Ogólna budowa ciała i układ wodny

Szkarłupnie to zwierzęta wtórouste o nietypowej budowie. Ich ciało składa się z centralnej tarczy oraz pięciu lub więcej ramion. Nie mają głowy, a ich ciało ma stronę oralną (gębową) z otworem gębowym i stronę aboralną z otworem odbytowym.

Pokrycie ciała szkarłupni składa się z trzech warstw: nabłonka, warstwy tkanki łącznej ze szkieletem wewnętrznym zbudowanym z wapiennych płytek oraz słabo rozwiniętych mięśni z orzęsionym nabłonkiem celomatycznym.

Najbardziej charakterystyczną cechą szkarłupni jest układ wodny (ambulakralny), który umożliwia im ruch, wymianę gazową, odżywianie i odbieranie bodźców ze środowiska. Rozpoczyna się on płytką madreporową (sitową), przez którą woda dostaje się do kanału kamiennego, następnie do kanału okrężnego i kanałów promienistych prowadzących do nóżek ambulakralnych.

Czy wiesz? Szkarłupnie poruszają się dzięki hydraulicznemu mechanizmowi nóżek ambulakralnych - zwiększenie ciśnienia wody w nóżce powoduje jej wydłużenie, a przyssawka przytwierdza ją do podłoża. Zmniejszenie ciśnienia skraca nóżkę, podciągając ciało zwierzęcia!

Układy pokarmowy, oddechowy i transportu

Układ pokarmowy szkarłupni składa się z jelita przedniego (z przełykiem i żołądkiem), jelita środkowego i tylnego zakończonego odbytem. Każda grupa szkarłupni ma swoje preferencje żywieniowe - liliowce odżywiają się planktonem, a rozgwiazdy są drapieżnikami, które potrafią wynicować żołądek na zewnątrz ciała i trawić ofiarę poza organizmem!

Szkarłupnie nie mają typowego układu oddechowego. U liliowców funkcję oddechową pełnią nóżki ambulakralne, u jeżowców, wężowideł i rozgwiazd występują dodatkowo skrzela powłokowe, a strzykwy mają specjalne płuca wodne.

Transport substancji odbywa się za pomocą układu krwionośnego (hemalnego) i wodnego. Układ krwionośny jest otwarty i nie posiada serca. Płyn w układzie hemalnym gromadzi się przez przenikanie substancji odżywczych przez ściany przewodu pokarmowego.

Uwaga! Układ nerwowy szkarłupni cechuje się symetrią promienistą i słabym zorganizowaniem - składa się z pierścienia i odchodzących od niego promieniście pni nerwowych. Mimo prostej budowy, niektóre gatunki mają fotoreceptory i statocysty!

Wydalanie i rozmnażanie

Szkarłupnie nie mają układu wydalniczego. W procesie wydalania uczestniczą amebocyty (komórki ameboidalne), które znajdują się w płynie wypełniającym jamę ciała. Wychwytują one i gromadzą zbędne produkty przemiany materii, a gdy są już całkowicie wypełnione, zwierzę wydala je przez układ wodny.

Nie mają zdolności osmoregulacji, dlatego żyją wyłącznie w morzach o stałym i wysokim zasoleniu. Jest to jeden z powodów, dlaczego nie spotykamy ich w wodach słodkich.

Szkarłupnie to zwierzęta rozdzielnopłciowe rozmnażające się płciowo. Ich gonady mają postać woreczków, z których gamety uwalniane są do wody. Zapłodnienie jest zewnętrzne. Rozwój jest złożony - larwy mają symetrię dwuboczną (w przeciwieństwie do dorosłych form), są wolno żyjące, a po pewnym czasie opadają na dno i przeobrażają się w postać dorosłą.

Fascynujące! Rozgwiazdy i wężowidła mają niezwykłe zdolności regeneracyjne - potrafią odtworzyć brakujące części ciała, a nawet rozmnażać się wegetatywnie przez podział!

Różnorodność szkarłupni

Liliowce są osiadłymi zwierzętami o kształcie kielicha, na którego brzegu znajduje się pięć ramion (pojedynczych lub rozgałęzionych). Kielich osadzony jest na łodyżce przytwierdzającej je do podłoża.

Rozgwiazdy mają wyraźną tarczę centralną i grube ramiona (najczęściej pięć). Poruszają się za pomocą nóżek ambulakralnych i mają świetne zdolności regeneracyjne - z odciętego ramienia może wyrosnąć nowy osobnik!

Wężowidła wyróżniają się małą tarczą centralną i cienkimi, wyraźnie odgraniczonymi ramionami. Są bardzo ruchliwe dzięki szybkim ruchom ramion. Nie mają otworu odbytowego.

Jeżowce mają kuliste ciało pokryte ruchomymi kolcami. Ich szkielet wewnętrzny tworzy zwartą puszkę z przylegających do siebie płytek. Posiadają unikalny aparat szczękowy zwany latarnią Arystotelesa.

Strzykwy mają obłe, dwubocznie symetryczne ciało. Z przodu znajduje się otwór gębowy otoczony wieńcem czułków. Potrafią regenerować narządy wewnętrzne, które w sytuacji zagrożenia wyrzucają przez otwór odbytowy!

Pomyśl! Dlaczego szkarłupnie uznaje się za zwierzęta evolutycjnie bliskie strunowcom, mimo tak różnego wyglądu? Wskazówka: zwróć uwagę na ich rozwój embrionalny i cechy larw.

Cechy i znaczenie szkarłupni

Szkarłupnie to zwierzęta nietypowe, posiadające mieszankę cech charakterystycznych dla różnych grup. Cechy właściwe tylko dla szkarłupni to układ wodny i szkielet wewnętrzny zbudowany z płytek wapiennych. Cechy wspólne z bezkręgowcami to brak cefalizacji i centralizacji układu nerwowego. Cechy wspólne ze strunowcami to bruzdkowanie równoległe i wtórny otwór gębowy.

Symetria promienista dorosłych szkarłupni jest cechą wtórną, nie pierwotną. Wiemy to, ponieważ ich larwy mają symetrię dwuboczną, a spokrewnione ze szkarłupniami strunowce i półstrunowce również cechuje symetria dwuboczna. To wskazuje, że przodkowie szkarłupni byli dwubocznie symetryczni.

Szkarłupnie mają duże znaczenie w środowisku morskim i dla człowieka:

• stanowią pożywienie dla wielu zwierząt morskich
• przyczyniają się do oczyszczania wody
• niektóre gatunki są poławiane w celach konsumpcyjnych (np. strzykwy)
• dostarczają cennych substancji wykorzystywanych w produkcji leków

Zapamiętaj! Symetria promienista dorosłych szkarłupni to przystosowanie do ich trybu życia (zbliżonego do osiadłego), ale ewolucyjnie są bliżej zwierząt o symetrii dwubocznej - świadczy o tym symetria ich larw!