Szkarłupnie (Echinodermata) to typ halobiontycznych bezkręgowych zwierząt wtóroustnych (Deuterostomia) obejmujący gatunki takie jak rozgwiazdy, wężowidła, jeże morskie, piaskowce oraz ogórki morskie, a także osiadłe lilie morskie. Chociaż w stadium larwalnym są one obustronnie symetryczne, to dorosłe osobniki charakteryzują się typową, pięciopunktową symetrią promienistą (symetrią pentameryczną). Znaleźć je można na dnie każdego oceanu, od strefy pływów aż po strefę abisalną. Typ ten zawiera około 7600 żyjących gatunków, co czyni go drugą co do wielkości grupą deuterostomów — po strunowcach. Większość z nich jest zdolna do rozmnażania bezpłciowego i regeneracji tkanek, organów oraz kończyn; w niektórych przypadkach mogą one odtworzyć się całkowicie z pojedynczej kończyny.
Anatomia i fizjologia
Chociaż dorosłe osobniki posiadają symetrię pięciopromienną, ich larwy są ruchliwymi organizmami o symetrii dwubocznej, pokrytymi rzęskami. W trakcie metamorfozy lewa strona ciała rozwija się kosztem prawej, która ostatecznie zostaje wchłonięta. Następnie ciało układa się w pięciopromienny wzór, rozmieszczony wokół centralnej osi.
Skóra i szkielet
Szkarłupnie posiadają szkielet mezodermalny umiejscowiony w skórze, zbudowany z płytek wapniowych, które zwane są kosteczkami słuchowymi. Mogą one być ze sobą zrośnięte lub tworzyć elastyczne stawy, jak ma to miejsce w ramionach rozgwiazd, wężowideł i liliowców. Mogą również posiadać zewnętrzne wypukłości w postaci kolców, granulek lub brodawek.
Ciało tych zwierząt od zewnątrz pokrywa orzęsiony nabłonek komórkowy (syncytialny). Pod nim znajduje się tkanka łączna (dermis), a pod nią warstwa mięśni. Od wewnątrz natomiast ścianę ciała wyściela nabłonek perytonealny. Naskórek zawiera komórki barwnikowe, które zapewniają organizmom żywe kolory, w tym głęboką czerwień, czarne i białe pasy oraz intensywną purpurę. Komórki te mogą być wrażliwe na światło, co sprawia, że wiele z tych zwierząt kompletnie zmienia wygląd wraz z nastaniem nocy. Reakcja może zachodzić niezwykle szybko: Centrostephanus longispinus zmienia barwę w zaledwie pięćdziesiąt minut po ekspozycji na światło.
Charakterystyczną cechą większości szkarłupni jest specjalny rodzaj tkanki znany jako tkanka łączna łowna. Ten kolagenowy materiał może zmieniać swoje właściwości mechaniczne pod kontrolą sygnałów nerwowych, co wyróżnia go na tle innych typów tkanek, które zazwyczaj podlegają kontroli mięśniowej.
Organy
Szkarłupnie posiadają prosty układ trawienny, który różni się w zależności od diety danego gatunku. Rozgwiazdy, będące głównie mięsożercami, mają otwór gębowy, przełyk, dwuczęściowy żołądek, jelito i odbyt, który znajduje się na środku aboralnej powierzchni ciała. U wielu gatunków duży żołądek sercowy jest wywracany na zewnątrz w celu trawienia pokarmu. Inne gatunki z kolei potrafią połykać całe organizmy, takie jak np. mięczaki. Wężowidła, które mają zróżnicowaną dietę, posiadają ślepy przewód pokarmowy bez jelita i odbytu; odpady wydalają przez usta. Roślinożerne jeżowce używają wyspecjalizowanych aparatów gębowych do wypasu, rozdzierania i żucia pokarmu, głównie alg. Mają przełyk, duży żołądek i odbyt umiejscowiony na szczycie testy.
Jamy celomatyczne szkarłupni są skomplikowane. Oprócz wodnego układu ambulakralnego zwierzęta te posiadają celom hemalny, okołotrzewnowy, gonadalny oraz często także okołokrwionośny. W trakcie rozwoju dzieli się on na metacel, mezocel i procel. Układ krwionośny i okołokrwionośny pochodzą z pierwotnego celomu. Tworzą otwarty i zredukowany system krążenia. Zazwyczaj składa się on z centralnego pierścienia i pięciu promienistych naczyń. Nie ma prawdziwego serca, a krew często nie zawiera pigmentu oddechowego. Wymiana gazowa odbywa się za pomocą skrzelopodobnych papulek skórnych u rozgwiazd, skrzeli okołoustnych u jeżowców i drzew kloaki u ogórków morskich. Wymiana gazów zachodzi również przez stopy ambulakralne. Szkarłupnie nie mają wyspecjalizowanych narządów wydalniczych, dlatego azotowe odpady, głównie w postaci amoniaku, dyfundują przez powierzchnie oddechowe.
Organizmy te mają prosty, promienisty układ nerwowy składający się ze zmodyfikowanej sieci nerwowej połączonych neuronów bez centralnego mózgu, chociaż niektóre z nich posiadają zwoje. Nerwy rozchodzą się od centralnych pierścieni wokół otworu gębowego do każdego ramienia lub wzdłuż ściany ciała; ich gałęzie koordynują ruchy organizmu i synchronizację stóp ambulakralnych. Rozgwiazdy mają komórki czuciowe w nabłonku oraz proste plamki oczne, a także wrażliwe na dotyk stopy. Nie mają natomiast szczególnych narządów zmysłów, ale posiadają statocysty, które pomagają w orientacji grawitacyjnej, a także komórki czuciowe w naskórku, szczególnie w stopach, kolcach i pedicellariach.
Rozmnażanie
Rozgwiazdy i wężowidła mogą rozmnażać się zarówno wegetatywnie, jak i płciowo, podczas gdy liliowce, jeżowce, kołonice oraz strzykwy rozmnażają się wyłącznie w sposób płciowy. Wśród kołonic i strzykw można znaleźć gatunki żyworodne, jednak większość z nich jest jajorodna. Szkarłupnie są rozdzielnopłciowe, ale nie wykazują wyraźnego dymorfizmu płciowego. U tych organizmów zapłodnienie zawsze odbywa się na zewnątrz ciała, a ich rozwój jest złożony. Larwy mają planktoniczny tryb życia i charakteryzują się dwuboczną symetrią.
Źródło
1. https://en.wikipedia.org/wiki/Echinoderm [dostęp: 25.09.2024].
© Źródło zdjęcia głównego: Wikimedia Commons. Autor: Domena publiczna. Licencja: Domena publiczna.
