Rozgwiazdy (Asteroidea)

Stworzenia przypominające gwiazdy na nieboskłonie. Zamieszkują dna i brzegi morskie, i choć wydają się bardzo statyczne, mogą ku naszemu zdumieniu bardzo szybko przemieszczać się. Bogactwo kolorów i rozmiarów w obrębie gromady pokazuje, że są to zwierzęta posiadające duże umiejętności przystosowawcze, potrafiące przetrwać we wszystkich szerokościach geograficznych.

Klasyfikacja

• Królestwo: zwierzęta
• Nadtyp: wtórouste
• Typ: szkarłupnie
• Gromada: rozgwiazdy

W obrębie gromady sklasyfikowano 7 rzędów występujących współcześnie i 2 wymarłe:

• Brisingida
• Rozgwiadokształtne (Forcipulatida)
• Notomyotida
• Paxillosida
• Gwiazdnice (Spinulosida)
• Valvatida
• Velatida
• Calliasterellidae (wymarłe)
• Trichasteropsida (wymarłe)

Występowanie

Rozgwiazdy żyją w wodzie słonej, nie znajdziemy ich więc w żadnym zbiorniku słodkowodnym. Spotyka się je we wszystkich oceanach świata, a siedliska obejmują tropikalne rejony słonych wód: rafy koralowe, skaliste brzegi, baseny pływowe, trawy morskie, lasy wodorostów, piaszczyste lub błotniste dna na głębokościach do 6000 metrów. Największa różnorodność rozgwiazd widoczna jest na obszarach przybrzeżnych.

Charakterystyka

Budowa

Większość przedstawicieli gromady posiada po 5 ramion ułożonych promieniście od centralnej tarczy ciała. Liczba ta zmienia się jednak w zależności od grupy; gatunek Luidia ciliaris dysponuje 7 ramionami, przedstawiciele rodziny Solasteridae mają po 10-15 ramion, a antarktyczny gatunek Labidiaster annulatus może ich mieć nawet 50. Niektóre gatunki wyglądają natomiast jak pięciobok, bowiem ramiona nie są wyraźnie wyodrębnione. Rozgwiazdy posiadają jamę gębową na spodzie ciała, a odbyt na wierzchniej części tarczy centralnej.

Zwierzęta te charakteryzują się dużą różnorodnością kolorystyczną; spotkać można zarówno jednolicie ubarwione, jak i piękne, wielobarwne osobniki.

Pokrywa ciała

Ciało pokryte jest cienkim, jednowarstwowym naskórkiem, pod którym znajduje się gruba warstwa skóry właściwej utworzona z tkanki łącznej. Pod skórą właściwą uformowały się komórki mioepitelialne (komórki nabłonkowo-mięśniowe), zawierające kurczliwe włókienka białkowe.

Endoszkielet

W skórze właściwej zawarty jest endoszkielet z węglanu wapnia. Konstrukcja ta wygląda jak mikroskopijny plaster miodu, choć niektóre płyty mogą mieć kształt granulek, brodawek lub kolców, większość jednak to płaskie płytki. Niektóre z tych struktur są wyspecjalizowanym układem mikrootworów filtrujących wpływającą wodę. Twory w kształcie szczypiec lub pazurów usuwają zanieczyszczenia z powierzchni ciała, gnąc się jak łodygi w reakcji na bodźce fizyczne i chemiczne. Występują one u przedstawicieli rzędów Forcipulatida i Valvatida.

U niektórych gatunków są one formą samoobrony, u innych pomagają w żerowaniu lub usuwaniu obcych organizmów z powierzchni ciała. Gatunki takie jak Labidiaster annulatus, Novodinia antillensis czy Rathbunaster californicus wykorzystują swoje “pazury” do chwytania skorupiaków i małych ryb. Płyty przekształcone w grudki to cienkościenne występy jam ciała, które wychodzą poza ciało zwierzęcia, rozciągając się w wodzie – pełnią one funkcję układu oddechowego. Specjalny układ płyt i włókien kolagenowych w szczelinach ciała umożliwiają natomiast łatwe zginanie ramion i szybkie ich sztywnienie w sytuacji zagrożenia.

Układ wodny

Zwany też układem ambulakralnym, składa się z sieci kanałów wypełnionych wodą, zakończony jest tzw. nóżkami ambulakralnymi. Dzięki działaniu tego systemu zwierzę może się poruszać, manipulować żywnością, przylegać do powierzchni i dokonywać wymiany gazowej.

Woda dostaje się do układu poprzez płyty madreporowe umieszczone na powierzchni ciała. Płyty te są natomiast połączone specjalnymi kanałami wyłożonymi rzęskami. Kiedy komórki pełniące funkcję mięśni kurczą się, woda w owych kanałach zostaje zamknięta, napierając na płyty madeporowe. Te natomiast rozciągają się w kontakcie z podłożem. Choć kanały nożne wyglądają jak przyssawki, nie zasysają podłoża, ale tworzą coś na kształt kleju. Kiedy woda zostaje uwolniona z kanałów, rozgwiazda może odkleić się od danego obiektu lub podłoża.

Niektóre wieloramienne gatunki poruszają się stosunkowo szybko, np. rozgwiazda olbrzymia (Pycnopodia helianthoides), u której kilka ramion odpycha ciało, a reszta chwyta się podłoża. Zasadniczo większość tych szkarłupni porusza się raczej szybko, np. Dermasterias imbricata pokonuje 15 cm w 1 minutę. Rozgwiazdy z rodzajów Astropecten i Luidia dysponują długimi ramionami wyposażonymi w małe “kolce”, nie “przyssawki”, dlatego mogą wręcz ślizgać się po dnie oceanu, a Luidia foliolata przemieszcza się z prędkością 2,5 m/min.

Niezależnie jednak od rodzaju owych płyt madreporowych, nóżki ambulakralne pełnią również funkcję skrzeli. System kanałów transportuje tlen i dwutlenek węgla, dokonując wymiany gazowej. Wymiana gazowa odbywa się również za pośrednictwem skrzeli skórnych, będących niewielkimi wybrzuszeniami na powierzchni ramion i tarczy centralnej.

Zmysły

Choć rozgwiazdy nie posiadają dobrze rozwiniętych narządów zmysłów są wrażliwe na dotyk, temperaturę, stan otaczającej wody, światło i mają orientację w terenie.

Za dotyk odpowiadają nóżki ambulakralne i struktury skóry właściwej (szczypcowate wyrostki, kolce). Nóżki ambulakralne wykrywają również związki chemiczne, aby umożliwić zwierzęciu namierzenie źródła zapachu, np. żywności.

Na końcach ramion istnieją oczka, każde złożone z 80-200 przyoczek. Składają się z komórek nabłonkowych reagujących na światło; pokrywa je gruba, przezroczysta warstwa ochronna, skupiająca promienie słoneczne. Rozgwiazdy dysponują również fotoreceptorami ulokowanymi w innych częściach ciała – one również reagują na światło.

Rozgwiazdy nie posiadają scentralizowanego mózgu, ale ich system nerwowy jest skomplikowany. Wokół otworu gębowego występują liczna połączenia nerwowe biegnące wzdłuż kanałów wodnych. Obwodowy układ nerwowy składa się z dwóch sieci nerwowych: systemu sensorycznego w naskórku i układu ruchu w jamach ciała; neurony przechodzące przez skórę łączą obydwa systemy. Mimo to rozgwiazdy nie mają zdolności planowania swych działań – jeśli jedno ramię wyczuje atrakcyjny zapach, staje się to bodziec dominujący a ramię chwilowo manipuluje całym ciałem, kierując nim w stronę zdobyczy. Mechanizm tego zjawiska nie został jednak w pełni poznany.

Dieta i trawienie

Większość gatunków przejawia drapieżnictwo, żywią się bowiem gąbkami, małżami, ślimakami i innymi małymi zwierzętami. Niektóre rozgwiazdy są natomiast detrytusożercami – organizmami żywiącymi się mieszanką rozkładających się szczątków roślin i zwierząt, ich odchodów oraz bakterii je rozkładających. Korona cierniowa (Acanthaster planci) natomiast pożera polipy koralowe, a rozgwiazda różowa (Pisaster brevispinus) z zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej potrafi wykopać małża z miękkiego dna oceanicznego swoimi nóżkami ambulakralnymi.

Jelita rozgwiazdy zajmują większość powierzchni tarczy centralnej, nachodząc nieco na ramiona. Na spodzie ciała widoczne są usta otoczone specjalną membraną zamykającą się dzięki zwieraczowi. Pokarm dostarczony do ust przechodzi przez krótki przełyk aż do żołądka.

Prymitywne rozgwiazdy, takie jak Liudia i Astropecten połykają zdobycz w całości, trawiąc ją w żołądku, a części niestrawne (np. pancerze skorupiaków) zostają zwrócone. Na wpół strawiony pokarm trafia do dalszych odcinków układu pokarmowego, gdzie zachodzi dalszy proces trawienia i wchłanianie substancji odżywczych. U bardziej zaawansowanych gatunków żołądek może zostać wynicowany (wywinięty) poza ciało by pochłaniać i trawić pokarm.

Głównym produktem przemiany materii jest amoniak, jednak rozgwiazdy nie posiadają odrębnych organów wydalniczych. W związku z tym zbędne substancje usuwają poprzez nóżki ambulakralne i wyrostki na ciele, będące zakończeniem skrzeli skórnych. Niektóre substancje wydalane są przez odźwiernik żołądka.

Rozmnażanie

U większości gatunków rozgwiazd występuje rozdzielność płciowa. Choć na ogół nie widać różnic w wyglądzie płci, ani tym bardziej organów płciowych, widoczny dymorfizm objawia się w okresie rozrodczym. Niektóre gatunki to hermafrodyci produkujący zarówno komórki jajowe, jak i plemniki, inne przejawiają tzw. dichogamię – życie rozpoczynają jako samce, ale z biegiem czasu zmieniają się w samice. Przykładem tego zjawiska są rozgwiazdy z rodzaju Asterina. U gatunku Nepanthia belcheri duże samice dokonują fragmentacji (podziału), a każdy jej oddzielny kawałek zmienia się w młode samce. Kiedy męskie potomstwo dojrzewa, znów zmienia płeć na żeńską.

Każde ramię zawiera w sobie dwie gonady uwalniające gamety poprzez otwory zlokalizowane w tarczy centralnej między ramionami. Zapłodnienie przebiega zewnętrznie lub wewnętrznie, w zależności od gatunku. U większości z nich komórki jajowe i plemniki uwalniane są do wody, zarodki i larwy stają się natomiast częścią planktonu, ale u paru gatunków jaja są przytwierdzane do skał.

Czasem samice inkubują zapłodnione jaja, otulając je swym ciałem lub trzymając w specjalnie do tego przystosowanych strukturach organizmu. U gatunków uskuteczniających wylęg jaja są dosyć duże, na ogół również wykluwają się z nich miniaturowe rozgwiazdy (stadium larwalne zostało u nich pominięte). Inkubowanie jaj jest najbardziej powszechne u gatunków polarnych i głębinowych, żyjących w warunkach niekorzystnych dla rozwoju larw. W topikach natomiast stadium to jest powszechne ze względu na dostęp do pożywienia i ciepłą wodę.

Tarło odbywa się o każdej porze roku, ale dany gatunek ma swój własny sezon rozrodczy. Tarło rozpoczynać się może od wysyłania feromonów mających za zadanie zachęcić inne osobniki do uwalniania gamet. Niektóre gatunki rozgwiazd łączą się w pary; zachowanie to nazywa się pseudokopulacją. Samiec wchodzi na samicę; kiedy ta uwalnia komórki jajowe, on uwalnia plemniki.

Rozmnażanie bezpłciowe

Kilka gatunków rozgwiazd potrafi rozmnażać się bezpłciowo, za pomocą wspomnianej już fragmentacji oraz autotomii (samooddzielanie się). Bezpłciowo mogą rozmnażać się również niektóre larwy jeszcze przed osiągnięciem dojrzałości. Z reguły robią to właśnie poprzez autotomię lub pączkowanie.

Rozwój larw

W tym stadium rozgwiazda wyposażona jest w prajelito oraz pragębę, która z czasem przeobrazi się w odbyt lub otwór gębowy. Na ciele pojawiają się rzęski, które co raz bardziej się powiększają, z czasem formując się w twory przypominające ramiona. Służą one do poruszania się i zdobywania pożywienia – fitoplanktonu. To stadium larwalne nosi nazwę bipinnaria i charakteryzuje się występowaniem dwóch zamkniętych pierścieniowo rzęsek.

Kolejny etap rozwoju larwy to tzw. brachiolaria. W tym czasie u młodej rozgwiazdy pojawiają się dodatkowe trzy krótkie ramiona. W obu stadiach larwa jest dwubocznie symetryczna.

W pełni rozwinięta larwa w stadium drugim opada na dno morskie, wtedy też dochodzi do całkowitego przeobrażenia w postać dorosłą. Dochodzi do całkowitego przegrupowania komórek ciała. Na miejsce rzęsek pojawiają się ramiona, sama rozgwiazda jednak jest bardzo mała, osiąga bowiem ok. 1 mm średnicy.

U rozgwiazd z rzędu Paxillosida nie występuje drugie stadium larwalne (brachiolaria). W stadium pierwszym (bipinnaria) rozgwiazda opada na dno morskie i rozwija się bezpośrednio do miniaturowej postaci dorosłej.

Znaczenie dla ekosystemu

W morskim świecie rozgwiazdy są gatunkami kluczowymi. Ich stosunkowo duże rozmiary, różnorodność diety i umiejętność dostosowywania się do rozmaitych środowisk sprawia, że zwierzęta te są bardzo ważnym elementem ekosystemów.

W stosunku do rozgwiazd terminu „gatunek kluczowy” użyto w roku 1966, dla opisania gatunku Pisaster ochraceus. Ustalono, że zmniejszenie populacji tego zwierzęcia miało kolosalny wpływ na ekosystem wybrzeża stanu Waszyngton. Eksperymentalne usunięcie tego drapieżnika spowodowało wzrost populacji małż z rodzaju Mytilus. Skutkiem tego było zmniejszenie przestrzeni i zasobów dla innych zwierząt. Okazało się zatem, że rozgwiazda utrzymywała równowagę i różnorodność gatunkową w tamtejszych wodach.

Największa rozgwiazda

Największym przedstawicielem tych szkarłupni jest rozgwiazda olbrzymia (Pycnopodia helianthoide), osiągająca maksymalnie 100 cm rozpiętości ramion, których może mieć 16-24.

Najmniejsza rozgwiazda

Najmniejszą rozgwiazdą jest Parvulastra parvivipara, która osiąga zaledwie 0,5-1 cm rozpiętości ramion. Gatunek ten dysponuje 5 kończynami.

Najcięższa rozgwiazda

Najcięższym przedstawicielem gromady jest 5-ramienna rozgwiazda Thromidia gigas, osiągająca 13 kg masy.

Szczegółowe dane i wymiary

Rozgwiazdy (Asteroidea)

• Rozpiętość ramion: 0,5-100 cm
• Liczba ramion: 5-50
• Waga: do 13 kg
• Długość życia: 10-34 lata

Rozgwiazdy – ciekawostki

• Na świecie żyje 1781 gatunków rozgwiazd.
• Pierwsze skamieniałości należące do rozgwiazdy pochodzą z kambru (ok 541-485 mln lat temu).
• Niektóre gatunki potrafią zregenerować utracone ramię. Może ono odrastać przez kilka miesięcy, a nawet lat, w tym czasie zwierzę jest podatne na zakażenia. Oddzielenie ramienia od ciała odbywa się poprzez fragmentację w celach reprodukcyjnych, na skutek ataku drapieżnika lub w akcie obrony przez owym atakiem.
• Wszystkie rozgwiazdy żyją w wodach słonych. Może być to spowodowane faktem, że nie dysponują one systemem osmoregulacji – nie potrafią utrzymywać swych płynów ustrojowych na takim samym poziomie stężenia jak otaczająca woda.
• Korona cierniowa (Acanthaster planci) uznawana jest za szkodnika raf koralowych – w Australii jest ona jednym z największych zagrożeń Wielkiej Rafy Barierowej.
• Gatunek Asterias amurensis jest uznawany za jeden ze stu najbardziej inwazyjnych gatunków świata.
• Rozgwiazdy są rzadko wykorzystywane jako przysmak dla ludzi, ponieważ większość ich tarczy centralnej stanowi kościsty szkielet. Ponadto wiele gatunków jest trujących lub po prostu niesmacznych.
• Rozgwiazdy mogą być mylone z przedstawicielami odrębnej gromady szkarłupni – wężowidłami (Ophiuroidea). Ta druga gromada charakteryzuje się węższymi, wyraźnie oddzielonymi od tarczy centralnej ramionami, które nie łączą się ze sobą u nasady.

Polecamy

• Morskie
• Ryby
• Mięczaki