Введение

Тип колониальных водных беспозвоночных, называемых моховыми животными.

Автоматическая таксобокс
| ареал ископаемых = небольшой диапазон. Спорные находки кембрийского периода (Pywackia, Protomelission)
| ранги подразделений = классы
| подразделение = см. текст. | синонимы = Ectoprocta (Nitsche, 1869) (ранее подтип Bryozoa)
| синонимы прим. = являются типом простых водных беспозвоночных животных, почти все живущие в сидячих колониях. Обычно около длины, они имеют специальную структуру питания, называемую лофофорой – «корону» щупалец, используемую для фильтрации. Большинство морских бриозоев обитают в тропических водах, но некоторые встречаются в океанических впадинах и полярных водах. Бриозои классифицируются на морских бриозоев (Stenolaemata), пресноводных бриозоев (Phylactolaemata) и преимущественно морских бриозоев (Gymnolaemata), некоторые из которых предпочитают солоноватую воду. Известно 5869 ныне живущих видов. Изначально все представители кроновой группы Bryozoa были колониальными, но как адаптация к жизни в мезопсамме (межпространствах в морском песке) или к глубоководным местообитаниям, вторично эволюционировали одиночные формы. Одиночные виды описаны в четырех родах: Aethozooides, Aethozoon, Franzenella и Monobryozoon). Последний имеет статоцистоподобный орган с предполагаемой экскреторной функцией. Термины Polyzoa и Bryozoa были введены в 1830 и 1831 годах соответственно. Вскоре после наименования была обнаружена другая группа животных с похожим фильтрующим механизмом, поэтому она была включена в Bryozoa до 1869 года, когда было отмечено, что эти две группы сильно отличаются внутренне. Новая группа получила название "Entoprocta", а первоначальные Bryozoa были названы "Ectoprocta". Споры о терминологии сохранялись вплоть до 20-го века, но "Bryozoa" теперь является общепринятым термином. Колонии принимают различные формы, включая веера, кусты и пластины. Отдельные животные, называемые зооидами, живут по всей колонии и не являются полностью независимыми. Эти особи могут выполнять уникальные и разнообразные функции. Все колонии имеют "автозооиды", которые отвечают за питание, выделение и снабжение колонии питательными веществами через различные каналы. Некоторые классы имеют специализированные зооиды, такие как инкубаторы для оплодотворенных яиц, колониальные защитные структуры и корнеподобные прикрепляющие структуры. Cheilostomata – наиболее разнообразный отряд бриозоев, возможно, потому, что его представители имеют самый широкий спектр специализированных зооидов. Они имеют минерализованные экзоскелеты и образуют однослойные пластины, которые покрывают поверхности, а некоторые колонии могут очень медленно ползать, используя колючие защитные зооиды в качестве ног. Каждый зооид состоит из "цистиды", которая обеспечивает стенку тела и производит экзоскелет, и "полипида", который содержит органы. Зооиды не имеют специальных экскреторных органов, и полипиды автозооидов отбрасываются, когда они перегружены продуктами отходов; обычно стенка тела затем вырастает заменяющий полипид. Их кишечник имеет U-образную форму, с ртом внутри короны щупальцев и анусом снаружи. Зооиды всех пресноводных видов являются одновременными гермафродитами. Хотя у многих морских видов сначала функционируют как самцы, а затем как самки, их колонии всегда содержат комбинацию зооидов, находящихся в мужской и женской стадиях. Все виды выделяют сперму в воду. Некоторые также высвобождают яйцеклетки в воду, в то время как другие захватывают сперму своими щупальцами для внутреннего оплодотворения. У некоторых видов личинки имеют большие желтки, идут на корм и быстро оседают на поверхность. Другие производят личинок с небольшим количеством желтка, но плавают и питаются несколько дней, прежде чем осесть. После оседания все личинки претерпевают радикальную метаморфозу, которая разрушает и восстанавливает почти все внутренние ткани. Пресноводные виды также производят статобласты, которые находятся в состоянии покоя до наступления благоприятных условий, что позволяет роду колонии выжить, даже если суровые условия убивают материнскую колонию. Хищниками морских бриозоев являются морские слизни (нудибранхи), рыбы, морские ежи, пикногониды, ракообразные, клещи и морские звезды. Пресноводными бриозоями питаются улитки, насекомые и рыбы. В Таиланде многие популяции одного пресноводного вида были уничтожены интродуцированным видом улиток. Минерализованные скелеты бриозоев впервые появляются в породах раннеордовикского периода, что делает их последним крупным типом, появившимся в летописи окаменелостей. Это привело исследователей к подозрению, что бриозои возникли раньше, но изначально не были минерализованы и могли значительно отличаться от окаменелых и современных форм. В 2021 году некоторые исследования предположили, что Protomelission, род, известный из кембрийского периода, может быть примером раннего бриозоя, но последующие исследования показали, что этот таксон, возможно, представляет собой даскладовую водоросль. Ранние окаменелости в основном имеют прямостоящую форму, но инкрустирующие формы постепенно стали доминировать. Неизвестно, является ли тип монофилетическим. Эволюционные взаимоотношения бриозоев с другими типами также неясны, отчасти потому, что взгляд ученых на генеалогическое древо животных в основном определяется лучше изученными типами. Как морфологические, так и молекулярные филогенетические анализы расходятся во мнениях относительно взаимоотношений бриозоев с энтопроктами, о том, следует ли объединять бриозоев с брахиоподами и форонидами в Lophophorata, и следует ли считать бриозоев первоустными или вторичноустными.

Типы зооидов

Все бриозои колониальны, за исключением одного рода, *Monobryozoon*. Отдельные члены колонии бриозоан имеют длину около и известны как зооиды, поскольку они не являются полностью независимыми животными. Все колонии содержат питающиеся зооиды, известные как автозооиды. У некоторых групп также содержатся непитающиеся гетерозооиды, также известные как полиморфные зооиды, которые выполняют разнообразные функции, отличные от питания. Стенка тела состоит из эпидермиса, базальной пластинки (слой из неклеточного материала), соединительной ткани, мышц и мезотелия, выстилающего целомическую полость (основную полость тела). Другая основная часть тела бриозоанов, известная как полипид и расположенная почти полностью внутри цистиды, содержит нервную систему, пищеварительную систему, некоторые специализированные мышцы и пищевой аппарат или другие специализированные органы, заменяющие пищевой аппарат. Базовая форма "короны" – полный круг. У пресноводных бриозоан (Phylactolaemata) корона выглядит U-образной, но это впечатление создается глубоким вырезом на краю короны, который не имеет разрыва в бахроме щупалец. Лофофора и рот расположены на гибкой трубке, называемой "инвертом", которую можно выворачивать и втягивать в полипид, соединяя мезотелий, покрывающий кишечник, с мезотелием, выстилающим стенку тела. Стенка каждой нити состоит из мезотелия и окружает пространство, заполненное жидкостью, предположительно кровью, и они перемещаются, проталкиваясь сквозь осадок.

Авикулярия и вибракуля

Некоторые авторы используют термин avicularia (множественное число avicularium) для обозначения любого типа зооида, в котором лофофор заменен выростом, выполняющим защитную функцию, и состоящим только из стенки тела и фуникулярных нитей, пересекающих внутреннее пространство. Формы колоний сильно различаются и зависят от способа почкования, посредством которого они растут, разнообразия присутствующих зооидов, а также типа и количества выделяемого ими скелетного материала. Многие виды образуют колонии, состоящие из слоев автозооидов. Эти слои могут формировать листовидные структуры, пучки или, в роде Thalamoporella, образования, напоминающие раскрытый кочан салата. Крупные колонии инкрустирующих видов часто имеют "дымоходы" – разрывы в слое лофофоров, через которые они быстро избавляются от отфильтрованной воды, избегая повторной фильтрации уже обедненной воды. Дымоходы формируются из участков некормящих гетерозооидов. Новые дымоходы появляются на краях растущих колоний в местах с высокой скоростью потока и не меняют своего положения при изменении направления течения воды. Некоторые пресноводные виды выделяют массу желеобразного вещества диаметром до 3,8 см, к которой прикрепляются зооиды. Другие пресноводные виды имеют растительные формы с "стволами" и "ветвями", которые могут стоять вертикально или распространяться по поверхности. Некоторые виды способны перемещаться со скоростью около 2,5 см в день.

Таксономия

Филум первоначально назывался "Полизоа", но это название в конечном итоге было заменено термином Эренберга "Бриозоа". У представителей этого филума анус расположен за пределами "короны" щупальцев. После открытия энтопрокт, у которых анус находится внутри "короны" щупальцев, название "Бриозоа" было возведено до уровня филума, чтобы объединить два класса – Ectoprocta и Entoprocta. Однако в 1869 году Хинрих Ницше, по ряду причин, считал эти две группы существенно различными и предложил название "Ectoprocta" для "Бриозоа" Эренберга. Тем не менее, некоторые известные ученые продолжают рассматривать "Ectoprocta" и Entoprocta как близкородственные группы, объединяя их под названием "Бриозоа". Однако такое изменение затруднило бы поиск более ранних работ, в которых филум назывался "Бриозоа", а стремление избежать двусмысленности, при последовательном применении ко всем классификациям, потребовало бы переименования ряда других филумов и многих групп более низкого ранга. На практике зоологическая номенклатура разделяющихся или объединяющихся групп животных сложна и не всегда последовательна. В работах, опубликованных после 2000 года, для разрешения этой неоднозначности использовались различные названия, включая "Бриозоа". Некоторые авторы использовали несколько подходов в одной и той же работе. Распространенное название "моховые животные" является буквальным переводом "Бриозоа" от греческих слов βρυόν ("мох") и ζῷα ("животные"), основанным на мохообразном внешнем виде инкрустирующих видов. До 2008 года существовали "недостаточно изученные и неправильно интерпретированные типовые виды, принадлежащие к семейству Oncousoeciidae". Современные исследования и эксперименты проводились с использованием сканирующей электронной микроскопии с низким вакуумом неокрашенного материала для критического изучения и, возможно, пересмотра таксономии трех родов, принадлежащих к этому семейству, включая Oncousoecia, Microeciella и Eurystrotos. Этот метод позволяет получать данные, которые было бы трудно идентифицировать с помощью оптического микроскопа. Валидным типовым видом Oncousoecia признан Oncousoecia lobulata. Эта интерпретация стабилизирует положение Oncousoecia, определяя типовой вид, соответствующий общепринятому использованию рода. Считается, что близкородственный вид Eurystrotos из семейства Oncousoeciidae не является конспецифичным с O. lobulata, как предполагалось ранее, но обладает достаточным сходством, чтобы считаться младшим синонимом Oncousoecia. Недавно Microeciella suborbicularus также был выделен в отдельный вид от O. lobulata и O. dilatans, используя этот современный метод сканирования с низким вакуумом, с которым он ранее был ошибочно синонимизирован. Недавно также был открыт новый род Junerossia в семействе Stomachetosellidae, а также 10 относительно новых видов бриозоа, таких как Alderina flaventa, Corbulella extenuata, Puellina septemcryptica, Junerossia copiosa, Calyptotheca kapaaensis, Bryopesanser serratus, Cribellopora souleorum, Metacleidochasma verrucosa, Disporella compta и Favosipora adunca.

Традиционное мнение

Традиционное представление состоит в том, что мшанки (Bryozoa) являются монофилетической группой, в которой класс Phylactolaemata наиболее тесно связан со Stenolaemata и Ctenostomatida – классами, которые впервые появляются в палеонтологической летописи. В 2009 году другое исследование молекулярной филогенетики, использующее комбинацию генов из митохондрий и клеточного ядра, пришло к выводу, что мшанки – это монофилетический тип, то есть включают всех потомков общего предка, который сам является мшанкой. Анализ также показал, что классы Phylactolaemata, Stenolaemata и Gymnolaemata также монофилетичны, но не позволил установить, более тесно ли Stenolaemata связаны с Phylactolaemata или Gymnolaemata. Gymnolaemata традиционно делятся на мягкотелых Ctenostomatida и минерализованных Cheilostomata, однако анализ 2009 года предполагает, что ни один из этих отрядов не является монофилетическим, и что минерализованные скелеты, вероятно, эволюционировали несколько раз в пределах ранних Gymnolaemata. Связи мшанок с другими типами неопределенны и вызывают споры. Традиционная филогенетика, основанная на анатомии и развитии взрослых особей из эмбрионов, не привела к устойчивому консенсусу относительно положения эктопроктов. По мнению Рут Дьюэл, Джудит Уинстон и Фрэнка МакКинни, «Наша общепринятая интерпретация морфологии и эмбриологии мшанок – это конструкция, возникшая в результате более чем столетних попыток создать единую систему для всех беспозвоночных», и она мало учитывает некоторые специфические особенности эктопроктов.

Энтопрокты

Когда энтопрокты были обнаружены в XIX веке, они и бриозои (эктопрокты) рассматривались как классы в пределах типа Бриозои, поскольку обе группы представляли собой сидячие животные, осуществляющие фильтрационное питание с помощью венца щупалец, покрытых ресничками. Начиная с 1869 года, растущее осознание различий, включая положение анального отверстия энтопрокта внутри пищеварительной структуры и разницу в ранней схеме деления клеток в их эмбрионах, привело к тому, что ученые стали рассматривать эти две группы как отдельные типы. Брахиоподы также были отнесены к группе "Tentaculata", которая впоследствии была переименована в Lophophorata, так как все они используют лофофор для фильтрационного питания. Lophophorata обычно определяются как животные, обладающие лофофором, трехчастным целомом и U-образным кишечником. Щупальца бриозоа несут клетки с множеством ресничек, в то время как соответствующие клетки лофофоров форонид, брахиопод и птеробранхов имеют по одной ресничке на клетку; и у щупалец бриозоа отсутствует гемальный канал («кровеносный сосуд»), который присутствует у щупалец других трех типов. Анализ "совокупных данных", основанный как на морфологических признаках, так и на относительно небольшом наборе генов, привел к различным выводам, в основном поддерживающим тесную связь между лофофоратами и Lophotrochozoa. Исследование последовательности митохондриальной ДНК предполагает, что бриозои могут быть связаны с Chaetognatha.

Кормление и выведение

Большинство видов — фильтраторы, которые просеивают из воды мелкие частицы, в основном фитопланктон (микроскопические плавающие растения). У некоторых видов первая часть желудка формирует мускулистую глотку, выстланную хитиновыми зубами, которые раздавливают панцирных добычей, таких как диатомовые водоросли. Волнообразные перистальтические сокращения продвигают пищу по желудку для переваривания. Последний отдел желудка выстлан ресничками (микроскопическими волосками), которые сжимают непереваренные твердые остатки, которые затем проходят через кишечник и выводятся через анальное отверстие. Различные группы бриозоев используют различные способы для обмена питательными веществами и кислородом между зооидами: у одних имеются довольно крупные разрывы в стенках тела, обеспечивающие свободную циркуляцию целомической жидкости; у других — фуникулы (внутренние «маленькие канатики»). Развивающийся эмбрион полагается на желток яйца, внезародышевое питание (матротрофия) или и то, и другое. У ктеностомов мать предоставляет камеру для развития оплодотворенных яиц, а ее полипид распадается, обеспечивая эмбрион питательными веществами. Стенолематы производят специализированные зооиды, служащие камерами для развития, и их яйца делятся внутри них, образуя до 100 идентичных эмбрионов. Дробление яйцеклеток бриозоев бирадиальное, то есть ранние стадии двусторонне-симметричны. Неизвестно, как формируется целома, поскольку метаморфоз из личинки во взрослую особь разрушает все внутренние ткани личинки. У многих животных бластопор — отверстие на поверхности раннего эмбриона — проникает внутрь, формируя кишечник. Однако у бриозоев бластопор закрывается, и новое отверстие развивается, образуя рот. Виды, вынашивающие эмбрионы, формируют личинок, питающихся большим желтком, не имеющих кишечника и не питающихся, и такие личинки быстро прикрепляются к поверхности. Когда условия улучшаются, створки раковины расходятся, и клетки внутри развиваются в зооид, который пытается сформировать новую колонию. Plumatella emarginata производит как «сесобласты», позволяющие линии контролировать хорошую территорию, даже если трудные времена уничтожают родительские колонии, так и «плавающие» бласты, распространяющиеся на новые участки. Новые колонии Plumatella repens производят в основном «сесобласты», в то время как зрелые переходят на «плавающие».

Местные обитания и распространение

Большинство морских видов обитают в тропических водах на глубинах менее чем [указать глубину, если она есть в контексте]. Однако некоторые из них были обнаружены в глубоководных желобах, особенно вокруг холодных просачиваний, а другие – вблизи полюсов. Подавляющее большинство бриозоев ведут сидячий образ жизни. Как правило, сидячие бриозои обитают на твердых субстратах, таких как камни, песок или раковины. В мелководных морях наиболее распространены осевшие формы, но прямостоячие формы становятся более обычными с увеличением глубины. Колонии вида Alcyonidium disciforme, имеющие форму диска и также ведущие свободноживущий образ жизни, обитают на илистом дне в Арктике и способны захватывать поглощенные песчинки, потенциально используя песок в качестве балласта, чтобы перевернуться обратно после опрокидывания. Некоторые виды бриозоев способны образовывать бриолиты – сферические свободноживущие колонии, растущие во всех направлениях по мере перекатывания по морскому дну. В 2014 году было сообщено, что бриозоан Fenestrulina rugula стал доминирующим видом в некоторых районах Антарктиды. Глобальное потепление усилило скорость размыва, вызванного айсбергами, и этот вид особенно хорошо колонизирует размытые участки. Филактолаемы обитают во всех типах пресноводных сред – озерах и прудах, реках и ручьях, а также в эстуариях. Некоторые ктеностомы обитают исключительно в пресной воде, в то время как другие предпочитают солоноватую воду, но могут выживать в пресной.

Взаимодействие с негуманными организмами

Морские виды широко распространены на коралловых рифах, но редко составляют значительную долю общей биомассы. В умеренных водах скелеты мертвых колоний формируют важный компонент гравийных отложений, а живые организмы обильно встречаются в этих районах. Другие хищники морских бриозоев включают рыб, морских ежей, пикногонидов, ракообразных, клещей и морских звезд. В целом, морские иглокожие и моллюски поедают большие массы зооидов, выгрызая куски колоний и разрушая их минерализованные "домики", в то время как большинство артроподных хищников питаются отдельными зооидами. В пресных водах бриозои являются одними из важнейших фильтраторов, наряду с губками и мидиями. Пресноводные бриозои подвергаются нападению множества хищников, включая улиток, насекомых и рыб. В Таиланде интродуцированный вид Pomacea canaliculata (золотая яблочная улитка), обычно являющийся разрушительным травоядным, уничтожил популяции филактоламат, где бы он ни появился. P. canaliculata также охотится на обычный пресноводный гимналомат, но с менее губительными последствиями. Местные улитки не питаются бриозоями. Некоторые виды из семейства Zancleidae (гидроиды) находятся в симбиотических отношениях с бриозоями, некоторые из которых полезны для гидроид, а другие – паразитические. У некоторых из этих гидроид наблюдаются изменения в форме, например, уменьшение щупалец или обрастание корней бриозоями. Бриозоан Alcyonidium nodosum защищает брюхоногую улитку Burnupena papyracea от хищничества мощного и прожорливого лангуста Jasus lalandii. Хотя раковины улиток, покрытые бриозоями, прочнее, чем без такого усиления, химическая защита, вырабатываемая бриозоями, вероятно, является более значимым сдерживающим фактором. В Банк-д'Аргин у берегов Мавритании вид Acanthodesia commensale, обычно растущий на гравии и твердом субстрате, сформировал факультативную симбиотическую связь с крабами-отшельниками вида Pseudopagurus cf. granulimanus, в результате чего образовались структуры размером с яйцо, известные как бриолиты. Колонии бриозоев, формирующиеся на основе пустой раковины гастропода, образуют многослойную скелетную корку, создающую сферические наросты и расширяющую жилую камеру краба-отшельника посредством геликоспирального трубчатого роста. Некоторые виды филактоламат служат промежуточными хозяевами для группы миксозоев, которые также вызывают пролиферативную болезнь почек, часто смертельную для лососевых рыб, и серьезно сократили популяции диких рыб в Европе и Северной Америке. Морские бриозои часто ответственны за обрастание корпусов судов, доков и пристаней, а также морских сооружений. Они одни из первых колонизаторов новых или недавно очищенных конструкций. Пресноводные виды иногда доставляют неудобства в водопроводных трубах, оборудовании для очистки питьевой воды, очистных сооружениях и охлаждающих трубах электростанций. Из морского бриозоана Bugula neritina можно извлечь группу химических веществ, называемых бриостатинами. В 2001 году фармацевтическая компания GPC Biotech лицензировала бриостатин 1 в Университете штата Аризона для коммерческой разработки в качестве средства для лечения рака. GPC Biotech прекратила разработку в 2003 году, заявив, что бриостатин 1 показал небольшую эффективность и некоторые токсические побочные эффекты. В январе 2008 года в Национальные институты здравоохранения США было представлено клиническое исследование для оценки безопасности и эффективности бриостатина 1 при лечении болезни Альцгеймера. Однако к концу декабря 2008 года, когда исследование должно было быть завершено, участники не были набраны. Более поздние исследования показывают, что он оказывает положительное влияние на когнитивные функции у пациентов с болезнью Альцгеймера с небольшим количеством побочных эффектов. Для извлечения грамма бриостатина необходимо переработать около тонны бриозоев. В результате были разработаны синтетические эквиваленты, которые проще в производстве и, по-видимому, по крайней мере столь же эффективны.