Что представляет себе человек, услышав слово «циклоп»? Вариантов, как правило, два: если он далек от биологии и аквариумистики, то, скорее всего, он решит, что речь идет о мифическом одноглазом великане, который бросался камнями в корабли Одиссея. Если же рассматриваемый субъект имеет аквариум или внимательно читал биологию в школе, то циклоп для него, в первую очередь, будет выглядеть как крохотный рачок, при ближайшем рассмотрении куда как более загадочный и страшный, чем мифический гигант.
Несколько раз я натыкался на циклопов при изучении ила из аквариума, однако, в аквариуме эти рачки – гости редкие. Настоящее засилье циклопов было обнаружено в воде с застойного мелководья. Выделялись эти рачки среди прочего кишевшего в плошке зоопланктона бросающимся в глаза ярко-зеленым (почти флуоресцентным) цветом. Уж что они ели для достижения такого эффекта – остается для нас загадкой.
Кто же такие циклопы?
Ну, во-первых, это популярный рыбий корм, наряду с дафнией и гаммарусом, но этот аспект их жизни (точнее, смерти) малоинтересен, поэтому на нем мы останавливаться не будем.
Циклоп (Cyclops coronatus) в отраженном свете
Во-вторых, это небольшие (0.6-6 мм) ракообразные, относящиеся к отряду веслоногих раков.
Симметрия живого на стадии зародыша
Античные ученые, которые были сильны в геометрии и в математике в целом, любили порассуждать насчет геометрии живого и очень на этот счет спорили, особенно насчет того, откуда симметрия, по сути, абстрактное понятие в науке, взялась в природе, и ладно бы в неживой природе, но ведь и в живой тоже! Теории, объясняющие это, они могли строить только умозрительные, фактов в их подтверждение у них не было. Факты появились только в Новое время, когда Левенгук придумал микроскоп, барон Кювье добавил в сравнительную анатомию животных давно исчезнувших видов, Шлейден и Шванн обосновали постулат клеточного строения всех живых организмов, Геккель и Мюллер сформулировали биогенетический закон, а Дарвин — общие принципы эволюции.
Закон Геккеля—Мюллера сразу же после его публикации подвергся критике их коллег, и чем дальше, тем больше ученые находили в нем несоответствий заявленному в нем принципу. Дело дошло до того, что появились призывы считать его ошибочным. Но как раз ненаучным было бы ожидать, что зародыш, например, курицы в яйце в точности и подробностях повторит весь путь эволюции птиц, и, разбив яйцо раньше срока, мы обнаружим в нем птеродактиля. Ведь в формулировке закона Геккелем ясно и четко сказано: «Онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза». Сегодня любая будущая мама видит на картинках УЗИ основные стадии филогенеза млекопитающих как само собой разумеющееся.
На стадии бластулы, то есть комочка из нескольких десятков клеток, зародыш едва ли можно назвать симметричным, но когда он становится похожим на червячка, то это уже существо с передней и спинной сторонами, с левой и правой стороной. Будущий человек на этой стадии своего индивидуального развития (онтогенеза) уже симметричен, форма левой половины зеркально повторяет правую, и наоборот. Потом появится пара ручек и ножек, по одной с каждой стороны, а когда человек родится и откроет глаза, на мир он посмотрит двумя глазами.
Окончательно пазл симметрии живого сложился ближе к концу XIX века. Нашлись простые объяснения смены планов строения живых существ (и, соответственно, появления и смены у них типов симметрии) с момента возникновения жизни на Земле до наших дней. Подобно классической ньютоновской физике в биологии сложилась стройная и логичная картина мира в рамках парадигмы дарвинизма и рекапитуляции филогенеза в онтогенезе. Ученые-биологи, увлеченно споря друг с другом по поводу второстепенных деталей, прекрасно прожили в ней сто лет, пока совсем недавно, в конце прошлого, ХХ века, окончательно не впали в ересь релятивизма молекулярной биологии.
Классификация циклопов
С классификацией циклопов не все однозначно. Так, по Википедии она выглядит следующим образом:
- Тип: Членистоногие
- Подтип: Ракообразные
- Класс: Челюстеногие
- Подкласс: Веслоногие раки
- Отряд: Циклопы
- Семейство: Циклопы
То есть, здесь, пошатывая основы моего миропонимания, ракообразные являются не классом, а подтипом. Веслоногие раки выделены в подкласс челюстеногих. В общем, быть может, оно так и правильнее, и современнее, но для простых любителей, не лезущих в таксономические дебри, проще опираться на старую классификацию (БСЭ), так, хотя бы, есть шанс запомнить:
- Тип: Членистоногие (Arthropoda)
- Класс: Ракообразные (Crustacea)
- Отряд: Веслоногие раки (Copepoda)
- Семейство: Циклопы (Cyclopidae)
- Род: Циклоп (Cyclops)
- Вид: Cyclops coronatus
Две симметрии
Нет нужды обойти вокруг дерева, чтобы убедиться, что перед нами дерево, а не что-то другое. Даже бесформенный куст не вызовет такого желания. Чего его рассматривать со всех сторон: куст — он и есть куст. У растения есть ствол, от которого во все стороны отходят ветки с листьями, цветками или иголками. Понятно, что это самый общий план строения растений, который имеет массу исключений, но эти исключения вторичны, а высший, то есть самая общий для растения тип симметрии — радиальный, то есть оно симметрично вокруг одной оси симметрии — ствола.
Если мы знакомимся с человеком, то не стоим к нему спиной: во-первых, это невежливо, а во-вторых, глаза у нас не на спине, а спереди. С точки зрения сравнительной анатомии у нас есть передняя (брюшная) и задняя (спинная) стороны, они несимметричны друг другу. Но если смотреть спереди или сзади, то правая и левая половины нашего тела снаружи одинаковые, только они зеркальные относительно плоскости, делящей тело на левую и правую половинки.
Такая же геометрия у подавляющего большинства современных животных, начиная от плоских червей и насекомых и кончая млекопитающими. Если посмотреть на любого из них спереди или сзади, картина разная, то есть передний и задний конец несимметричные. Но у всех обязательно есть брюшная и спинная стороны, и правая, и левая стороны. Такая симметрия относительно плоскости, перпендикулярной плоскости, делящей тело на брюшную и спинную стороны, называется двусторонней, или билатеральной по-научному.
Строение циклопа
Откуда пошло название «циклоп» догадаться несложно – глаз у нашего героя всего один, но ему хватает.
Друзья! Это не просто реклама, а моя, автора этого сайта, личная просьба. Вступите, пожалуйста, в группу ЗооБота в ВК. Это приятно мне и полезно вам: там будет многое, что не попадет на сайт в виде статей.
Циклоп (Cyclops coronatus) в отраженном свете
Тело циклопа разделено на головогрудь и брюшко. Спереди имеются две пары ветвистых антенн (конечно, далеко не таких ветвистых, как у дафний). С нижней стороны брюшка находятся 4 пары развитых гребных ножек. Пятая пара у самцов преобразована в специальный захват для удержания самки при спаривании. У самки по сторонам брюшка находятся парные яйцевые мешки.
Циклоп (Cyclops coronatus) в отраженном свете
В сравнении с дафнией, внутреннее устройство циклопа выглядит упрощенно. У него нет ни сердца, ни жабр. Кровеносная система отсутствует: органы омывает гемолимфа, движущаяся за счет пульсации кишечника. Всасывание кислорода из воды происходит по всей поверхности тела.
В отличие от дафний, циклопы размножаются половым способом. Большинство источников говорит, что партеногенеза у веслоногих рачков не наблюдается.
Размножение и личинки
Чтобы определить пол рачка-циклопа, достаточно рассмотреть его под лупой: у самок в конце тела есть небольшой мешочек. Размножаются эти ракообразные с большой скоростью, что помогает поддерживать популяцию и выживать даже в небольших сосудах и аквариумах. Они способны за небольшой срок заселить водоём, в который попали.
Личинки циклопов, которые называются науплиями, зарождаются в тех самых мешках на конце тела самки, которые позволяют определить пол особи. Яйцевых мешков может быть разное количество — от одного до трёх. Личинки в них полностью вырастают, но от взрослой особи отличаются довольно сильно. После вынашивания потомства (это обычно от 10 до 12 яиц) самка сбрасывает мешки, потому что они растянулись. Позже у неё отрастают новые.
Личинки циклопов, которые называют науплиями
В природных условиях рыбам довольно сложно поймать как личинок, так и взрослых особей, потому что они очень подвижны. По этой причине аквариумным рыбкам стоит давать совсем небольшое количество рачков, иначе непойманные расплодятся, заполонят аквариум и сами будут есть мальков.
Места обитания циклопов
Циклоп (Cyclops coronatus)
Циклопы распространены повсеместно и зарекомендовали себя как одни из самых хардкорных выживальщиков. Они живут в зимних водоемах под коркой льда, в кислых и горячих источниках, в водах с ничтожным содержанием кислорода и убойными количествами сероводорода, в общем, практически везде.
Когда водоем насквозь промерзает или высыхает, циклопы «консервируют» себя, выделяя специальное вещество, образующее вокруг рачка своеобразный кокон. В таком коконе циклоп и может вмерзнуть в лед или остаться на дне пересохшей лужи. Были поставлены опыты, когда циклопы сохранялись в сухом иле, пролежавшем без воды три года.
По характеру питания циклоп – хищник. Питается простейшими, коловратками, мелкими рачками, в общем, всеми, кого сможет поймать.
Циклопы могут быть промежуточными хозяевами паразитических червей (ришты, широкого лентеца и других).
Описание вида
Часто всех рачков этого семейства называют циклопами, хотя это неверно. Каждый отдельный вид имеет собственное уникальное строение. Самые крупные циклопы достигают 4,5 мм в длину, исключения хотя и встречаются, но очень редко. Обычно рост рачков составляет от 0,5 до 2 мм. Делятся они на самок и самцов, половые признаки которых хорошо выражены и заметны при ближайшем рассмотрении. Их цвет может меняться в зависимости от съеденной пищи, хотя чаще всего встречаются следующие расцветки:
- серый;
- красный;
- зелёный.
Циклопы – хищные микроорганизмы
Несмотря на крошечный размер, циклопы — хищники. Они делают неожиданный рывок, чтобы застать ничего не подозревающую жертву врасплох. Если же поймать по каким-либо причинам никого не удалось, тогда рачки питаются водорослями. Так как они сами являются пищей для обитателей пресных водоёмов, случается, что через них происходит заражение рыб и человека паразитами (посредством употребления заражённой рыбы).
Чаще всего рачки обитают в прибрежных водах озёр и рек. Иногда их можно встретить в лужах талого снега.
Эволюция симметрии
Если в самых общих чертах, то классическая история симметрии живого возникла и менялась так. Первые организмы на планете, возникшие в океане, были одноклеточными комочками, и симметрией тут даже не пахло. Общим гипотетическим предком всех многоклеточных организмов была колония одноклеточных организмов в виде шарика. Ископаемого оригинала в силу его нежного телосложения ученые пока не нашли, но есть ныне живущий его аналог — зеленая водоросль вольвокс.
Она имеет форму полого шара, стенки которого состоят из одинаковых одноклеточных водорослей. Каждая из них соединена с ближайшими соседями нитями своей и соседской протоплазмы, то есть они не просто держатся за руки друг с другом, а уже срослись в единое целое. Питаются они каждая по себе. Но уже есть специализированные клетки, заточенные на размножение, остальных, по-простому говоря, половой вопрос не колышет.
Дальше в мячике из клеток образовалась вмятина, которая росла, и в результате из шара получилось полое внутри полушарие, как половинка скорлупы грецкого ореха. По той же причине субтильности таких организмов ископаемых их прототипов нет, но есть ныне живущие и прекрасно себя чувствующие медузы, которых видели, наверное, все. Они типичный пример примитивного радиально симметричного животного.
В архейские времена все были такими. Те, что избрали сидячий (седентарный) образ жизни, заякорились на дне и в дальнейшем приобрели способность к фотосинтезу, дали начало растениям и генеральному плану их строения по типу радиальной симметрии. Те же, что занялись активным поиском пропитания, дали начало другим типам животных помимо кишечнополостных, как называют ученые тип животных, к которому принадлежат медузы.
Поиск пищи активными добытчиками определил два полюса их тела — передний и задний, по форме они стали похожи уже не на полое полушарие, а на палец перчатки: колбаска с пастью. В силу гравитации оседающие на дно приобрели брюшную (вентральную) и спинную (дорзальную) поверхности тела, потом на заднем конце прорвалась анальная пора, и дело в общем-то было сделано. Ископаемые остатки таких животных, похожих на современного слизня, палеонтологи находят в таком количестве, что даже создали их систематику, а эволюционные биологии уже давно строят теории, кто от кого среди них произошел.
Произошли от них почти все беспозвоночные животные — черви, моллюски, членистоногие (в том числе насекомые). Потом что-то произошло, и у некоторых на стадии зародыша на месте первичного рта прорывался анус, а вторичный рот возникал на противоположном, в эволюции исходно анальном, заднем конце тела. От таких вторичноротых организмов произошли все позвоночные, в том числе человек.
Впрочем, об этом лучше даже не думать, иначе рано или поздно в голову придет мысль, чем мы с точки зрения науки целуемся.
Главное заключалось в другом: раз возникли брюшная и спинная стороны тела, то по законам стереометрии у этого тела одновременно появились правая и левая стороны. В данном случае они были зеркальным отражением друг друга, потому что в плане естественного отбора никаких предпосылок отдавать предпочтение левой или правой стороне не было. Так появилась двусторонняя, билатеральная симметрия, и она характерна для всех высших животных. Есть, конечно, исключения, но из разряда тех, что подтверждают правило. Точно так же, как исключения есть и среди радиально симметричных организмов.
Биологи, правда, выделяют еще примерно полдюжины типов симметрии (анаксонная, сферическая, неопределенно полиаксонная, правильная полиаксонная, ставраксонная, монаксонная гетерополярная, скользящая симметрия, фрактальная симметрия и т. д.). Но если опустить одноклеточных простейших, то основных типов симметрии у живого на Земле всего два: радиальная и билатеральная. Первая преобладает у растений, вторая — у животных. Касается это общей формы тела. Внутренние органы, а порой и наружные — например, глаза — могут располагаться несимметрично.
