Strongylocentrotus droebachiensis широко известен как зеленый морской еж из-за его характерного зеленого цвета. Не путать с Psammechinus miliaris, поскольку его также часто называют зеленым морским ежом. Он обычно встречается в северных водах по всему миру, включая Тихий и Атлантический океаны, до 81 градуса северной широтыи на юге до штата Мэн [1] (в США) и Англии. Средний размер взрослой особи составляет около 50 мм (2 дюйма), но зарегистрирован диаметр 87 мм (3,4 дюйма). Зеленый морской еж предпочитает есть морские водоросли, но поедает и другие организмы. Их едят различные хищники, в том числе морские звезды , крабы, крупная рыба, млекопитающие, птицы и люди. Видовое название «droebachiensis» происходит от названия города Дрёбак в Норвегии. [2]
Strongylocentrotus droebachiensis встречается на каменистом субстрате в приливной зоне и на глубине до 1150 метров (3770 футов). Он использует свой сильный фонарь Аристотеля, чтобы зарыться в скалу, а затем может расширить свое жилище с помощью шипов. Обычно этот морской еж может покинуть свою нору в поисках пищи, а затем вернуться, но иногда он создает нору, которая становится больше по мере углубления, так что отверстие слишком мало для S. droebachiensis, чтобы выбраться наружу. S. droebachiensis является эвригалинным видом и может выжить в водах с низкой соленостью. Это позволяет ему процветать на юге Пьюджет-Саунда . Акклиматизация и размер являются важными факторами, поскольку более крупные особи имеют меньшее соотношение площади поверхности к объему и могут выдерживать повышенное осмотическое напряжение. [3]
Strongylocentrotus droebachiensis имеет форму слегка сплюснутого шара (дорсовентрально). Оральная сторона упирается в субстрат, а аборальная сторона (сторона с анусом) расположена в противоположном направлении. Он имеет пентамерную симметрию, которая видна в пяти парных рядах подиумов (ножек-трубочек), идущих от ануса ко рту. Размер рассчитывается как диаметр теста (тело без шипов). Это относительно быстро растущий морской еж, и его возраст обычно можно определить по размеру: один год на каждые 10 мм. [4]
Шипы Strongylocentrotus droebachiensis используются для защиты и передвижения и не считаются ядовитыми. Шипы прикрепляются к небольшим бугоркам на тесте, где они удерживаются на месте мышцами, образующими шаровидный сустав . Они круглые, сужающиеся к концу, с веерообразно расположенными снаружи ребрами из карбоната кальция . Обычно самые длинные шипы находятся по периферийному краю животного. Если сломать, шипы регенерируют, а если полностью оторвать, бугорок снова рассосется, чтобы соответствовать медленно растущему шипу.
Трубчатые ножки — это структура, которая помогает Strongylocentrotus droebachiensis прикрепляться к субстрату для стабилизации или передвижения, а также для перемещения рыхлых частиц пищи в рот. Ножки трубки довольно гибкие и могут выходить за пределы длины шипов, достигая субстрата или прикрепляясь к частицам, плавающим в воде. Они выходят из пяти пар строк через тестовую структуру.
Ножки-трубки S. droebachiensis на самом деле состоят из двух частей: ампулы и подиума. Ампула представляет собой полую луковицеобразную структуру, которая поднимает ножку трубки над скелетными пластинками, окружающими латеральный канал. Подии отходят от ампулы и содержат мышечную присоску, используемую для прикрепления. Движение ножки трубки зависит от гидравлического давления водно -сосудистой системы и индивидуальной активности мышц. Когда ампула сокращается, она выталкивает жидкость в подиум, который удлиняется. Как только подиум прикрепляется к субстрату, продольные мышцы подиума сжимаются, вытесняя эту жидкость обратно в ампулу, заставляя подиум сжиматься и подтягивать тело в этом направлении или пищу ближе ко рту. Ножки-трубки, которые были оторваны от морского ежа, выброшенного морем, быстро восстанавливаются.
Иглокожие классов Asteroidea ( морские звезды ) и Echinoidea ( морские ежи / песчаные доллары ) имеют три маленькие щипцевидные челюсти, поддерживаемые известковым стеблем, называемым педицелляриями , у основания шипов на теле. Они обладают способностью реагировать на внешние раздражители отдельно от основной нервной системы . Исторически педицеллярии считались паразитами или личинками морского ежа, а теперь принято считать, что педицеллярии на самом деле являются частью живого существа. Мышцы, управляющие ими, находятся вне теста, а потому должны получать питательные вещества из другого источника: возможно, у них развилась способность поглощать питательные вещества непосредственно из окружающей воды.
Педицеллярии используются морскими ежами для предотвращения скопления детрита на теле или для сбора водорослей в качестве защиты от высушивающего действия солнечного света. Их зажимающие челюсти можно даже использовать для защиты от возможных хищников, а некоторые из них даже ядовиты для S. droebachiensis. Если к шипам слегка прикоснуться, они сходятся в сторону давления, а если сильно надавить, то они раздвигаются, так что педицеллярии могут ущипнуть незваного гостя. Один из четырех основных типов педицеллярий S. droebachiensis на самом деле ядовит и может использоваться для защиты или для паралича мелкой рыбы (хотя этот вид предпочитает водоросли, он ловит и поедает рыбу в качестве дополнительного питания).
Двадцать изогнутых пластинок, или косточек , слиты вместе, образуя жесткий панцирь или экзоскелет . Они изготовлены из карбоната кальция и имеют два ряда отверстий для прохождения ножек трубки. Если тест треснул или были удалены куски, карбонат кальция будет медленно заполнять оставшиеся пробелы, пока тест не станет полным и твердым.
Водная сосудистая система представляет собой серию каналов, по которым движется жидкость, помогая приводить в движение подиумы морского ежа. Жидкость, заполняющая водную сосудистую систему, похожа на морскую воду, но также содержит свободно перемещающиеся клетки и органические соединения, такие как белки, и высокую концентрацию ионов калия по сравнению с окружающей морской водой. Эта жидкость перемещается по системе с помощью ресничек, которые выстилают внутреннюю часть канала и помогают жидкости двигаться в желаемом направлении.
В строении водной сосудистой системы имеется несколько известковых частей до перехода в подиумы. Первый называется мадрепорит . Это скелетная пластинка, или сито, открывающееся в водную сосудистую систему, расположенное на аборальной поверхности. Прямо под мадрепоритом находится чашеобразное углубление, называемое ампулой. Затем каменный канал переносит жидкость в центральный диск ежа. Наконец, пять латеральных каналов проходят вдоль внутренней части раковины и сходятся на аборальном полюсе. На всем этом расстоянии ножки трубки выходят из латерального канала через тест наружу из эпидермиса морского ежа.
Strongylocentrotus droebachiensis питается с помощью специального придатка, называемого фонарем Аристотеля, который соскребает или разрывает пищу на удобоваримые кусочки. Эта структура состоит из пяти известковых выдвижных зубов, которые управляются сложной мышечной структурой. Морской еж ползет по еде и использует фонарь Аристотеля, чтобы разрывать и пережевывать ее куски. Если пища попадает на аборальную поверхность или захватывается педицелляриями, то она переносится через подии в рот и пожирается таким же образом.
Пищеварительная система начинается с фонаря Аристотеля, где пища попадает в тело морского ежа. Пищевод простирается ото рта через центр фонаря Аристотеля, где соединяется с кишечником. Кишечник состоит из маленьких пучков, которые прикрепляются к внутренней части теста, вращаясь против часовой стрелки вокруг фонаря Аристотеля. Как только кишечник возвращается в себя, он сгибается вдвое и меняет направление на второе по часовой стрелке. Пищеварительные ферменты вырабатываются стенками кишечника, и расщепление пищи почти полностью происходит внеклеточно. Из кишечника остатки пищи выходят из кишечника в короткую прямую кишку и наружу через задний проход. S. droebachiensis приобретает свой зеленый цвет из-за пигментов растительной пищи.
В нервной системе морских ежей шипы, подии и педицеллярии действуют как сенсоры. Круговое нервное кольцо окружает пищевод, а радиальные нервы проходят внутрь тестя параллельно боковым каналам водной сосудистой системы. Сенсорные нейроны эпидермиса могут обнаруживать прикосновение, химические вещества и свет и обычно связаны с педицелляриями или шипами.
Морские ежи раздельнополы , то есть содержат мужские или женские репродуктивные органы. Они содержат пять гонад, спрятанных под тестом. Они расположены близко к анусу и защищены половыми пластинками. Одна из этих пластин перфорирована и также выполняет роль мадрепорита. Все морские ежи одновременно выпускают яйца или сперму прямо в толщу воды , чтобы обеспечить оплодотворение. Непонятно, что заставляет S. droebachiensis выделять сперму или яйца, но это может быть связано с температурой, поскольку они обычно размножаются ранней весной.
После оплодотворения гамета растет путем митоза и в конечном итоге превращается в личинку, способную к простому плаванию, называемую иглобрюхой. Метаморфоза от личинки до радиально-симметричной взрослой особи чрезвычайно сложна, и здесь включены лишь некоторые из наиболее основных деталей. Личинка подплывает к соответствующему субстрату, где прикрепляется обычно «левой и правой» сторонами личинки, становясь сторонами «рота и ануса». [5] Эмбриональные отверстия для рта и ануса полностью исчезают, и в правильном положении создаются новые. Кольцевой канал имеет радиальные расширения, превращающиеся в латеральные каналы. На этом этапе развития морской еж переходит к донной жизни.
Улитки семейств Melanellidae и Stiliferidae живут на поверхности панциря и в качестве защиты приклеивают собственные яйца к основанию шипов.
S. droebachiensis питается водорослями, предпочитая такие виды, как Sargassum muticum и Mazzaella japonica , Saccharina latissima , Ulva и Chondracanthus exasperatus . [6]
В прибрежных районах Новой Шотландии болезнь, известная как парамебиаз, может вызывать массовую смертность S. droebachiensis и оказывать серьезное влияние на численность. [7] Парамебиаз вызывается протистом Paramoeba Inventens , который является членом таксона Amoebozoa . [8] Массовая смертность тесно связана с температурой воды (порог ~12°C), но считается, что штормы могут играть роль в занесении амебы в восприимчивые популяции. [9]
Зеленый еж съедобен, и известно, что его ели коренные народы Нью -Брансуика по археологическим находкам. [10] Инуиты с островов Белчер собирают и едят его круглый год . [11]
Его также собирают на экспорт, в частности, в Ньюфаундленде и Лабрадоре , Исландии и Норвегии . Во Франции еж часто встречается на Плато фруктовых морей .
Такие шеф-повара, как Рене Редзепи, использовали его в изысканных блюдах в сыром и вяленом виде. [12]
Зеленого ежа ловят разными способами.
В Исландии, Брейдафьордур , его ловят на глубине от 8 до 30 метров. Рыболовство регулируется. [13]
В Норвегии небольшие количества рыбы вылавливают вручную фридайверы и аквалангисты. Промысел не регулируется, а зеленый морской еж считается вредителем норвежских вод, пожирающим леса водорослей . [14] Зеленого морского ежа нечасто можно встретить к югу от Хитры , и популяция ежей перемещается на север по мере повышения температуры воды. [15]
В Канаде ( Ньюфаундленд и Лабрадор и Британская Колумбия ) лов рыбы осуществляется аквалангистами в рамках регулируемого рыболовства. [16]
В США правила различаются в зависимости от штата. В штате Мэн его ловят тралом и ловят с аквалангом в зависимости от конкретного места. Пик сезона в штате Мэн приходится на сентябрь-март. Рыболовство регулируется. [17] В штате Вашингтон его ловят дайверы в рамках регулируемого рыболовства. [18]