Общая характеристика. К подклассу фораминифер (лат. foramen, род. foraminis - отверстие, дыра, fero - носить) относится большая группа саркодовых, насчитывающих до 20 000 современных и ископаемых видов, цитоплазма которых заключена в органическую, агглютинированную или известковую раковину. Псевдоподии фораминифер состоят из тонких, разветвленных, корневидных, соединяющихся между собой (анастомозирующих) нитей, выходящих из раковины либо только через устье, либо через устье и каналы, пронизывающие стенку раковины. Фораминиферы в большинстве своем морские бентосные или планктонные, свободноживущие или прикрепленные формы. Небольшая часть фораминифер приспособилась к жизни в солоноватоводных бассейнах и лишь немногие известны в пресных водоемах. В ископаемом состоянии известны начиная с кембрия.
Строение тела. Цитоплазма фораминифер обычно бесцветная, иногда окрашена в розовый, оранжевый или желтый цвета. Эктоплазма, довольно однородная по структуре, осуществляет обмен веществ с внешней средой и служит местом образования псевдоподий. Под электронным микроскопом псевдоподии представляют собой пучок волоконец разного диаметра; каждое волоконце окружено оболочкой. Способность псевдоподий вытягиваться и втягиваться основана на свойстве цитоплазмы изменять свое агрегатное состояние, переходя из жидкого состояния (золь) в вязкое (гель). Псевдоподии, не связанные с субстратом, разветвляются, соединяются перемычками и образуют своеобразную ловчую сеть, в которую попадают личинки, различные микроорганизмы и органический детрит (рис. 26). Переваривание пищи нередко происходит вне раковины.
Строение раковины. Подавляющее число фораминифер имеет раковину, и лишь у небольшой части цитоплазма окружена утолщенной эластичной органической оболочкой - мембраной. Раковина может быть относительно простой или достигать большой сложности (рис. 27). Ее размеры колеблются от 0,02 до 110-120 мм. Стенка раковины может быть органической, агглютинированной и известковой. Наиболее низкоорганизованные фораминиферы (аллогромииды) имеют стенку, состоящую из тектина, представляющего комбинацию протеинов и углеводов. У многих фораминифер в тектиновую стенку включены посторонние частицы разного минерального и химического состава: зерна кварца, различных тяжелых минералов, карбонатов, пластинки слюды, спикулы губок, органический детрит (обломки спикул губок, раковинки иных фораминифер, скелеты радиолярий, обломки раковин моллюсков) и другой "строительный материал".
При этом фораминиферы обычно так же, как и раковинные амебы, "заглатывают" во внутрь этот "строительный материал". Через некоторое время протоплазма разбухает и "строительный материал" выталкивается на поверхность, где цементируется тектином, карбонатом кальция, окислами или карбонатом железа.
Таким образом, возникают агглютинированные раковины.
Раньше предполагалось, что в редких случаях цементом у некоторых фораминифер мог быть кремнезем. Однако у современных фораминифер наличие кремневого цемента пока не установлено. Многие исследователи считают, что наблюдаемый у ряда ископаемых фораминифер кремневый скелет является вторичным и развился в процессе фоссилизации по карбонату кальция. Неясным остается также вопрос, откуда берется железистый цемент, обладают ли фораминиферы способностью выделять железо из цитоплазмы или оно привносится извне в виде обломков железистых минералов. Цитоплазма некоторых фораминифер обладает своеобразной избирательной способностью - для постройки скелета она "выбирает" материал только определенного размера, цвета и даже состава, например только зерна кварца или спикулы кремневых губок, или листочки слюды. Но чаще всего используется всякий подходящий обломочный материал, рассеянный на дне водоема. Цемент и агглютинированные частицы входят в состав раковины в разной пропорции: у одних форм частицы плотно прилегают друг к другу, у других они разделены участками цемента, иногда цемент полностью преобладает. Микроструктура стенки агглютинирующих фораминифер изучена недостаточно. У многих имеется внутренняя органическая выстилка.
Большинство фораминифер имеет секреционную известковую раковину, стенка которой состоит из тектиновой основы, пропитанной минеральными солями; важную роль здесь играет углекислый кальций (кальцит или арагонит) с различным количеством примеси углекислого магния (до 18%) и фосфата кальция и магния. Стенка известковых раковин по своему строению довольно разнообразна. Существует три основных типа микроструктур стенки: микрогранулярный, фарфоровидный и гиалиновый (стекловидный). В последнее время выделен еще криптокристаллический. Употребляемые названия "фарфоровидный" и "стекловидный" не очень подходящие, так как они отражают не специфику самой микроструктуры, а общий облик стенки, но эти названия общеприняты и пока существуют в литературе.
Микрогранулярный тип стенки наблюдается у палеозойских эндотирид, фузулинид и у некоторых мезокайнозойских отрядов; он характеризуется наличием зерен микрозернистого кальцита размером от 1 до 5 мк, отсутствием цемента и непостоянной примесью агглютинированных частиц. Раковина с таким типом микроструктуры стенки не имеет скульптуры, дополнительных скелетных образований; внутренний скелет представлен в виде выростов стенки. Поверхность раковины тусклая, светлого или серовато-желтого цвета.
Фарфоровидный тип стенки отличается беспорядочным расположением кристаллов и их кристаллографических осей; кристаллы имеют различную форму, их размеры от 0,5 до 5 мк. В отраженном свете стенка белая, фарфоровидная, иногда блестящая. Стенка раковины содержит органическую основу. Этот тип стенки характерен для отряда милиолид.
Стекловидный, или гиалиновый, тип разделяется на два подтипа: стекловато-зернистый и стекловато-радиальный. У первого подтипа кристаллы кальцита или арагонита однообразной округлой или угловатой формы, плотно прилегают друг к другу; размеры кристаллов 0,5-10 мк; оптические оси ориентированы беспорядочно или с преобладанием определенной ориентировки с осью С под углом к поверхности стенки. У стекловато-радиального подтипа кристаллы кальцита или арагонита сильно удлиненные, расположены в основном перпендикулярно к поверхности стенки; так же расположена оптическая ось С.
Криптокристаллический тип микроструктуры стенки характерен для палеозойских фораминифер; стенка состоит из кристаллов кальцита с нечеткими границами.
Нередко в процессе фоссилизации секреционных известковых раковин возникают вторичные микроструктуры, связанные с процессами перекристаллизации. В одних случаях происходит укрупнение кристаллов, в других - распадение удлиненных кристаллов на мелкие субизометрические зерна.
Макроструктуру стенки раковины образуют морфологически обособленные слои, внутрикамерные выстилки, вторичные слои на внешней поверхности раковины и на поверхности септ.
Первичная стенка раковины может быть однослойной либо состоящей из двух или нескольких слоев. Первично-однослойные стенки развиты преимущественно у представителей с фарфоровидной микроструктурой, а также у многих агглютинированных и тектиновых раковин. У фораминифер со стекловидной и с микрогранулярной структурой развиты как однослойные, так и многослойные стенки; у многослойной стенки отдельные слои разделены тонкими прослоями органического вещества; слои, слагающие стенки, обычно отличаются друг от друга особенностями строения. Для некоторых групп (фузулиниды) эти слои имеют специальные названия: первичная стенка называется протекой; она состоит из наружного тонкого слоя - тектума и основного внутреннего слоя, носящего, различные названия. У швагерин он имеет ячеистое строение и назван кериотекой (см. рис. 39). У стекловатых многослойных раковин трехслойную первичную стенку предложено называть биламеллярной, поскольку первично в ней различали внутренний и наружный (или основной) слои.
Стенка раковины изнутри бывает выстлана тонкой органической пленкой. На внешней поверхности раковины и на внутренних оборотах развиты вторичные слои стенок раковины; они образуются после формирования новой камеры в виде последующих наслоений на наружной или внутренней стороне ранее образовавшейся стенки (их называют иногда слоями нарастания, или утолщения, или вторично-многослойными).
В простейшем случае при образовании новой камеры вся открытая часть раковины перекрывается новым раковинным веществом и ее старая часть значительно утолщается (рис. 28), в то время как вновь образованная септа и все предшествующие септы остаются однослойными (рис. 28, 1); такой тип строения наблюдается у нодозариид, булиминид и простейших семейств роталиид. Во втором случае при образовании новой камеры раковинное вещество перекрывает всю открытую часть раковины и налегает на предшествующую септу таким образом, что она становится двойной, а вновь образованная апертурная септа остается однослойной (рис. 28, 3). У подобных двойных септ в полостях, остающихся между двумя слоями, развивается система септальных каналов. Такой тип двойных септ с системой внутрисептальных каналов характерен для отряда роталиид и получил название роталоидных септ. В третьем случае вновь образованная камера с конечной апертурной септой является первично-двойной и по способу образования напоминает первый случай (рис. 28, 2). Подобные двойные септы, также снабженные системой каналов, характерны для раковин некоторых групп отрядов булиминид и нуммулитид (орбитоиды).
Пористость стенки. У многих фораминифер наблюдается пористая стенка. Поры могут быть простыми и сложными. Простые поры представлены цилиндрическими канальцами диаметром 0,2-0,5 мк; сложные поры характеризуются объединением мелких поровых канальцев в более крупные (кериотекальная пористость у фузулинид).
У некоторых мезокайнозойских фораминифер наблюдается альвеолярное строение стенки, образованной различными выростами, составляющими дополнительные внутрикамерные скелетные образования. Все поровые каналы обычно покрыты органической выстилкой. Форма и частота пор на раковине в последние годы интенсивно изучаются с применением электронного сканирующего микроскопа.
Форма раковины. Раковина фораминифер может быть одно-, двух- и многокамерной (рис. 29). При непрерывном росте образуется раковина, не разделенная на камеры; такая раковина называется однокамерной. В простейшем случае однокамерная раковина имеет форму шара или колбы, с одним устьем (Saccammina, Lagena) или с несколькими отверстиями (Astrorhiza). Она может быть агглютинированной или известковой. При усиленном нарастании вдоль устьевого края возникает раковина в форме трубки, открытой с одной стороны или с обеих.
Рис. 29. Схема строения раковин фораминифер: 1 - однокамерная; 2 - двухкамерная; 3-5 - многокамерные: 3 - однорядная, 4 - спирально-плоскостная: 4а - сбоку, 4б - со стороны устья, 5 - спирально-коническая: 5а - с дорзальной стороны, 5б - со стороны устья, 5в - с вентральной стороны; АА - ось навивания, Д 1 - большой диаметр, Д 2 - малый диаметр, к - кнль, рр - плоскость симметрии, с - септальные швы, сп - септальная поверхность, сш - спиральный шов, Т - толщина раковины, у - устье
Двухкамерные раковины состоят из шаровидной начальной камеры и второй, длинной, неразделенной, трубчатой, отделенной от первой одной перегородкой. Вторая камера может быть прямой или разветвленной, или завитой в неправильную клубковидную, плоскую или коническую спираль.
Раковина, у которой внутренняя полость разделена перегородками, или септами, на камеры, называется многокамерной (рис. 29, 3-5). Возникновение многокамерности связано с изменением характера роста цитоплазмы и раковины. Рост из постоянного становится периодическим, причем периоды усиленного роста отделяются Друг от друга периодами покоя. Каждому периоду роста отвечает образование новой камеры, которая, как правило, бывает больше предыдущей; форма и расположение новой камеры и апертурной септы, отделяющей вновь образованную камеру от внешней среды, зависят от физико-химических свойств цитоплазмы, от величины краевых углов, образуемых расходящимися псевдоподиями со стенками предшествующей камеры, и от характера поверхности последней. Возникновение периодичности роста имело большое значение в развитии фораминифер, так как освобождало, их от необходимости непрерывно строить раковину. Следы такой периодичности можно уже наблюдать на некоторых одно- и двухкамерных трубчатых раковинах, несущих легкие пережимы.
Наиболее простой формой многокамерной раковины можно считать одноосную или однорядную, когда каждая последующая камера, имея форму шара как наиболее выгодную, обладающую наибольшим объемом при наименьшей поверхности, наращивается над предыдущей. Но у таких однорядных форм довольно велика опасность излома, особенно в местах пережимов, поэтому совершенствование формы приводит к тому, что новая камера охватывает своей основной частью часть предыдущей камеры, как бы надвигаясь на нее.
Другим способом укрепления раковины служит ее закручивание в спираль. Наиболее примитивным типом будет неправильно-клубковидный, при котором обороты навиваются беспорядочно в нескольких направлениях. При упорядочивании такого навивания возникают плектогирные раковины или раковины милиолинового типа. В первом случае ось навивания последующего оборота отклоняется, на некоторый угол от положения оси предыдущего оборота. Во втором случае камеры образуют спирально-свернутый клубок, располагаясь в нескольких взаимно пересекающихся плоскостях. Это объясняется тем, что направление оси навивания изменяется с ростом раковины на определенный угол. Длина каждой камеры составляет обычно половину оборота. У одних форм камеры отстоят друг от друга на 144° и располагаются в пяти плоскостях (Quinqueloculina), пересекающихся под углом 72° (см. рис. 42), у других камеры расположены в трех плоскостях (Triloculina), взаимно пересекающихся под углом 120°, и, наконец, у третьих, каждая камера расположена от предшествующей на 180° (Pyrgo, или Biloculina).
Спирально-плоскостной тип рассматривается как видоизмененный одноосный, у которого главная ось спирально завивается в одной плоскости. Линии соприкосновения смежных оборотов спирали раковины называются спиральными швами. Воображаемая прямая линия, вокруг которой происходит навивание оборотов раковины, носит название оси навивания. По оси навивания у спирально-плоскостных измеряется толщина раковины. Перпендикулярно к оси навивания через начальную камеру проводится диаметр, раковины. Сечение раковины перпендикулярное диаметру является экваториальным. С экваториальным сечением совпадает плоскость симметрии. Форма спирально-плоскостных раковин разнообразна и зависит от диаметра и толщины (см. рис. 41, 3). При диаметре, значительно превышающем толщину, раковина имеет дисковидную или чечевицеобразную форму. При диаметре, почти равном толщине, раковина приобретает шаровидную форму. При толщине, значительно превышающей диаметр, возникает веретеновидная форма. Если при рассмотрении спиральной раковины сбоку видны все обороты, она называется эволютной (см. рис. 35, 1), Если последний оборот охватывает все предыдущие обороты, то раковина называется инволютной (см. рис. 48, 5). Между этими двумя крайними типами строения имеется большое число форм, занимающих промежуточное положение (полуэволютные и полуинволютные).
Степень возрастания оборотов бывает различна. У большинства спирально-плоскостных раковин возрастание оборотов происходит постепенно, но у некоторых форм обороты возрастают очень быстро и раковина приобретает вид "рога изобилия" или даже становится веерообразной. Иногда быстрое возрастание оборотов может приводить к смыканию противоположных концов веера и к возникновению циклического типа раковины. У циклических раковин камеры расположены по концентрическим окружностям в одной плоскости (см. рис. 49).
При спирально-коническом типе (роталиевый) камеры располагаются по улитковидной, или трохоидной, спирали (рис. 29, 5). Сторону, отвечающую основанию конуса, где виден обычно только последний оборот, принято называть вентральной, или брюшной. Сторона, отвечающая вершине конуса, где видны все обороты, называется дорсальной, или спинной. Спиральный шов отделяет друг от друга спиральные обороты.
Спирально-винтовой тип раковин отличается тем, что высота нарастания камер происходит по высокой спирали, которая значительно превосходит диаметр основания (см. рис. 37). Обычно у таких раковин спиральное расположение камер выглядит как двух-, трех- или многорядное расположение камер и поэтому для них чаще употребляются названия двухрядные, трехрядные или многорядные раковины. У прикрепленных фораминифер раковина приобретает древовидную или неправильно разветвленную форму (см. рис. 34, 4).
Форма камер отличается большим разнообразием. Различают камеры: шаровидные, овальные, трубчатые, циклические, радиально удлиненные, угловатые (конические, ромбовидные, усеченно-конические), валикообразные.
Однако рассмотренными выше основными типами строения раковин не исчерпывается все многообразие их форм.
Гетероморфизм. Нередко в процессе индивидуального развития (онтогенеза) происходит изменение типа строения раковины, что приводит ее к гетероморфному строению. Например, начальная раковина может быть спирально-плоскостной, следующий отдел может состоять из двух редко расположенных камер и конечный отдел может быть однорядным. Такая раковина называется триморфной. Если раковина сочетает всего два типа строения, то она биморфна (см. рис. 37, 2б, в), и, наконец, если она однотипна по своему строению, то ее называют мономорфной. Наиболее резко гетероморфное строение раковины бывает выражено у микросферических особей (шизонтов).
Апертура, или устье. Отверстие, при помощи которого цитоплазма сообщается с внешней средой, расположенное в конце однокамерной или в последней септе многокамерной раковины, носит название устья, или апертуры. Последняя септа образует септальную, или устьевую, поверхность. При образовании новой камеры устье предыдущей камеры становится отверстием, соединяющим соседние камеры. Это отверстие называется фораменом (отверстие, дыра); отсюда весь подкласс получил название фораминиферы. Устье (рис. 30) расположено в центре, эксцентрично или в основании апертурной перегородки; оно может быть простым, т. е. состоять из одного отверстия разнообразной формы: округлой, овальной, щелевидной, крестообразной, ветвистой, радиально-лучистой. Сложное устье состоит из нескольких отверстий. Наиболее распространенным типом сложного устья является ситовидное устье, состоящее из многочисленных мелких отверстий. У многих фораминифер строение устья осложняется дополнительными образованиями, к числу которых относятся особые выросты, называемые зубными пластинками, или зубами. Они имеют важное таксономическое значение и служат, по-видимому, для укрепления края раковины и прикрепления пучка выходящих псевдоподий.
Кроме основного устья для выхода эктоплазмы наружу служат различные отверстия, имеющиеся в раковине. К их числу относятся тонкие каналы, пронизывающие стенку некоторых агглютинированных и известковистых микрозернистых и радиально-лучистых раковин; дополнительные устья расположены в разных местах: вдоль периферического края, вдоль шва и т. д.
Система каналов. У наиболее высоко организованных фораминифер (роталииды, нуммулитиды) имеется система каналов внутри раковины (рис. 31). Основными элементами этой системы являются спиральный и межсептальный каналы. Спиральный канал связан с брюшной лопастью каждой из камер; от него отходят межсептальные каналы, расположенные в полостях двойных септ и открывающиеся тонкими порами в швах. У некоторых роталиид система каналов очень сложна: наблюдается не один, а два спиральных канала, от которых отходят пупочные и межсептальные каналы.
Рис. 31. Система каналов у роталиид: 1а - вид с вентральной стороны; 1б - внутренний слепок по продольному сечению; вк - внутрисептальный канал, к - камеры, ск - спиральный канал, у - устье, у" - устье спирального канала
Дополнительный скелет. К дополнительному скелету относятся те образования, которые усложняют строение раковины и септ. Они могут быть внутренними и наружными. К внутренним образованиям относятся известковые отложения, расположенные у эндотирид и фузулинид по краям экваториального устья (хоматы) или по бокам дополнительных устьев (парахоматы), или прерывисто только около септ (псевдохоматы). К ним относятся также столбики конической формы нуммулитид, пронизывающие раковину. На поверхности оборотов они имеют вид бугорков - гранул и служат для укрепления раковины.
К числу наружных дополнительных скелетных образований относятся различные скульптурные элементы в виде ребрышек, ячеек, килей, бугорков, игл, шипов и различных выростов на раковине.
У некоторых фораминифер, имеющих спиральную раковину, пупочная область бывает закрыта своеобразной втулкой или диском, состоящим из стекловатого кальцита; нередко этот диск бывает пронизан канальцами, связанными с внутренней системой каналов. У многих раковин планктонных фораминифер имеются тонкие длинные иглы, значительно увеличивающие их общую поверхность и облегчающие парение в толще воды.
Размножение и развитие. У фораминифер наблюдается сложный жизненный цикл развития (рис. 32), сопровождаемый чередованием бесполого и полового поколений. При половом размножении на каком-то этапе развития у особи, достигшей взрослого состояния, ядро делится на огромное число (тысячи) частиц, вокруг которых обособляется небольшая частица цитоплазмы. Таким путем возникают одноядерные клетки, снабженные двумя жгутами. Это половые клетки, или гаметы. По своему строению они совершенно одинаковы и благодаря жгутикам обладают подвижностью. После слияния двух гамет (оплодотворение), обычно происходящих от разных особей, возникает оплодотворенная клетка - зигота, имеющая диплоидный набор хромосом. Вокруг зиготы выделяется первая (эмбриональная) известковая камера. От нее, у многокамерных фораминифер, образуется вторая, третья и т. д. камеры. Зигота дает начало микросферическому поколению, или шизонту. Шизонт (форма В) сравнительно долгое время остается одноядерным, но с диплоидным набором хромосом. Затем на каком-то этапе роста происходит редукционное деление и ядро становится гаплоидным (с одинарным набором хромосом). При достижении шизонтом взрослого состояния ядро делится последовательно несколько раз и шизонт временно становится многоядерным; образуются десятки, а иногда свыше сотни маленьких ядер, вокруг которых обособляется цитоплазма. В этом случае возникают так называемые "эмбрионы", или амебовидные зародыши. Вокруг каждого "эмбриона" образуется довольно крупная эмбриональная камера. "Эмбрионы" покидают материнскую раковину и переходят к самостоятельному существованию. Этот процесс представляет собой бесполое размножение. Возникшие особи постепенно растут, строят новые камеры и дают макросферическое поколение, получившее название гамонтов (форма А).
Рис. 32. Схема чередования поколений у фораминифер: а - микросферическая форма (шизонт В) с дочерними "эмбрионами"; б, б" - мегасферические формы (гамонты А 1 , А 2); г - гамета с гаплоидным (п) набором хромосом, з - зигота с диплоидным (2п) набором хромосом, рр - редукционное деление, э - дочерние "эмбрионы"
Изучение онтогенеза фораминифер показало, что обычно наблюдается закономерное чередование гамонтов и шизонтов. Но иногда это закономерное чередование нарушается, за одним шизонтом (форма В) следует два поколения гамонтов (формы А 1 , А 2). В одних случаях гамонты почти не отличимы или несколько отличаются по размерам, - в других - гамонты крупнее шизонтов и обладают большим числом камер, в третьих - гамонты и шизонты отличаются по размерам начальных камер. У макросферических особей начальная камера обычно крупных размеров, раковина сравнительно небольшая и число камер меньше, чем у микросферических особей. Последние отличаются маленькими размерами начальных камер, сравнительно большой раковиной и общим большим числом камер. Явление, связанное с образованием у фораминифер двух типов строения раковины, получило название диморфизма. Изучение диморфизма (или триморфизма) важно не только с точки зрения систематики, но и для изучения происхождения и родственных связей между фораминиферами. При этом более важное значение имеют особи, возникшие в результате полового процесса и более полно отражающие онтогенетическое развитие.
Основы систематики и классификации. Важное значение для систематики фораминифер имеют строение и состав стенки раковины, строение цитоплазмы и ядра, особенности чередования поколений и другие признаки. На этом основании Д. М. Раузер-Черноусова и А. В. Фурсенко (1959) выделили 13 отрядов. Американские исследователи А. Леблик и Е. Таппан (1964) предложили разделять отряд фораминифер на пять подотрядов. В соответствии с принятым в учебнике рангом фораминифер в качестве подкласса эти подотряды подняты до уровня надотрядов. Подкласс фораминифер на основании строения стенки раковины разделен на пять надотрядов: Allogromioidea, Textularioidea, Fusulinoidea, Miliolidoidea, Rotalioidea.
солей, либо состоят в основном из различного постороннего материала заимствованного из окружающей среды. В последнем случае выделяемые протоплазмой вещества служат лишь цементом, скрепляющим посторонние частицы. Соответственно различают раковины секреционные и агглютинированные (от лат. agglutinare - склеивать).Общим для всех фораминифер является наличие хитинсидной или псевдохитиновой основы их раковин. Псевдохитин - особое органическое вещество, продукт выделения эктоплазмы. Из псевдохитина состоят скелетные образования многих простейших животных, в том числе не известные в ископаемом состоянии раковины фораминифер из отряда Allogromiida.
С. Аверинцев (Аverinzew, 1903) указывает, что тектин - так называет он псевдохитин, в отличие от хитина членистоногих, растворим в минеральных кислотах средней крепости (например в 10-15% соляной кислоте), а также и в щелочах. Милонов реактив окрашивает органическое вещество раковин фораминифер в бледный (благодаря тонкости окрашиваемого объекта) желтовато-красный цвет. По Догелю (1951), псевдохитин - гликопротеид, т. е. комбинация протеина с углеводом, тогда как хитин - вещество, близкое к углеводам.
Скелеты из псевдохитина (хитиноидные) сохраняются в ископаемом состоянии еще реже хитиновых. Хитиноидные скелеты фораминифер, а также их агглютинированные раковины с псевдохитиновым цементом были выделены из нерастворимого в соляной кислоте остатка некоторых известняков ордовика и силура Прибалтики (Eisenack, 1932, 1937, 1954).
Секреционные минерального состава раковины всегда, по-видимому, имеют псевдохитиновую основу, пропитанную минеральными солями; в ископаемом состоянии эта основа не сохраняется. Неорганическими веществами, пропитывающими псевдохитиновую основу, могут быть углекислая известь, обычно в форме кальцита, иногда с довольно значительной примесью углекислого магния и фосфата кальция и магния, либо, в очень редких случаях,- кремнезем. В состав цемента агглютинированных раковин могут входить те же соединения, а также в виде более или менее значительной,примеси - сидерит, переходящий в ископаемом состоянии раковин нередко в лимонит. В других случаях водная окись железа входит, по-видимому, в состав раковины еще в прижизненном состоянии фораминифер.
Цемент у многих агглютинированных форм, возможно, и не имеет псевдохитиновой основы, равно как и столбики, грануляции, шипы, натеки и т. п. раковин различных известковых форм. В таких случаях углекислая известь является, по-видимому, лишь продуктом выделения протоплазмы, облекающей собственно раковину или проникающей в имеющиеся в этой последней пустоты.
С переходом раковин в ископаемое состояние часто происходит перекристаллизация и замещение минеральных составных частей скелета.
В состав агглютинированных раковин могут входить посторонние частицы самого различного характера. В большинстве случаев это минеральные частицы: зерна кварца, полевых шпатов, чешуйки слюды, подчас известковые частицы и т. п. Иногда это фрагменты скелета различных других организмов, особенно иглы (спикулы) губок, раковины других видов фораминифер. Так, например, некоторые гипераммины, обитающие в современных морях на поверхности глобигеринового ила, строят свои скелеты из пустых, падающих на дно моря после смерти животного раковин глобигерин. В состав раковины одного из видов рода Ammobaculites из верхнеюрских отложений Поволжья, наряду с многочисленными и разнообразными минеральными частицами, входят отдельные известковые раковины псевдоламаркин. Раковины Clavulina cyclostomata Galloway et Мопеу, по данным Субботиной, могут быть нацело образованы мелкими раковинками Gumbelina (рис).
Относительное количество агглютинированных частиц и связующего их цемента у различных видов заметно варьирует. В одних случаях агглютинированные частицы соприкасаются одна с другой подобно камням хорошо сложенной мостовой; у других форм, наоборот, цемент может даже преобладать над посторонними частицами, образующими в таких случаях более или менее часто расположенные вкрапленники. Между этими крайними случаями имеются всевозможные переходы. Показателен в этом отношении морфологический ряд форм, приведенный А. Вудом (Wood, 1949). Так, например, у Clavulina cylindrica Hantken многочисленные различного типа обломки связаны тонкозернистым, известковым цементом. У Vulvulina capreolus Orbigny относительное количество цемента более значительно, а у Ammocibicides proteus Earland и Amm. Pontoni Earland его еще больше; в последних двух случаях цемент уже явно преобладает, агглютинированные же зерна маленькие, не совсем равновеликие и с неровными краями. У Gaudryina pupoides Orbigny (в понимании этого вида Брэди) стенка сложена только лишь мелкими частицами углекислой извести, напоминающими образующие цемент частицы у вышеперечисленных форм. Можно предполагать, что у Gaudryina pupoides, а также у имеющих сходную структуру стенки Verneuilina pygmaea (Egger) и ископаемых Dictyoconus, Coskinolina и Yaberinella агглютинация полностью замещена секреционным выделением кальцитовых зерен. Сходные отношения, когда и цемент в конечном счете становится в составе раковин преобладающим, отмечаются и в ряде других групп (Аmmоdisсidа, Endоthуridа).
Химический состав агглютинированных раковин
| Виды фораминифер | SiO 2 | (Fe, Al) 2 O 3 | CaCO 3 |
| Rhabdammina abysscrum G. О. Sars. | 88,3 | 7,4 | 4,0 |
| Hyperammina elongala H. B. Brady | 92,5 | 2,0 | 4,1 |
| Haplophragmoides latidorsatus (Bornemann) | 76,1 | 16,3 | 7,3 |
| Cyclammina cancellala H. B. Brady | 84,8 | 9,4 | 5,5 |
Значительное содержание кремнезема должно быть отнесено за счет агглютинированных кварцевых песчинок.
Необходимо отметить, что фораминиферы с агглютинированными раковинами обладают известной избирательной способностью по отношению к характеру частиц, идущих на построение скелета.
Природа избирательной способности остается до настоящего времени невыясненной. Несомненно, она связана с физика-химическими особенностями протоплазмы. С изменениями условий обитания характер избирательной способности тоже может изменяться, и состав раковины одного и того же вида оказывается в таком случае неодинаковым. По данным Д. Слама (Slama, 1954), один из видов рода Ammobaculites, обитающий на илистом грунте (в солоноватоводном озере Пончартрен близ Нового Орлеана), строит свою раковину из очень мелких частиц неопределенной формы в соответствии с характером субстрата. В условиях культуры, на субстрате из песчинок 1/4 - 1/8 мм данный вид использовал этот материал, несмотря на то что отдельные песчинки занимали подчас всю поверхность отдельной камеры раковины. При добавлении к субстрату порошка карборунда, фораминиферы использовали и этот новый материал, причем зерна карборунда вклинивались между крупными песчинками.
Секреционные известковые раковины в подавляющем большинстве случаев состоят из кальцита и, как показали рентгеноскопические исследования, а также применение реакции Мейгена, в виде редких исключений - из арагонита (Hagn, 1953; Troelsen, 1954; Todd and Blackmon, 1956). Наличие арагонитовой раковины - родовой признак, связь которого с условиями внешней среды установить пока не удалось. Раковины смешанного кальцит-арагонитового состава у фораминифер не известны.
Химический состав секреционных известковых раковин
| Виды фораминифер | СаСО 3 | MgCO 3 | (Fe, Аl) 2 O 3 | SiO 2 |
| Orbitolites marginalis Lamarck | 89,01 | 10,55 | 0,13 | 0,31 |
| Quinqueloculin aauberiana Orbigny | 90,11 | 9,33 | 0,56 | |
| Globigerina bulloides Orbigny | 93,14 | 0,57 | 1,72 | 1,57 |
| Globorotalia menardii (Orbigny) | 77,02 | 3,67 | 3,98 | 15,33 |
| Amphistegina lessoni Orbingy | 93,60 | 4,8 | 1,4 | 0,2 |
По данным И. Вальтера (Walther, 1893-1894), количество МgСО 3 у Orbitolites complanata Lamarck может достигать 12,5%, а у миоценовой Nubecularia novorossica Karrer et Sinzov 26% (в последнем случае, возможно, за счет вторичного обогащения магнием при фоссилизации. А. Ф.).
Стенки известковых раковин могут быть либо видимо бесструктурными, либо зернистыми, либо обладать тонкослоистым, волокнистым или лучистым сложением. У некоторых фораминифер тонкое сложение (микротекстура) стенки раковины обнаруживает, при изучении в прозрачных шлифах, значительную степень дифференцировки, например в отряде Fusulinida. Наконец, у многих фораминифер стенка раковины пронизана многочисленными поровыми каналами, расположенными более или менее равномерно и перпендикулярно поверхности.
Зернистая структура стенки в ряде случаев является безусловно вторичной. связанной с перекристаллизацией; в других случаях зернистая структура, по-видимому, первичная. Подобное предположение подтверждаетсятем, что при удовлетворительной сохранности скелета лишь один наружный слой двухслойной стенки некоторых эндотирид, текстуляриид и других оказывается зернистым, тогда как внутренний слой в то же время представляется прозрачным и лучистым или вовсе бесструктурным, стекловатым; трудно опустить, чтобы перекристаллизация всегда затрагивала лишь один из слоев. Зерниста яструктура стенки или какого-либо из ее слоев объясняется беспорядочной ориентировкой плотно прилегающих один к другому мельчайших(до 3 μ) кристаллов кальцита (Липина, 1955). Бесструктурные или радиально лучистые стенки сложены, наоборот, ориентированными в определенном направлении кристаллами. Кристаллическая природа таких раковин фораминифер хорошо выявляется в поляризованном свете (Аверинцев, 1903). Изучение целых раковин фораминифер показывает, что они ведут себя как сферокристаллы или группы их. У Globigerina bulloides Orbigny, Hastigerina, Discorbis sp. и Planorbulina mediterranensis Orbigny каждая камера ведет себя как отрицательный сферокристалл, дающий весьма правильный черный крест при наблюдении коноскопического эффекта.
При наблюдении Hastigerina в поляризованном свете оказывается, что в соответствии с вытянутостью камер крест несколько искажен, лапы креста соединены попарно темными перемычками. При изучении известковых игл Hastigerina хорошо видно, что каждая из них ведет себя как одноосный отрицательный кристалл. Раковины Orbitolites и Peneroplis при разглядывании их с широкой стороны ведут себя как оптически положительные сферокристаллы (нерезкий или едва заметный темный крест), наоборот, при введении гипсовой пластинки оптический характер хорошо выявляется. У Orbitolites можно отчетливо наблюдать, что концентрические стенки, как и стенки плоских сторон, ведут себя оптически иначе в сравнении со стенками, ориентированными радиально; последние, по крайности в тонких шлифах, ведут себя как образованные хорошо выраженными положительными одноосными кристаллами, ориентированными радиально по отношению к центру раковины; концентрические и горизонтальные стенки ведут себя как образованные такими же кристаллами, расположенными тангенциально.
Наличие прободенной или, соответственно, непрободенной раковины - один из наиболее важных систематических признаков фораминифер.
Присутствие поровых каналов, открывающихся на наружной и внутренней поверхностях стенки раковины отверстиями - порами, является признаком относительно высокой степени дифференцировки стенки (рис). Предполагается, что у большинства прободенных фораминифер протоплазма, выполняющая внутренние полости раковины, сообщается при помощи поровых каналов с той частью протоплазмы, которая облекает раковину снаружи.
Очень тонкие поровые каналы (перфорации), диаметром от нескольких десятых долей микрона до 6 μ, наблюдаются у представителей семейства Lagеnidае, Polymorphinidae, Buliminidae, Heterohelicidae и др. Более крупные перфорации, от 6 до 15 μ в диаметре, встречаются у многочисленных родов Rotaliidae, Anomalinidae и др., а также у некоторых видов Globigerina, Nonion, Bolivina, Virgulina (Wood, 1949; Le Calvez, 1953). Крупные поровые каналы наблюдаются у сравнительно специализированных форм; у относительно более примитивных фораминифер, по данным Ле Кальве, пористость, как правило, тонкая. По внешнему виду непрободенные известковые раковины фораминифер в наиболее характерных случаях напоминают фарфор или молочное стекло; это объясняется рассеянием света неодинаково ориентированными кристаллами. Прободенные же раковины при том же условии обычно более прозрачны и имеют стекловатый вид, что связано с единообразной ориентировкой кристаллических осей.
Иногда поры на одних частях раковины крупные, а на других относительно мелкие. У некоторых форм с трохоидной раковиной· поры на спинной стороне крупные, хорошо видимые при малом увеличении микроскопа; на брюшной же стороне настолько мелки, что при том же увеличении неразличимы. У фузулинид, помимо частых равномерно расположенных тонких пор, иногда с трудом различимых под микроскопом, наблюдаются подчас редкие, значительно более крупные поры, неравномерно рассеянные на перегородках, - септальные поры. У представителей рода Peneroplis и некоторых других прободенной оказывается лишь одна начальная камера, что иногда рассматривается как указание на происхождение пенероплид от прободенных форм. Возможно, однако, что в данном случае имеет место возникновение нового прогрессивного признака на ранней стадии индивидуального развития.
Очень существенно то, что у некоторых фораминифер (Rotaliidae, Anomalinidae, а также, возможно, у представителей других семейств) под прободенным обызвествленным слоем раковины находится хитиноидная перепонка, которая иногда не бывает пронизана порами насквозь. В таких случаях полностью исключается возможность непосредственного сообщения внутренних полостей раковины с внешней средой через поры. У высокоорганизованных фораминифер это сообщение осуществляется более или менее сложно построенной системой каналов.
Кремневые секреционные раковины, если отбросить нечастые случаи образования псевдоморфозов кремнеземом по кальциту, встречаются исключительно редко: у представителей одного семефства Silicinidae, самостоятельность которого оспаривается рядом исследователей, и у некоторых особняком стоящих форм (Siliсоtехtulinа).Можно предполагать, что, подобно известковым, кремневые раковины образуются в результате пропитывания псевдохитиновой основы кремнеземом. Но имеется и другое предположение - что кремневые раковины представляют собой только лишь продукт выделения протоплазмы (Le Calvez, 1953). Вопрос о происхождении кремневых фораминифер, в силу невыясненности природы их раковины, остается открытым. Учитывая важное таксономическое значение особенностей биохимической деятельности организмов, в фораминиферах с кремневыми раковинами можно видеть представителей особого филогенетического ответвления. В приведенном ниже систематическом обзоре фораминифер Silicinidae с кремневой раковиной лишь условно отнесены к отряду Ammodiscida.
Типы строения раковин фораминифер
Под типом строения раковины понимается известная закономерность в относительном пространственном расположении ее частей, что придает раковине в той или иной мере определенную характерную форму. Основные типы строения раковин: неправильного строения (в основном с лучистым или иногда с ветвистым расположением частей), одноосные, спиральные, в том числе неправильно клубковидные, спирально-плоскостные, трохоидные или спирально-конические, спирально-винтовые и правильно клубковидные, циклические раковины представляют собою видоизмененные спиральные.Закономерное расположение частей раковины отражает в первую очередь закономерности ее онтогенетического, т. е. индивидуального развития. Это последнее идет у фораминифер, как известно, путем последовательного наращивания новых частей.
Иногда, вследствие изменения закономерности нарастания раковины в течение ее индивидуального развития, в одной и той же раковине сочетаются два или более типов строения-образуются так называемые гетероморфные раковины. Так, например, раковина, нарастающая на ранних стадиях по спирали, к концу своего развития образует прямой одноосный отдел и т. п. В одной раковине может сочетаться два, три и более типов строения: биморфные, триморфные и т. д. раковины. Гетероморфность распространяется не только на основные типы строения раковин, но иногда на характер устья, а также и на второстепенные ее особенности, например на число и форму камер по отдельным оборотам, на закономерность возрастания этих последних и т. д.
Тип строения раковины в наибольшей степени отражает специфические, выработавшиеся в филогенезе закономерности совершающихся в протоплазме процессов, которые обусловливают закономерный ход индивидуального развития скелетных образований.
Различные типы строения раковины могут быть охарактеризованы с неизбежной долей схематизации, исходя из общеизвестных геометрических понятий, хотя степень приложимости этих последних к органическим скелетам совершенно иная, чем для геометрически правильных тел неживой природы. Попытка Румблера (1911-1912) установить подобные закономерности в типе строения раковин фораминифер имеет относительную цену, поскольку постоянство угловых величин, как и соотношений размеров, не только подвержено известным отклонениям, но и оказывается переменным в зависимости от стадии индивидуального развития. Необходимо отметить, что Румблер исходил в своих построениях из физического закона постоянства краевых углов для вязких жидкостей, смачивающих определенного рода поверхность. Он ошибочно предполагал, что образование новых камер в индивидуальном развитии фораминифер происходит путем простого истечения протоплазмы из устья на поверхность ранее сформировавшихся частей раковины. К тому же, объяснение особенностей формы камер за счет одних лишь сил поверхностного натяжения оказывается недостаточным, и действительные биологические и физико-химические явления, лежащие в основе морфогенеза раковины, значительно сложнее, чем предполагал Румблер. Несмотря на это, схемы Румблера хорошо иллюстрируют одну из основных особенностей строения раковины, - выраженное в той или иной мере геометрическое подобие слагающих ее последовательных камер (рис). Заслуживает упоминания, что при регенерации поврежденных камер образуется грыжевидный выступ, краевые углы которого оказываются специфическими, теми же, что присущи нормальным камерам данной формы.
Различные типы строения раковин сочетаются как с агглютинированными, так и с секреционными стенками.
Раковины неправильного строения наблюдаются лишь у некоторых примитивных фораминифер, в частности в семейств Astrorhizidae, Hyperamminidae, а также у ряда форм из других семейств, вторично видоизмененных в результате перехода к сидячему, прикрепленному образу жизни, - некоторые представители семейства Reophacidae, Silicinidae, Polymorphinidae, Ophthalmidiidae, Planorbulinidae, Homotremidae и др. У Astrorhizidae, обладающих раковиной неправильного строения, обычно имеется более или менее хорошо выраженное центральное тело и отходящие от него лучи или руки (например у рода Astrorhiza); лучи раковины в рассматриваемом случае представляют собою скелетный панцирь основания ложноножек. Эти последние выходят наружу через зияющие отверстия на концах лучей.
Неправильные раковины фораминифер
Неправильные , стелющиеся по грунту амёбовидные по очертаниям раковины наблюдаются у представителей рода Iridia, относимого к семейству Saccamminidae.У Hyperamminidae, наряду с иного строения раковинами, известны скелетные образования, либо древовидно ветвящиеся, как, например, у Syringammina, либо образованные системой ветвящихся и анастомозирующих трубок. У древовидных форм развивается подчас особая подошва, при помощи которой раковина прикрепляется к субстрату.
Вопрос о том, насколько раковины неправильного строения представителей трех названных семейств являются филогенетически первичными, в собственном смысле слова примитивными, остается в настоящее время неясным. Не исключена возможность, что наиболее примитивные фораминиферы обладали уже раковиной правильного, в частности одноосного, строения. В таком случае все перечисленные примеры относятся к раковинам, вторично приспособившимся к прикрепленному образу жизни.
Одноосные раковины фораминифер
Одноосные раковины могут рассматриваться в целях наглядности изложения, как тела вращения, приближающиеся то к шару, то к овоиду, то к эллипсоиду, то к цилиндру и т. п. Само собой разумеется, что сказанное имеет чисто геометрический смысл, так как на самом деле нарастание раковины происходит обычно от некоторой начальной точки в направлении вдоль оси (рис).В простейшем случае, когда любое, перпендикулярное оси сечение раковины - круг, ось симметрии будет бесконечно большого порядка; при повороте «тела вращения» вокруг такой оси на любой произвольный угол будет наблюдаться полное совмещение всех точек тела с их исходным положением.
Нередко раковина одноосного типа строения имеет в своем поперечном сечении эллипс или многоугольник: треугольник, четырехугольник, пяти-шестиугольник и т. д. Соответственно, и ось симметрии таких раковин будет 2-го, 3-го, 4-го, 5-го, 6-го и т. д. порядка (рис). Воображаемая ось симметрии раковины является геометрическим местом точек пересечения плоскостей симметрии раковины; при наличии оси симметрии бесконечно большого порядка, можно представить себе также бесконечное количество плоскостей симметрии.
Одноосные раковины лишь в исключительных случаях имеют одинаковые окончания. Такие раковины обладают, естественно, еще одной плоскостью симметрии, перпендикулярной в данном случае оси. Поскольку у подобных раковин на обоих противоположных концах расположены отверстия - устья, такие раковины называют двоякоротыми или амфистомными (греческий амфи - дву-, двояко и стома - рот). Двоякоротые, амфистомные раковины, строго говоря, не одноосны, поскольку у них имеется бесконечно большое количество осей симметрии 2-го порядка, расположенных в плоскости симметрии, перпендикулярной продольной оси. В большинстве случаев, однако, одноосные раковины разнополюсны - гетерополярны. Один из концов, с которого начался рост раковины, носит название проксимального; иногда его обозначают как аборальный (противоротовой) или апикальный. Другой конец, удаленный от начала роста, обозначается как дистальный, устьевой или оральный.
В зависимости от характера роста, в одних случаях непрерывного) либо вставочного, либо происходящего путем наращивания новых частей скелета со стороны устья), а в других - прерывистого, ритмичного, одноосные раковины могут быть однокамерными или многокамерными. В промежуточных случаях, при наличии лишь колебаний в скорости роста, на раковине отмечаются только перетяжки или пережимы, обозначающие собою замедления в отложении скелетного вещества. В такой форме в филогенезе ряда групп фораминифер обычно намечается переход от однокамерного строения к многокамерному.
На проксимальном конце многокамерных одноосных форм находится начальная (эмбриональная или примордиальная) камера.
Однокамерные одноосные раковины иногда шаровидны или почти шаровидны; при этом положение оси симметрии определяется подчас лишь по местонахождению устья. В исключительных случаях, когда устье отсутствует, шаровидные раковины, строго говоря, уже не могут рассматриватьсякак одноосные. В качестве примера можно привести раковины некоторых Saccamminidae, а также раковины представителей пелагического рода Orbulina; у последних, правда, строго сферической и в то же время лишенной устья является только последняя камера, полностью объемлющая все сформировавшиеся ранее и образующие спираль. Чаще, при относительно незначительном удлинении раковины в направлении оси, одноосные раковины обладают яйцевидной (овоидной) или эллипсоидальной формой; нередки раковины в виде плоской фляги (например Entosolenia). При заметном удлинении раковины по оси, она может приобретать веретеновидную, эллиптическую или даже палочковидную или трубчатую форму. Часто раковина заметно расширяется к несущему устье окончанию и приобретает коническую или удлиненно-коническую форму. Благодаря наличию перетяжек многокамерные одноосные раковины могут иметь четковидное строение.
Принято различать длину одноосных раковин, измеряемую в направлении роста, т. е. по оси, их ширину и перпендикулярную последней толщину; толщина и ширина неодинаковы лишь в том случае, если раковина двусимметрична (имеет ось 2-го порядка); тогда под шириной понимается наибольшее из двух измерений, перпендикулярных длине.
Всякое сечение,ориентированное в направлении оси раковины, будет продольным. Продольное сечение называется осевым (аксиальным), если оно проходит строго по оси раковины. Близкие к поверхности раковины продольные сечения носят название тангенциальных. Сечения, перпендикулярные оси, обозначают как поперечные. Сечения, ориентированные по отношению к оси раковины под некоторым произвольным углом, не равным 0º или 90º, принято называть косыми. Одноосные раковины присущи в основном донным-бентосным фораминиферам, приспособленным к неподвижно лежачему или ползающему образу жизни. Исключение представляют планктонные Orbulina, шаровидные раковины которых, как это уже отмечалось не являются в строгом смысле одноосными.
В результате наблюдающегося иногда перехода к прикрепленному образу жизни одноосные формы приобретают неправильное строение и образуют раковину, змеевидно стелющуюся по субстрату. В качестве примера можно привести некоторых Reophacidae, род Placopsilina и ему близкие и другие. У подобных прикрепленных форм обращенная к субстрату сторона становится плоской, а поперечное сечение раковины-приближающимся к полукругу.
Спиральные раковыны фораминифер
Спиральные раковины можно представить как результат видоизменения одноосных в силу скручивания оси. Такое определение имеет не только геометрический смысл и удобно в целях наглядности, но и в известной мере отвечает действительности, поскольку в процессе филогенетического развития фораминифер спиральные раковины происходят от одноосных. Бывает, правда, в некоторых случаях и обратный переход: от спиральных форм к одноосным. При этом спиральная раковина сперва образует более рыхло свернутый конечный отдел, затем в процессе эволюции происходит дальнейшее раскручивание этого отдела. Принято различать: неправильно клубковидные раковины, когда навивание происходит в беспорядке или в некоторой более или менее непрерывно меняющей свое положение плоскости; раковины спирально-плоскостные, спирально-конические (трохоидные) и спирально-винтовые, являющиеся по существу лишь крайним выражением спирально-конического типа строения. Особо следует выделять раковины сем. Miliolidae, отлучающиеся в типичном случае правильно клубковидным навиванием. У милиолид наблюдается навивание и по спирально-плоскостному типу.Неправильно клубковидные раковины фораминифер
Неправильно клубковидные раковины по своему строению наиболее примитивны; их можно представить как результат беспорядочного навивания одноосного скелетного образования в нескольких направлениях. Подобные раковины, по-видимому, и генетически, наиболее примитивны, поскольку наблюдаются в таком относительно низко организованном и в то же время древнем семействе, как Ammodiscidae (пример - род Glomospira). У некоторых представителей названного рода наблюдается, однако, известный переход к более правильному расположению оборотов - спирально-винтовому, как у Gl. charoides, или к охватывающему часть клубковидных оборотов спирально- плоскостному типу.Особенно характерны неправильно клубковидные раковины для семейства Endothyridae, где наблюдаются и многочисленные случаи выраженного в более или менее чистом виде спирально-плоскостного типа строения. Неправильно клубковидное навивание многокамерных раковин представителей этого семейства послужило основанием для введения термина плектогироидное навивание (от названия Plectogyra). Плектогироидное, или, как его называли прежде, эндотироидное, навивание наблюдается и в начальных оборотах некоторых представителей отряда Fusulinida, что рассматривается как дополнительное указание на происхождение этого семейства, вообще говоря обладающего спиральноплоскостными раковинами, от эндотирид.
Спирально-плоскостные раковины фораминифер
Спирально-плоскостными раковинами принято называть такие, спиральная ось которых расположена в одной плоскости; они являются двусторонне-симметричными. Термины плоскоспиральная, планоспиральная или наутилоидная менее удачны,так как спиральноплоскостные раковины не всегда плоские. Раковины этого типа строения могут быть как многокамерными, так и двухкамерными, состоящими из шаровидной начальной камеры и второй трубчатой спиральной. Плоскость, в которой располагается воображаемая спиральная ось, является одновременно и плоскостью симметрии раковины (рис.); это так называемая срединная, медианная или экваториальная плоскость. Располагающиеся по сторонам экваториальной плоскости симметричные половины раковины носят название боковых (латеральных) сторон раковины. Часть раковины вблизи срединной области называется срединной. Перпендикуляр к экваториальной плоскости, проходящий через центр спирали, принято обозначать как ось навивания (завивания) или просто ось раковины (не смешивать со спиральной осью раковины). Область вблизи точек выхода оси навивания называется осевой, или пупочной. Отрезок спирали, конечная точка которого удалена от начальной на 3600, носит название оборота. В противоположность центральным частям раковины, наиболее удаленные носят название периферических.При изучении раковин фораминифер спирально-плоскостного типа строения практически приходится иметь дело не с воображаемой спиральной осью, а с внешними очертаниями последовательных оборотов, лишь в некоторой мере отражающими направление спиральной оси. Внешний, видимый при разглядывании раковины сбоку контур наружного оборота носит название внешнего, или периферического, края. Характер этого края - существенный диагностический признак при определении и при описании спирально-плоскостных (а также и спирально-конических) форм. Периферический край при рассматривании раковины сбоку может быть ровным или лопастным. В сечении он бывает закругленным, округло-усеченным, усеченным, заостренным, острым, килеватым (с одним, двумя или тремя килями).
При изучении в шлифах нуммулитов приходится обращать внимание не на внешний контур оборотов, а на сечение периферической стенки оборотов, имеющей известную толщину. На экваториальных сечениях эта стенка выражена в виде так называемой спиральной полосы.
В большинстве случаев спирально-плоскостные раковины образованы несколькими оборотами, но иногда имеется лишь один полный или даже неполный оборот (например раковины некоторых Lаgеnidае - Lenticulina, Dentalina).
Наибольший поперечник спирально-плоскостной раковины, лежащий в ее срединной плоскости, называется наибольшим диаметром или просто диаметром. Чтобы правильно провести диаметр, необходимо мысленно наметить две точки: центр спирали и точку, находящуюся на наибольшем удалении от центра на периферическом крае, т. е. на окончании спирали. Через эти две точки следует провести прямую до пересечения с внешним краем на противоположной стороне раковины (рис). В некоторых случаях полезно ввести также понятие малого диаметра или поперечника - перпендикуляра к наибольшему диаметру в плоскости симметрии раковины. Отношение наибольшего диаметра к малому дает представление о степени удлиненности раковины. Отрезки диаметра, отвечающие размерам отдельных оборотов, носят название высот оборотов. Под толщиной спирально-плоскостной раковины принято понимать измерение по оси навивания. У вытянутых в направлении этой оси раковин из отр. Fusulinida для подобного измерения употребляется наименование - длина; это наименование распространяется обычно и на сжатые по оси (линзовидные, шаровидные и т. п.) раковины данного отряда.
Необходимо указать, что по своей форме раковины спирально-плоскостного типа строения в достаточной мере изменчивы: у одних родов или видов они дисковидные; в таком случае боковые стороны оказываются более или менее плоскими, толщина - незначительной. У линзовидных или чечевицеобразных раковин боковые стороны низкие конусы; диаметр раковины превышает по своим размерам толщину (рис). Встречаются шаровидные или субсферические (почти шаровидные) раковины. У веретеновидных раковин толщина (в данном случае длина) превышает диаметр, а сама раковина оттянута к концам. Сильно вытянутые по оси раковины могут быть почти цилиндрическими или субцилиндрическими - вальковидными, как это имеет место у некоторых высокоорганизованных представителей отряда Fusulinida.
Степень удлиненности раковины в направлении оси имеет для Fusulinida важное систематическое значение и определяется отношением длины (практически иногда - толщины) раковины к ее диаметру (L:D). Систематическое значение имеет также характер изменения в отношении длины к диаметру в процессе индивидуального развития. На общей форме спирально-плоскостных раковин сильно сказывается степень возрастания высоты последовательных оборотов. При незначительном возрастании высоты раковины приближаются по своим очертаниям к кругу; наоборот, при резком возрастании раковина приближается по форме к рогу изобилия. Между этими крайними случаями имеются всевозможные переходы.
При описании спирально-плоскостных раковин, удлиненных в направлении диаметра, приходится вводить понятия о спинном и брюшном краях. Понятия «спинной» и «брюшной» у спирально-плоскостных форм имеет совершенно иное значение, чем у спирально-конических (у них спинная и брюшная стороны).
При наличии нескольких оборотов они могут либо просто налегать один на другой; в таком случае снаружи видны все обороты, называемые необъемлющими. Раковины с необъемлющими оборотами называются эволютными. Нередко каждый последующий оборот полностью охватывает с боков предыдущий; обороты такого типа называют объемлющими, а раковины с объемлющими оборотами - инволютными. При изучении нуммулинтов термины эволютвый и инволютный употребляются применительно к оборотам и даже содержащимся в этих последних полостям камер.
Видимая снаружи часть завитка носит название пупка раковины. У эволютных форм снаружи видна большая часть завитка - пупок у них широкий. У инволютных он может быть либо узким, либо вовсе отсутствовать. Пупок может быть открытым или, наоборот, заполненным веществом дополнительного скелета, кроме того, глубоким или неглубоким.
Наименования сечений спирально- плоскостных раковин в основном те же, что и для одноосных, причем учитывается ориентировка сечения по отношению к оси навивания; присущее лишь спиральноплоскостным раковинам сечение, отвечающее плоскости симметрии, носит название экваториального, или медианного.
Спирально-конические или трохоидные раковыны фораминифер
Спирально-конические или трохоидные (от названия моллюска Trochus) раковины в большинстве случаев многокамерные, но известны двухкамерные - трубчатые.Спирально-конические раковины отличаются от спирально-плоскостных тем, что их спиральная ось расположена не в одной плоскости, а на некоторой воображаемой конической поверхности. Отношение высоты конуса к его основанию может быть различным и достигать 1:1. Раковины, у которых это отношение превышает единицу, по существу также спирально-конические, но их принято выделять в особую группу спирально-винтовых. Спирально-конические раковины совершенно несимметричны; этим они отличаются от спирально-плоскостных. Понятие оси навивания вполне, однако, применимо и в данном случае. Стороны спирально-конических раковин не могут быть равноценными, как у спирально плоскостных. Обычно одна сторона более выпуклая, другая-менее. Однако иногда, при наличии спирально- конического строения и несимметричном строении сторон, раковина оказывается двояковыпуклой и внешне симметричной: расположение спиральной оси оказывается замаскированным.
Принято называть спинной (дорзальной) или спиральной стороной ту, на которой снаружи видны все обороты спирали или, во всяком случае, большее их количество, чем на другой стороне; обороты на этой стороне не объемлющие или же менее объемлющие. Брюшной (вентральной), или пупочной, стороной спирально-конических раковин называют ту, где, напротив, снаружи виден лишь один последний оборот или меньшее число оборотов (рис). У одних родов или даже видов выпуклее может быть спинная сторона, а у других - брюшная. У ползающих по грунту фораминифер со спирально-конической раковиной более плоской бывает обычно брюшная сторона. У других форм наблюдаются обратные отношения; такой особенностью отличаются преимущественно неподвижно лежащие на грунте или прирастающие к субстрату. С прикреплением к субстрату спинной стороной в филогенезе фораминифер происходит постепенная утрата правильного спирально-конического расположения частей - камер раковины (Planorbulinidae, Homotremidae). Спирально-коническое, унаследованное от предков строение сохраняется у таких форм на ранних стадиях индивидуального развития. В процессе развития спирально-конических известковистых фораминифер появляются, кроме того, формы, приспособленные к планктонному образу жизни - к свободному парению в толще воды (семейство Globigerinidae и Globorotaliidae). У этих форм выработались своеобразные особенности строения: шаровидные или килеватые камеры, облегченная стенка с ячеистой поверхностью (рис).
Основные измерения спирально-конических форм те же, что спирально-плоскостных; высотой называется измерение в направлении оси навивания. Наименования сечений также сходные, но сечения, перпендикулярные оси, у спирально-конических раковин носят название спиральных.
Спирально-винтовые раковины фораминифер
Спирально-винтовые раковины в подавляющем большинстве случаев многокамерные. Высота или длина раковины превышает основание конуса (ширину, толщину) раковины(рис).В зависимости от числа камер, образующих отдельные обороты, различают двухрядные, трехрядные, четырехрядные, пятирядные спирально-винтовые раковины. Число камер в обороте в данном типе строения лишь в исключительных случаях превышает пять. Взаимное расположение камер в оборотах спирально-винтовых форм можно определить также из того угла, который образуют отдельные камеры одна по отношению к другой. Так, в двухрядных раковинах камеры ориентированы под углом 180°, а в трехрядных располагаются одна по отношению к другой под углом 120° и т. д.
В онтогенезе спирально-винтовых форм количество камер по оборотам может меняться: гетероморфная раковина, начавшая свое развитие как трехрядная, может на более поздней стадии стать двухрядной (например Gaudryina) и т. д. Спирально-винтовое строение нередко сочетается в одной и той же раковине и с другими типами строения - одноосным или спирально- плоскостным.
Камеры спирально-винтовых раковин могут прилегать друг к другу, либо, как, например, у Polymorphinidae, охватывать одна другую. У некоторых представителей этого семейства камеры настолько сильно заходят своими проксимальными окончаниями к одноименному концу раковины, облекая при этом предыдущие, что почти охватывают начальную камеру. Для раковин двухрядного строения принято различать боковые стороны, с которых видны все камеры оба их ряда, и край раковины, или периферический край, со стороны которого, естественно, можно видеть только камеры одного из рядов. Для трехрядных раковин и раковин, обороты которых образованы числом камер большим трех, приходится говорить лишь о боковых сторонах раковины, соответствующих по существу всей ее поверхности, за исключением дистальных поверхностей последних камер.
При измерениях спирально-винтовых раковин, принято называть длиной расстояние по оси от проксимального до дистального конца, шириной - наибольший поперечник раковины, перпендикулярный оси. Особое понятие толщины приходится вводить только при изучении двухрядных раковин; для них ширина - измерение в той плоскости, в которой видны два ряда камер (эта же плоскость является плоскостью симметрии); толщина двухрядных раковин - измерение в направлении, перпендикулярном к названной плоскости, и к оси раковины.
Кроме общепринятых сечений для двухрядных раковин приходится различать среди осевых сечений сагиттальное, проходящее в плоскости симметрии через оба ряда камер, и фронтальное, проходящее также строго по оси раковины, как и сагиттальное, но ориентированное к этому последнему под прямым углом.
Правильно клубковидные pаковины фораминифер
Правильно клубковидные pаковины семейства Miliolidae по типу своего строения стоят несколько особняком. Камеры, составляющие раковину этих фораминифер, располагаются в наиболее типичных случаях в нескольких.взаимно пересекающихся плоскостях, образуя свернутый клубок; при этом обычно каждая камера занимает половину оборота. Ось навивания раковин Miliolidae закономерно меняет свое положение в плоскости, называемой главным сечением. Обычно это сечение перпендикулярно наибольшему измерению раковины - ее длине - и совпадает с направлениями, которые принято обозначать, как ширина и толщина.Необходимо заметить, что у некоторых Мiliоlidae, таких, как представители родов Sрiгоlосulinа и Pyrgo (Biloculina), раковины имеют спирально-плоскостное строение. В главном сечении видно, что камеры располагаются одна по отношению к другой под углом в 180°, т. е. лежат в одной плоскости. У некоторых Miliolidae наблюдаются раковины гетероморфного строения. Они сочетают в себе два или более типов строения, отвечающих различным стадиям индивидуального - онтогенетического развития.
Наиболее характерен для Miliolidae так называемый пятерной (квинквелокулиновый - от названия рода Quinqueloculina) тип строения раковины. По отношению к расположенной в центре раковины начальной камере первая камера будет располагаться в плоскости, условно принятой за нулевую, вторая, при отсчете угловых расстояний против часовой стрелки - в плоскости, ориентированной под углом 144°, третья - под тем же углом по отношению ко второй, а стало быть, в плоскости, ориентированной под углом 288° к первой камере. Нетрудно заметить, что если вести отсчет по часовой стрелке, третья камера по отношению к первой располагается под углом 360°- 288° = 72°. Продолжая счет против часовой стрелки, четвертая по порядку возникновения камера располагается под углом 144° по отношению к третьей, т. е. под углом 72° по отношению к первой, попадая посредине между первой и второй. Пятая камера, располагаясь под углом в 144° по отношению к четвертой и подобно этой последней, попадает в промежуток между двумя камерами, в данном случае - второй и третьей. Наконец, шестая по порядку возникновения камера оказывается расположенной в той же нулевой плоскости, что и первая. При последующем нарастании камер картина повторяется: седьмая камера располагается в плоскости второй, восьмая - третьей и т. д.
Для пятерного - квинкелокулинового - строения характерно расположение последовательных по порядку возникновения камер под углом в 144°, а смежных по расположению под углом в 72°. Благодаря такой закономерности раковины подобного типа строения в известной мере приближаются по своей форме к многограннику, правда, неправильному, благодаря прогрессивному возрастанию размеров последовательных камер. у наиболее типичных представителей рода Quinqueloculina снаружи бывает видно пять камер, при этом с одного бока - четыре, а с другого три, из-за того, что две последние камеры видны и в том и в другом положении.
В некоторых случаях пятерное расположение камер нарушается на более или менее ранней стадии онтогенеза раковины - камеры продолжают нарастать под углом в 120°; раковина в результате этого приобретает трехгранное - тройное или трилокулиновое строение. Формы с подобным расположением камер прежде относят к особому роду Triloculina.
У представителей рода Sigmoilina нарастание последовательных камер происходит в плоскостях, расположенных одна по отношению к другой под углами, большими 144° и меньшими 180°, в результате чего в главном сечении получается характерная S-образная фигура, откуда и название Sigmoilina.
У раковин Miliolidae различают устьевой (апертурный) конец, на котором находится устье последней камеры раковины, основание раковины - ее противоположный конец - и стороны: многокамерную, где у Quinqueloculina видно снаружи четыре камеры, или, вообще говоря, большее число камер, и малокамерную, где у Quinqueloculina видно три камеры, или вообще меньшее число камер. Кроме концов и сторон раковины, у Miliolidae в большинстве случаев удобно различать периферический край, разграничивающий стороны.
Основные направления измерений раковин Miliolidae: длина - измерение от основания раковины до ее устьевого конца; ширина - наибольшее измерение между наиболее удаленными точками периферического края в перпевдикулярном длине направлении; толщина - наибольшее расстояние между наиболее выдающимися точками малокамерной и многокамерной сторон или вообще наименьший поперечник.
Циклические раковины фораминифер
Циклические раковины с камерами, расположенными по концентрическим окружностям в одной плоскости или по некоторой воображаемой конической поверхности, наблюдаются у фораминифер относительно редко. При этом для большинства родов, отличающихся подобным строением, установлено, что начальный отдел раковины имеет спиральное строение; особенно часто проявляется эта особенность у форм микросферического поколения. Исходя из допущения рекапитуляции, можно рассматривать циклический тип строения как результат видоизменения спирального.Циклическое строение наиболее ярко выражено у представителей семейства Orbitiodidae и ему близких. Их раковина, имеющая в большинстве случаев дисковидную или чечевицеобразную форму, заключает в центре начальную камеру, обнаруживающую сложное строение: обычно она бывает поделена на несколько вторичных камерок. Стенка начальной камеры, как правило, толстая, значительно толще перегородок между вторичными камерками. В данном случае скорее можно говорить о начальной раковине, чем о начальной камере, и эта по существу эмбриональная раковина обозначается нередко как нуклеоконх. По предположению Ле Кальве (1953), нуклеоконх представляет собою раковину зародыша - мерозоита, образованную им еще во время пребывания внутри материнского шизонта; последующие, характерные для Orbitoididae, Discocyclinidae и Miogypsinidae камеры образуются, по мнению этого исследователя, уже после того, как зародыш перешел к свободному образу жизни. При этом экваториальные камеры располагаются в один, реже в два слоя концентрическими рядами в средней плоскости раковины и образуют в своей совокупности экваториальную пластинку. Обычно экваториальная пластинка однослойная (Orbitoides, Discocyclinidae и др.), иногда в периферической зоне наблюдается ее удвоение, а между образовавшимися двумя слоями может в еще более периферических частях вклиниваться третий (Omphalocyclus).
Помимо нуклеоконха и камер экваториальной пластинки, у большинства Orbitoididae, Discocyclinidae и др., за исключением Omphalocyclus, имеются еще многочисленные так называемые латеральные (боковые) камеры, образующие как бы подушки по сторонам экваториальной пластинки.
Расположение латеральных камер либо приближается к циклическому, либо более или менее беспорядочное.
Несколько иначе построены циклические раковины у некоторых представителей семейства Peneroplidae (Orbitolites и близкие к нему роды). Здесь вслед за обычного типа начальной камерой располагаются камеры спирального отдела, не выраженного обычно у мегасферических форм. Благодаря непомерному возрастанию оборотов спирали в высоту, последующие камеры приобретают кольцевую форму. Дальнейшее нарастание новых камер происходит циклически. Характерной особенностью таких форм является наличие в камерах вторичных радиальных перегородок, обеспечивающих подразделение основных камер раковины на вторичные камерки.
Дополнительные части раковин фораминифер
Устье
Простым устьем (апертурой) называется отверстие, при помощи которого внутренние полости раковин фораминифер сообщаются с внешней средой. Устье называется сложным или множественным, если это сообщение осуществляется через несколько отверстий. При образовании новой камеры раковины устье предыдущей камеры становится отверстием, соединяющим полости этих двух камер между собой, - устье превращается в так называемый форамен (откуда и название Foraminifera - буквально от латинского foramen - отверстие, дыра; дырочники). У некоторых фораминифер (Epistominidae) при образовании новой камеры первичное устье - протофорамен (Hofker, 1950, 1951) зарастает, а сообщение между последовательными камерами осуществляется при помощи вторичного, вновь образовавшегося отверстия - дейтерофорамена.По своему положению устье может быть конечным (терминальным), например у одноосных форм, когда оно располагается на дистальном окончании раковины (рис). Оно может быть основным (базальным), если находится у основания септальной поверхности последней камеры и при этом у внутреннего края этой поверхности (интерио-маргинальная апертура, Hofker, 1953). У спирально-плоскостных форм устье при этом занимает, как правило, срединное (медианное) положение. Основное, или базальное, устье при трохоидном строении раковины может оказаться срединным, спинным или брюшным; наблюдаются и другие случаи, например устье срединное, но заходящее на спинную -или брюшную сторону. Иногда устье может быть расположено на самой септальной поверхности, посреди нее или ближе к одному из ее краев (ареальная апертура, Hofker, 1950, 1951). Наконец (это касается лишь простого устья спирально-плоскостных и трохоидных форм), оно может располагаться у внешнего края септальной поверхности на периферическом крае раковины - периферическое устье (некоторые Lagenidae, Еpistomina).
По своей форме простое устье может быть круглым, почти круглым (округлым),эллиптическим, щелевидным, полулунным, серповидным, петлевидным. Благодаря образованию неровностей по краям устья, оно может быть лопастным; в подразделении на лопасти могут играть роль выросты различного строения, как, например, у Ataxophragmiidae, Miliolidae и др. У некоторых фораминифер из семейства Peneroplidae устье древовидное - сложно разветвленная щель. У большинства представителей отряда Lagenida устье лучистое - круглое отверстие, осложненное радиально отходящими от него щелями. Строение устья усложняется особыми связанными с ним образованиями. У форм с конечным устьем нередко, например, наблюдается устьевая шейка в виде короткой трубочки, подчас отороченной губой; иногда такая шейка вместо того, чтобы выдаваться наружу, оказывается ввернутой внутрь полости раковины или последней ее камеры. У некоторых Lagenidae и Роlуmorphinidae устье открывается не непосредственно в полость последней камеры, а в особую устьевую камерку; последняя, в свою очередь, при помощи простого круглого отверстия открывается в полость камеры. У ряда фораминифер (Epistominidae, Ceratobuliminidae, Buliminidae и др.) от края устья в полости камеры отходит особая зубная пластинка (Hofker, 1950, 1951; Hoglund, 1947), часто желобчато изогнутая; внутренним своим концом эта пластинка прирастает обычно к краю устья (или дейтерофорамена) предшествующей камеры. У форм с первичным зарубцовывающимся впоследствии устьем (протофораменом) зубная пластинка скрепляет края того и другого отверстия. Как самый факт наличия зубной пластинки, так и ее характер, форма, способ прикрепления - важные, систематические признаки. У некоторых фораминифер по краю устья, внутри него, развиваются различного строения выросты-зубы (в частности у Miliolidae и др.). Устьевой зуб может быть палочкообразным, пластинчатым, двухраздельным, кольцевидным; в последнем случае устье неизбежно становится сложным, состоящим из нескольких отверстий; дальнейшее расчленение зуба может привести к образованию ситовидного устья (рис). Иногда, при наличии по сути дела простого устья, оно оказывается осложненным наличием добавочного отверстия. Так, например, у рода Robulus, помимо лучистого периферического устья, имеется еще щелевидное отверстие на септальной поверхности.
Сложное устье чаще всего бывает ситовидным, состоящим из ряда небольших отверстий, расположенных на септальной поверхности, иногда на конце одноосной раковины - терминально. У некоторых форм (Nonionidae, Elphidiidae) сложное устье, состоящее из нескольких отверстий, расположено базально - у основания септальной поверхности. Ситовидный характер устья у агглютинированных форм нередко сочетается с губчатым строением стенки.
В онтогенезе устье может менять свое положение: устье ранних камер может быть, например, базальным, а в дальнейшем ареальным смещаться на септальную поверхность, или вначале простым, а затем ситовидным и т. п. Устьевые зубы в процессе онтогенеза в ряде последовательных камер могут претерпеть изменения от простого палочковидного, через ряд промежуточных стадий (два палочковидных, ориентированных навстречу один другому, двураздельный и палочковидный, два встречных двухраздельных) до кольцевого и т. п.
Различные усложняющие строение устья морфологические структуры типа зубов, пластинок и т. п. играют, по-видимому, важную роль в передвижении фораминифер, обеспечивая прикрепление основания выходящего из устья пучка ложноножек; кроме того, все эти образования увеличивают прочность раковины в наиболее подверженной излому ее части.
Не выяснено физиологическое значение свойственных некоторым фораминиферам прикрывающих устье пластинок, имеющих характер отворота или козырька края устья (Globigerinidae, Globorotaliidae). У Janischewskina устье сложное, причем каждое из составляющих его отверстий полностью прикрыто круглым козырьком, прирастающим одной своей стороной к стенке раковины у края устья.
Система каналов
Наличие системы каналов, находящихся внутри раковины, является особенностью наиболее высоко организованных фораминифер из семейств Rotaliidae, Calcarinidae, Elphidiidae и Nummulitidae. Система каналов у представителей названных семейств была изучена первоначально Карпентером и др. (Carpenter, Parker and Jones, 1862), относительно недавно Хофкером (Hofker, 1927, 1930), а в самое последнее время В. А. Крашенинниковым (1956).У Rotalia polystomelloides Parker et Jones (рис) система каналов имеет следующее строение: основными ее элементами являются спиральный и межсептальный (внутрисептальный) каналы. Спиральный канал один; он постепенно увеличивается в диаметре по направлению к более поздним оборотам, завернут в глубине брюшной части раковины в роталоидную коническую спираль; начинается он слепо у начальных камер раковины и открывается небольшим отверстием на ее поверхности близ устья с нижней стороны последней камеры. Этот канал имеет, кроме того, сообщение с брюшной (пупочной) лопастью каждой из камер раковины. В промежутках между камерами спиральный канал дает ответвления межсептальные каналы, которые, в свою очередь, подразделяются на четыре-пять расходящихся веерообразно канальцев, открывающихся в швах; отдельные отверстия этих канальцев разграничены друг от друга известковыми перемычками.
У представителей семейства калькаринид система каналов изменена в связи с развитием вторичных наслоений дополнительного скелета, в том числе характерных для данного семейства радиальных шипов. Имеется сеть анастомозирующих пупочных каналов, пронизывающих пупочный диск и открывающихся наружу посреди брюшной поверхности от этой сети каналов отходят ответвления, при помощи которых каналы сообщаются с брюшной частью камер; кроме того, в направлении к краю раковины и к ее спинной поверхности отходят многочисленные радиальные каналы, разветвляющиеся и открывающиеся на спинной поверхности. Шипы Calcarina также пронизаны каналами. У нонионид система каналов присутствует не всегда; ее нет у наиболее примитивных форм с незаполненным пупком и плоскими (поверхностными) швами, таких, как Melonis pompiliodes (Fichtel et Моll). У форм, подобных Florilus asterizans (Fichtel et Моll) с пупком, заполненным вторичными образованиями, и с углубленными швами, система каналов имеется, но строение ее несложно: с каждой стороны симметричной спирально-плоскостной раковины наблюдается по спиральному каналу, затем имеются пупочные и короткие межсептальные каналы, едва выходящие за пределы пупочной области.
У представителей семейства эльфидиид система каналов имеет более сложное строение. Так, у рода Elphidium наблюдается два спиральных канала, имеющих вид низких конусов, обращенных вершинами друг к другу от этих каналов к пупку отходят не образующие анастомоз пупочные каналы. Межсептальные каналы имеются на каждой из сторон раковины; у периферии они соединяются попарно. Межсептальные каналы дают, кроме того, боковые ответвления, открывающиеся в области швов септальными порами; у микросферических форм эти ответвления, в свою очередь, раздваиваются, в результате чего образуются парные септальные поры.
У представителей нуммулитид система каналов имеет различное строение. Так у Nummulites она представлена спиральным каналом, проходящим под периферическим краем раковины, и межсептальными разветвленными каналами, находящимися между двумя скелетными листками, образующими двойную септу. У Operculina, по данным Карпентера, периферический канал в более поздних оборотах подразделяется на сеть канальцев, заполняющую всю периферическую область стенки камеры. У Нeterostegina, система межсептальных (интерсептальных) каналов отсутствует, а взамен нее развивается сетка каналов, окружающих каждую вторичную камерку.
Швы
Последовательные камеры раковин (у многокамерных форм) отделяются одна от другой септальными швами, которые отвечают линиям сочленения септ с наружной стенкой раковины. Линия соприкосновения смежных оборотов у спиральных форм называется спиральным швом. Швы могут быть в той или иной мере углубленными (при вздутых в различной степени камерах), поверхностными или выпуклыми. Швы бывают либо линейными, в виде не имеющей практически толщины границы между смежными камерами, либо каемчатыми, обозначенными на поверхности раковины как двухконтурные полоски, либо натечными, когда вдоль них отлагается дополнительное скелетное вещество. По своим очертаниям септальные швы могут быть прямыми, дуговидно или сигмоидально изогнутыми и т. п. У Nummulitidae септальные швы - в данном случае так называемые «следы перегородок» - могут быть радиальными и при этом прямыми или дуговидно изогнутыми, волнистыми, вихреобразно закрученными, меандрирующими и, наконец, сетчатыми (благодаря слиянию окончаний смежных септ). У одноосных форм по отношению к оси симметрии или к периферическому краю у спиральных форм швы могут быть ориентированы перпендикулярно или наклонно под различным, характерным обычно для того или иного вида углом. У некоторых форм (Еlphidiidae) швы бывают осложнены более или менее многочисленными поперечными скелетными перемычками, соединяющими выпуклые поверхности смежных камер: это либо плотные септальные, либо имеющие полость межсептальные мостики, в которые заходят особые так называемые ретральные отростки протоплазмы. В промежутках между мостиками расположены, соответственно, септальные или межсептальные ямки. Так называемые пресептальные и постсептальные пластинки семейства Bradyinidae располагаются у швов, но внутри - в полости камер, эти пластинки являются образованиями увеличивающими прочность пришовных областей раковины.Характер швов имеет, как правило, значение видового или родового признака.
Дополнительный скелет
Под дополнительным скелетом у фораминифер понимаются все те образования, которые не представляют собою ни стенок раковины, ни перегородок между камерами, т.е. основных частей скелета. Дополнительный скелет образуется в онтогенезе, по-видимому, несколько позже основного скелета, в качестве вторичных отложений. Дополнительный скелет может быть как внутренним, так и наружным. К образованиям внутреннего дополнительного скелета относятся различные базальные и иные образования у Endothyrida и в частности хоматы у некоторых Fusulinida; парахоматы, псевдохоматы, осевые уплотнения и т. д. У различных Fusulinida;К образованиям наружного дополнительного скелета относятся различные известковые натеки на поверхности раковины, ребра, шипы, иглы. Наблюдающиеся у ряда фораминифер грануляции - бугорки - представляют собою обычно выходы на поверхность стенки окончаний столбиков дополнительного скелета, пронизывающих раковину и имеющих обычно коническую форму (Nummulitidae, Discocyclinidae).
У многих спиральных фораминифер дополнительные скелетные образования выполняют пупочную область, образуя либо известковую втулку - затычку, более или менее свободно сидящую в пупочном углублении, либо так называемые пупочные диски, являющиеся, строго говоря, выходами на поверхность раковины конических по форме выполнений пупочных углублений (некоторые Lagenidae, Rotaliidae, Elphidiidae, Nummulitidae и др.). Нередко пупочные диски бывают пронизаны поровыми канальцами или даже выводными трубками внутренней системы каналов. Пупочные диски, как и большинство образований дополнительного скелета, обычно стекловидны из-за единообразной (нормальной к поверхности диска) ориентировки слагающих их кристаллов кальцита.
Фораминиферы , отряд простейших типа саркодовых. Самый многочисленный отряд, известно около 10000 современных видов и более 40 000 видов ископаемых фораминифер, около 65 надсемейств и 300 семейств. Рассматриваются в ранге класса или типа простейших эукариотических организмов. Класс разделяют на 15 подклассов и около 40 отрядов
Большинство фораминифер населяют придонные слои (бентосные организмы), некоторые – парят в толще воды (планктонные виды). Фораминиферы имеют раковину - наружный скелет . Большинство раковин известковые, иногда образуют хитиноидные или состоящие из посторонних частиц, склеенных выделениями клетки. Внутренняя полость раковины сообщается с окружающей средой через многочисленные поры, а также через отверстие в раковине - устье. Через него и поры в стенках раковинок выдаются наружу тончайшие ветвящиеся и соединяющиеся между собой ретикулоподии (особые ложноножки), которые служат для движения и захвата пищи, образуют вокруг раковинки сеточку , диаметр которой во много раз превосходит диаметр раковинки. К такой сеточке прилипают пищевые частички (например, одноклеточные водоросли), которыми питаются фораминиферы.
Фораминиферы - одиночные преимущественно морские протисты; некоторые формы обитают в солоноватых и пресных водоемах; встречаются формы, обитающие на большой глубине в рыхлом жидком иле (до 16 м от поверхности дна). К примеру, фораминиферы были обнаружены на дне Марианской впадины на глубине более 10 тысяч метров.
Фораминиферы бывают как бентосными, так и планктонными . Раковины планктонных фораминифер являются наиболее распространённым компонентом биогенных отложений (фораминиферовый ил) океанов, но не глубже 4000 м, где известковые раковины фораминифер растворяются в толще воды, не достигнув дна. Эти илы в наше время покрывают не менее четверти поверхности планеты и состоят преимущественно из раковинок фораминифер рода Globigerina (глобигериновый ил). Ископаемые фораминиферы служат для определения возраста палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений. Современные фораминиферы, как правило, мелкие (0,1-1 мм), а некоторые вымершие виды достигали 20 см. Основная масса раковин фораминифер имеет размер песчаной фракции - более 61 мкм. Концентрация фораминифер в морской воде максимальна в экваториальных и высокоширотных водах. При этом видовое разнообразие и сложность строения раковин характерны лишь для экваториальных областей. Концентрация фораминифер может достигать 100 тыс. экземпляров на 1 кубический метр воды.
Раковины фораминифер по способу образования подразделяются на:
- секреционные,
- агглютинированные.
Секреционные (выделение) сформированы минеральным или органическим веществом, выделенным самим организмом.
Агглютинированные раковины (склеенный) состоят из захваченных из окружающей толщи воды песчинок и обломков скелетов других организмов, склеенных выделяемым клеткой клейким веществом.
Раковины фораминифер являются основным компонентом писчего мела.
По составу раковины фораминифер могут быть:
- органическими - наиболее древние из всех фораминифер, встречаются с самого начала палеозоя;
- агглютинированными - состоящие из самых разнообразных частичек, порою с карбонатным цементом;
- секреционными известковыми (карбонатными) - сложенные кальцитом (СаСО3).
Раковины могут быть однокамерными (у примитивных представителей) или многокамерными (более продвинутый вариант), а многокамерные разделяются на линейные и спиральные . Спиральные могут навиваться разными способами, клубковидный способ считается более архаичным, чем планоспиральный (когда все витки в одной плоскости) и трохоидный (витки располагаются один за другим). У многокамерных начальная камера обычно является самой маленькой, а самая молодая (последняя) - самой крупной. Секреционные раковины часто имеют «ребра жесткости» для повышения механической прочности.
Для фораминифер характерен гапло-диплофазный жизненный цикл . В особях гаплоидного поколения - гамонтах происходит интенсивное деление ядер и образуются однотипные (как правило) двухжгутиковые гаметы , которые затем, попарно сливаясь, формируют зиготу , из которой развивается особь следующего поколения - агамонт.
Так как при слиянии гамет хромосомный набор удваивается, данное поколение становится диплоидным. В агамонтах также происходит интенсивное деления ядер, большая часть из которых в дальнейшем претерпевает мейоз. Вокруг ядер, ставших гаплоидными в результате редукционого деления, обособляется цитоплазма и формируется раковина, в результате чего образуются аналоги спор - агаметы , из которых вновь развиваются гамонты.
Фораминиферы не являются животными, растениями или грибами. Они относятся к протистам — группе эукариотов (т. е. организмов, клетки которых имеют ядро), которые не относятся больше никуда. Такая вот странность.
Она была во‑от такая!
В сегодняшней действительности фораминиферы имеют типичный «одноклеточный» размер — очень небольшие доли миллиметра. А в далеком прошлом встречались виды, дораставшие до 20 см.
А где живут?
Это в основном морские существа, преимущественно населяющие либо тропические воды, либо полярные, причем в первом случае видовое разнообразие явно больше. Больше и само количество обитателей — в тропиках оно достигает 100 тыс. особей на кубометр воды, а средний показатель по Мировому океану — всего 10 штук на кубометр.
Всегда в воде?
На самом деле нет. Их находили в донных отложениях на глубине до 16 метров от уровня дна. Нет никаких причин думать, что они попали туда случайно, они там живут.
А в чем их «фишка»?
Фораминиферы всегда имеют наружный скелет — раковину. Она иногда имеет причудливую форму. Раковина может быть известковой (вспомним мел), хитиновой, как панцирь у насекомых, или «сборной» (по-научному, агглютинированной) — состоящей из посторонних частиц, склеенных выделениями самой клетки. Как несложно догадаться, наибольшие шансы на попадание в палеонтологическую «летопись» имеет первый тип, наименьшие — второй.
Мел сейчас
Меловые отложения, образованные раковинками фораминифер, образуются и сейчас. Это глобугериновые отложения, образованные, преимущественно раковинками фораминифер рода Globigerina.
А если бы у человека была такая раковина?
Человек — многоклеточное существо. Фораминифера — одноклеточное. В этом их принципиальное различие.
В морях и океанах у поверхности воды и на дне обитают раковинные одноклеточные организмы, которые относятся к типу простейшиих и называются фораминиферами. Это очень древние организмы. История их существования насчитывает не менее 600 млн. лет. Самые ранние находки фораминифер известны из кембрийских отложений.
Название "простейшие" применительно к фораминиферам не означает "примитивные". Фораминиферы - эукариотные организмы, а это значит, что их четко оформленное ядро отделено оболочкой от цитоплазмы и ядерная ДНК заключена в хромосомах. Прежде всего, по этой причине они относятся к царству животных. Кроме того, фораминиферы отличаются большим разнообразием, сложностью и специализацией скелетных образований (раковин), и в этом смысле они в некоторых случаях далеко позади себя оставляют скелетные образования таких высоко организованных групп животных, как моллюски и другие высшие беспозвоночные.
Фораминиферы одноклеточные, поэтому ни тканей, ни тем более органов у них не существует. Тело фораминифер состоит из цитоплазмы. Различные физиологические функции - захват пищи, ее переваривание, выделение, дыхание, размножение, передвижение и др. - выполняют отдельные внутриклеточные цитоплазматические структуры (органоиды), а координация этих функций осуществляется самой же цитоплазмой. У фораминифер, как и у других простейших, наблюдается дифференцирование цитоплазмы на внутреннюю, эндоплазму, и наружную, эктоплазму. Эндоплазма является наиболее объемной частью цитоплазмы. Эктоплазма выстилает раковину изнутри тонким слоем, а также может облекать ее снаружи сплошным чехлом и образует тонкие выросты, называемые ретикулоподиями, или ложнононожками. Они обеспечивают значительную часть жизненных процессов фораминифер: передвижение, прикрепление, питание, частичное переваривание пищи (бактерии, диатомовые водоросли, мелкие копеподы, растительный детрит), вывод метаболитов, газообмен, рост раковин. Длина ретикулоподий превышает размеры самой раковины в 5 и более раз. Они могут ветвиться, переплетаться между собой, образовывая т. н. ретикулоподиальную ловчую сеть .
Разветвленные ретикулоподии (ловчая сеть) Аллогромия яйцевидной (Allogromia ovoides). Она имеет одноосную однокамерную раковину (1 - ретикулоподии, 2 - захваченная пища (диатомовая водоросль в одном из сплетений ретикулоподий), 3 - кремневые оболочки переваренных водорослей внутри раковины.
Мягкое тело фораминифер надежно защищено раковиной. Раковины образованы либо продуктами выделения цитоплазмы в виде органического вещества и минеральных солей, либо построены в основном из постороннего материала, заимствованного из окружающей среды, а выделяемые цитоплазмой вещества служат лишь цементом. Таким образом, различают раковины секреционные (известковые и кремневые) и агглютинированные (лат. agglutinare - склеивать) Общим для всех фораминифер является наличие псевдохитиновой основы их раковин. Псевдохитин - особое органическое вещество, выделяемое эктоплазмой. Известковая раковина фораминифер имеет псевдохитиновую основу, пропитанную углекислым кальцием, иногда с примесью фосфата кальция или углекислого магния. Секреционные раковины из кремнезема у фораминифер встречаются исключительно редко. Агглютинированная раковина может быть построена из частиц различного минерального состава, фрагментов скелетов других организмов, а порой и мелких раковинок самих же фораминифер.
На рисунке изображены типы строения и состав стенки раковин фораминифер. 1 - одноосная многокамерная известковая (секреционная) раковина Нодозария эксцентричная (Nodosaria perversa ), 2 - спиральная известковая раковина Букцелла необыкновенная (Buccella inusitata ), 3 - неправильного строения известковая раковина Хомотрема красная (Homotrema rubrum ), 4 - гетероморфная агглютинированная раковина Аммотиум сетчатый (Ammotium cassis ).
Среди большого разнообразия форм у раковин фораминифер выделяют 3 главных типа строения: 1 - неправильного строения, 2 - одноосные и 3 - спиральные. Иногда в одной и той же раковине сочетаются два или более типа. Такие раковины называют гетероморфными. Раковины неправильного строения известны у некоторых низко организованных фораминифер. Они бывают одно- или двухкамерные; разнообразные по форме: округлые, плоские, шаровидные, бутылочковидные, трубчатые простые и древовидно ветвящиеся. К одноосным относятся раковины, у которых камеры нарастают циклически вокруг воображаемой оси. Они могут быть однокамерными или многокамерными. Раковины называют спиральными, когда нарастание камер происходит по спирали в одной или нескольких плоскостях.
Размеры раковин фораминифер колеблются главным образом в пределах от десятых долей миллиметра до 2, реже - 3 мм. Но и среди этих одноклеточных животных существуют гиганты. В тропических морях, на коралловых рифах обитают фораминиферы с плоскими округлыми известковыми раковинами, достигающими размеров от 2 до 6 см в диаметре.
Размножаются фораминиферы циклично. В каждом цикле происходит чередование полового и бесполого поколений. Жизненный цикл фораминифер распадается на 2 этапа. Первый - агамогония (бесполое размножение) - включает в себя рост диплоидного агамонта из зиготы и завершается образованием агамет (эмбрионов). Перед образованием эмбрионов у фораминифер происходит мейоз, сопровождающийся сокращением числа хромосом вдвое, в результате эмбрионы становятся гаплоидными. Второй этап, гамогония (половое размножение), охватывает период роста гамонта, образующегося из гаплоидного эмбриона, и распадение гамонта на многочисленные гаметы - половые элементы, дающие в результате попарного слияния вновь зиготу. И жизненный цикл начинается сначала. 
Жизненный цикл Криброэльфидиума кудрявого (Сribroelphidium crispum ) имеющего спиральную известковую раковину. 1) зигота, 2) диплоидный агамонт, развившийся из зиготы, 3) выход агамет (эмбрионов) из раковины агамонта, 4) молодой гаплоидный гамонт, 5) зрелый гамонт на стадии формирования гамет, 6) выход гамет из раковины гамонта, 7) гаметы в момент их слияния.
Фораминиферы насчитывают в своем составе более 10000 видов. Они населяют все районы Мирового океана, встречаясь от тропиков до полярных областей. Одни фораминиферы, планктонные, обитают в верхних слоях пелагиали от (0-100 м) и до глубин 1000 м, следуя в основном направлению течений и таким образом расселяясь. Среди них выделены холодноводные (арктические и антарктические), умеренного пояса и тепловодные виды (субтропические и тропические). Основным экологическим фактором, определяющим распространение планктонных фораминифер, является температура. Другие фораминиферы, донные, живут на морском дне от самых верхних горизонтов литорали до сверхабиссальных глубин. У донных фораминифер хорошо выражена зональность в их распределении по различным глубинам. Они расселяются на значительные расстояния в основном пассивным способом, вместе с осадком, взмученным придонными течениями. Активно донные фораминиферы расселяются на небольшие расстояния, переползая по субстрату (мягкий и жесткий грунт, водоросли, раковины моллюсков, ветви кораллов и т. д.) с помощью ложноножек.
Все фораминиферы, как правило, стеногалинные организмы. Только некоторые представители донных видов способны выдерживать повышение или понижение солености. В отличие от планктонных, донные фораминиферы толерантны к низкому уровню кислорода в воде. Они не живут лишь в настоящих бескислородных условиях.
Практическую и научную значимость фораминифер трудно переоценить. Ископаемые фораминиферы сыграли и играют большую роль в развитии многих отраслей геологии, в частности в поисках и разведке нефтяных месторождений. Благодаря малым размерам, они содержатся в достаточном количестве в тех небольших образцах горных пород, которые извлекаются из недр земли при буровых работах. Поэтому определить возраст нефтеносных пород и уточнить положение их границ удается исключительно благодаря фораминиферам. Не меньший интерес вызывает эта группа организмов как объект исследований для решения теоретических вопросов в биологии. Среди одноклеточных организмов фораминиферы используют как модель эукариотной клетки для исследований в области молекулярной биологии, генетики, биохимии.
к.б.н. Преображенская Т.В. (ИБМ ДВО РАН)
