того, отмечается высокая устойчивость и низкая чувствительность мнемиопсиса к различным загрязняющим веществам. Этого вселенца обнаруживали даже в акватории портов, в месте стоянки судов, где водная среда была загрязнена бензином и маслом. Особи гребневика разных возрастов и размеров прекрасно себя чувствовали в смеси воды и нефтепродуктов.
В Черном море у мнемиопсисов не оказалось естественных хищников и они начали стремительно размножаться, пожирая планктон, икру и мальков рыб. В благоприятных условиях гребневик может съедать в день в десять раз больше собственной массы. В зависимости от количества пищи, он может увеличиваться в размерах в два раза за сутки и откладывать 8 тыс. яиц в день. К 1989 году количество пищи для рыб сократилось в 30 раз по сравнению с периодом 1978-1988 годов.
Постепенно увеличиваясь, общая биомасса популяции гребневика в Черном море достигла в 1989 г. около 1 млрд. тонн, причем плотность его в юго-западной части Черного моря составляла 4000-5000 грамм на кубический метр воды. Был момент, когда этот вид составлял 90% массы всех живых организмов в Черном море.
Резко снизилась прозрачность воды, поскольку уничтоженный зоопланктон более не поедал мелкие водоросли, кроме того, этот гребневик в процессе жизнедеятельности выделяет колоссальное количество слизи. Черное море стало похоже на мутный суп из гребневика. В десятки раз упала численность рыб, питающихся планктоном: хамсы, ставриды и шпрота. Убытки рыболовства составили несколько сотен миллионов долларов. Оказались на голодном пайке и черноморские дельфины.
Как уже указывалось, причиной массового развития этих “вселенцев” стало отсутствие хищников, способных контролировать их численность: мнемиопсиса никто не ел. Гребневиков принято считать «тупиками» пищевых цепочек: низкое содержание питательных веществ делает непривлекательными для эффективного питания.
Казалось бы Черному морю грозит полный биологический коллапс. Но в 1997 – 1999 гг. происходит вторжение в Черное море нового гребневика – берое (Beroe ovata). В отличие от мнемиопсиса берое не может переварить зоопланктон, икру, медуз и мальков рыб и питается исключительно… гребневиком мнемиопсис! Берое не смущают и крупные экземпляры жертвы. Он не имеет щупалец, но почти все его тело – это одна сплошная глотка. Берое либо затягивает мнемиопсиса в себя постепенно, либо заглатывает сразу через широко открытое ротовое отверстие, при этом все тело хищника вздувается. Через 3-5 часов берое переваривает жертву и сразу может заглатывать следующую. На свету берое имеет желтовато-розовую окраску, в темноте становится молочно-белым.
Внедрение и размножение берое привело к резкому уменьшению биомассы мнемиопсиса и, как следствие, к росту зоопланктона и личинок рыб, а позднее и рыбных запасов Черного моря.
В 1999 году Mnemiopsis leidyi пробрался в Каспийское море. Тревогу по поводу резкого уменьшения популяции сначала кильки, а потом и осетровых, забили во всех прикаспийских государствах.
Как считают ученые, мнемиопсис был занесен, вероятнее всего, через Волго-Донской канал, через балластные воды судов либо на неочищенных днищах. Во времена СССР, все транзитные суда подвергались в Астрахани строгой санитарной проверке. С падением общих стандартов контроля препоны для «нелегального» проникновения в чужую акваторию незваного пришельца были, по существу, устранены.
Первая информация о появлении в туркменских водах Каспийского моря Mnemiopsis leidyi была получена случайно во второй половине сентября 1999 года, в период сбора материала по биологии и экологии Карабогазгола. Из устного сообщения рыбаков было отмечено появление в Каспийском море, в районе залива “медуз”, каких они прежде здесь не встречали.
В течении 1999-2000 годов начало отмечаться широкое распространение мнемиопсиса в водах Среднего и Южного Каспия. Найдя здесь подходящие экологические и кормовые условия, гребневик не только освоил практически всю акваторию Каспия, создав мощную популяцию с высокой численностью, но и начал влиять на всю экосистему моря. В период экспедиционных работ на Каспии в октябре 2000 г. отмечалось широкое распространение мнемиопсиса и наиболее высокая численность его по западному побережью Каспия. В трал и конусную сеть для отлова кильки попадались гребневики разных возрастов и размеров, а рыба, необходимая для анализа, на этих станциях практически не вылавливалась.
В феврале 2003 года в южной части Каспия концентрация мнемиопсиса достигала до 320 экземпляров на кубометр воды. За три года его поголовье выросло настолько, что в лунные ночи море фосфоресцировало.
Именно с жизнедеятельностью гребневика ученые связывают массовую гибель каспийской кильки летом 2001 года. По данным специалистов Дагестанского отделения Каспийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства, тогда погибло порядка 200 тыс. тонн кильки, что составляло пятую часть ее общего количества в бассейне Каспия. По другим сведениям на Каспии погибло не 40%, а почти вся килька (не менее 80% популяции). Причиной массовой гибели кильки было не заболевание, а самый настоящий голод.
Далее по пищевой цепочке наступила массовая гибель каспийского тюленя. При этом в первую очередь популяция теряла весь ожидаемый приплод (не нагулявшие жир животные либо не вступали в размножение, либо рожали ослабленных детенышей, которые вскоре гибли).
В данное время популяция кильки снизилась на порядок, а следом произошло и снижение количества осетровых рыб. Вдобавок мнемиопсис пожирает их икру, не давая шансов на размножение. Прогнозируется, что лов осетровых скоро можно будет исчислять всего лишь сотнями штук.
Ученые прикаспийских государств уже не первый год ищут пути борьбы с мнемиопсисом. В лабораториях России и Ирана был проведен ряд экспериментов с размножением берое. Было установлено, что с повышением температуры воды интенсивность питания Beroe резко увеличивается. В каспийской воде Beroe надо еще адаптироваться, так как каспийская вода имеет иной ионный состав и соленость, нежели азово-черноморская.
Исследования показали, что бероэ может жить и интенсивно расти на юге Каспия, при солености в 12-13 промилле. Темп питания бероэ был достаточно высоким (100 и более процентов от собственного веса тела в день) при 21-26 градусах тепла. Ежедневный рацион и темпы роста при 12.8 промилле были близки к значениям, характерным для Черного моря (где соленость достигает 18 промилле). На основании физиологических данных, была высказана уверенность, что бероэ может также, как и в Черном море, интенсивно питаться мнемиопсисом и резко сократить его численность в Каспийском море.
Российским ученым впервые в мире удалась адаптация берое. Период адаптации занимает 6-7 суток. Beroe otava отлавливается в Черном море и автотранспортом или авиацией доставляется на каспийское побережье. За период адаптации особи доводятся до половозрелого состояния и дают потомство. Полученное потомство живет практически в каспийской воде. Метод адаптации запатентован.
Однако, ученые расходятся в мнениях о возможности использования бероэ в условиях Каспия. Кто-то считает насущным вопросом расширение ареала выпуска адаптированных особей Beroe ovata в воды Каспия и необходимость того, чтобы все прикаспийские государства подключились к этой борьбе. Другие полагают такую деятельность бесперспективной. Остается уповать на то, что в силу различий природных условий на Каспии, вредный вселенец не сумеет его поработить полностью и привести к тотальной катастрофе.
Представители типа Гребневики имеют много общего с остальными . Но при этом они обладают уникальными особенностями, позволяющими их выделять в отдельный тип (остальных же кишечнополостных объединяют в тип Стрекающие).
Гребневики обитают в морях. Описано более 100 их видов, то есть это немногочисленные по количеству видов животные. Однако они широко распространены в морях, многочисленны по количеству особей, быстро восстанавливают свою численность. Так что назвать их редкими нельзя.
Гребневики имеют одну жизненную форму (не полип и не медуза). Они способны к активному движению (по этому признаку ближе к медузе). Большинство видов плавает в толще воды, некоторые - ведут бентосный (плавают или ползают у дна) образ жизни.
У многих тело по внешнему виду похоже на немного вытянутый и сплющенный полупрозрачный шар с двумя щупальцами. Однако есть гребневики без щупалец. Тело мягкое (студенистое), так как гребневики не имеют минерализованного скелета. Вдоль тела, от ротового отверстия до противоположной ему точке, проходят восемь рядов гребных пластинок, благодаря которым животное плавает. Пластики состоят из сросшихся ресничек поверхностных клеток. Реснички отражают свет, и поэтому кажется, что они светятся.
Размер тела от нескольких миллиметров до 2 метров.
Гребневики обладают радиальной симметрией, характерной для всех кишечнополостных. Однако эта симметрия не полная, а двулучевая. Это значит, что через тело гребневика можно провести только две плоскости, делящие его на равные половины, а не множество плоскостей. Тело сплющено, но брюшной и спинной стороны выделить нельзя (они не отличаются друг от друга). Поэтому одна пара симметричных половин - это условно левая и правая, вторая пара - условные перед и зад.
Плавают гребневики ртом вперед. Являются хищниками и питаются мелкими ракообразными, рыбами и другими кишечнополостными. У них нет стрекательных клеток, зато есть клетки, которые обеспечивают прилипание жертвы. Есть виды гребневиков, которые ассимилируют (встраивают в свое тело) стрекательные клетки съеденных ими медуз.
Ротовое отверстие открывается в глотку. Далее идет сплющенная кишечная полость, от которой отходят ветвящиеся каналы. В свою очередь от каналов отходят замкнутые отростки; один идет вверх, другой - вниз. Каждая пара отростков одного канала проходит под гребными пластинами.
С противоположной стороны от рта находится орган равновесия, контролирующий движение.
У гребневиков сильно развита мезоглея, лежащая между эктодермой и энтодермой. В отличие от других кишечнополостных, в ней находится достаточно много клеток. Поэтому мезоглею гребневиков иногда уже рассматривают как мезодерму (третий слой клеток).
Есть мышечные клетки. Нервная сеть имеет скопления нервных клеток под гребневыми пластинами и органом равновесия.
Большинство гермафродиты. У одних видов производство яйцеклеток и сперматозоидов чередуется во времени. У других - особи производят их одновременно. После оплодотворения развивается личинка, ведущая чаще всего планктонный образ жизни. Она постепенно превращается во взрослую особь.
