☰
Гидры — это род животных, относящихся к Кишечнополостным. Их строение и жизнедеятельность часто рассматривают на примере типичного представителя — гидры пресноводной. Далее будет описываться именно данный вид, который обитает в пресных водоемах с чистой водой, прикрепляется к водным растениям.
Обычно размер гидры менее 1 см. Жизненная форма — полип, что предполагает цилиндрическую форму тела с подошвой внизу и ротовым отверстием на верхней стороне. Рот окружен щупальцами (примерно 6-10), которые могут вытягиваться в длину, превышающую длину тела. Гидра наклоняется в воде из стороны в сторону и своими щупальцами улавливает мелких членистоногих (дафний и др.), после чего отправляет их в рот.
Для гидр, также как для всех кишечнополостных, характерна радиальная (или лучевая) симметрия. Если смотреть на не сверху, то можно провести множество воображаемых плоскостей, делящих животное на две равных части. Гидре все-равно с какой стороны к ней подплывает пища, так как она ведет неподвижный образ жизни, поэтому радиальная симметрия ей более выгодна, чем билатеральная (характерная для большинства подвижных животных).
Ротовое отверстие гидры открывается в кишечную полость. Здесь происходит частичное переваривание пищи. Остальное переваривание осуществляется в клетках, которые поглощают частично переваренную пищу из кишечной полости. Непереваренные остатки выбрасываются через рот, так как у кишечнополостных нет анального отверстия.
Тело гидры, как и всех кишечнополостных, состоит из двух слоев клеток. Наружный слой называется эктодермой, а внутренний — энтодермой. Между ними находится небольшой слой мезоглеи — неклеточного студенистого вещества, в котором могут находиться различные типы клеток или отростки клеток.
Бесполое размножение гидры по почкованию
- Почкование — это форма бесполого размножения, которая возникает в результате разрастания части клетки или области тела, что приводит к отделению от исходного организма на двух особей.
- Размножается гидра бесполым почкованием. Летом, когда животное сытое и здоровое, обычным способом размножения является бутонизация. Это происходит в любое время года.
- Выпуклость появляется из-за многократного митотического деления интерстициальных клеток эпидермиса около середины или в базальной части тела.
- Растет в виде зачатка, стенка которого состоит из эпидермиса и гастродермы, а внутренний просвет продолжает желудочно-сосудистую полость родителя.
- Бутон увеличивается в размерах, на его свободном конце образуется рот и круг из щупалец.
- Как только почка полностью развивается, она сжимается в качестве основы (точки прикрепления к родительской гидре) и, наконец, отделяется от родительского тела, чтобы стать независимым организмом.
- Этот процесс может занять около 3 дней от начала до конца.
- Иногда несколько почек появляются одновременно у одного родителя, и они, в свою очередь, могут давать вторичные почки, так что образуется группа, которая временно напоминает колониального гидроида.
Процесс питания
Это миниатюрное существо — настоящий хищник. Очень интересно узнать, чем же питается пресноводная гидра. В воде обитает множество мелкой живности: циклопы, инфузории, а также рачки. Они и служат пищей для этого создания. Иногда оно может съесть более крупную добычу, например, маленьких червячков или личинок комара. Кроме того, эти кишечнополостные приносят большой урон рыбоводческим прудам, ведь икра становится одним из того, чем питается гидра.
В аквариуме можно во всей красе понаблюдать за тем, как охотится это животное. Гидра висит щупальцами вниз и при этом расставляет их в виде сети. Ее туловище слегка раскачивается и описывает круг. Добыча, проплывающая рядом, касается щупалец, пытается вырваться, но резко перестает двигаться. Стрекательные клетки парализуют ее. Тогда кишечнополостное существо притягивает ее ко рту и съедает.
Если животное хорошо поело, оно раздувается. Это существо может поглотить жертву, которая превышает его по размеру. Рот его может раскрываться очень широко, иногда из него отчетливо виднеется часть организма добычи. После такого зрелища не возникает никаких сомнений в том, что пресноводная гидра по способу питания — хищник.
Половое размножение гидры
- Гидра размножается половым путем за счет слияния гамет, когда условия окружающей среды становятся неблагоприятными (обычно осенью).
- Такие факторы, как изменение температуры (низкие температуры) и отсутствие достаточных источников пищи, заставляют организм начать развитие гонад в рамках подготовки к половому размножению.
- Половое размножение у гидры ограничено только определенными периодами.
- При половом размножении гонады временно развиваются из интерстициальных клеток эпидермиса, которые накапливаются, образуя выпуклости в теле.
- Выпуклость гонад отличается от выпуклости почек, поскольку мезоглоя и гастродерма не входят в гонады.
- Некоторые виды являются гермафродитом.
- Большинство видов являются однополыми или двудомными, в котором пол отдельно.
- Самец меньше по размеру и имеет от 1 до 8 конических семенников с сосковой структурой над ними, тогда как самка крупнее и имеет 10–2 яичника.
- Даже у видов-гермафродитов избегают самооплодотворения, потому что сперматозоиды и яйцеклетки созревают в разное время. Яички созревают раньше, чем яичники (протандроз).
Яички
- Семенники — это конические возвышения стенки тела, количество которых варьируется от нескольких до многих.
- Он образован быстро размножающимися интерстициальными клетками эпидермиса, который снаружи покрыт защитной капсулой, состоящей из крупных эпидермальных клеток.
- Обычно они располагаются около дистального или орального конца тела, а если их много, то они могут покрывать большую часть тела.
- Заключенные таким образом интерстициальные клетки превращаются в сперматоциты, каждый из которых затем дважды делится с образованием четырех сперматозоидов.
- Интерстициальные клетки у основания конического выроста (семенники) действуют как сперматогонии. Они подвергаются типичному сперматогенезу и проходят первичную, вторичную и сперматидную стадии, становясь сперматозоидами.
- У каждого сперматозоида впереди есть ядерный материал (коническая головка), короткая шейка и волнистый хвост.
- В зрелом состоянии сперматозоиды выделяются через разрыв стенки семенника на его апикальном выступе, напоминающем сосок, таким образом освобожденные сперматозоиды плавают в воде, где они остаются активными в течение дня или двух.
Подцарство многоклеточные
Тело образовано множеством клеток. Клетки дифференцированы по форме и функциям, утратили или почти утратили свою самостоятельность, образуют разные ткани и органы, которые объединяются в целостный организм. Организм имеет сложное индивидуальное развитие – онтогенез. Из оплодотворенного (или неоплодотворенного) яйца в процессе онтогенеза развивается взрослый организм. Онтогенез многоклеточных включает дробление яйца на множество клеток (бластомеров), из которых формируются далее зародышевые листки и органы.
Яичники
- Яичники — это яйцевидные образования, расположенные около базального конца тела.
- У зеленой гидры обычно присутствует одна завязь, а у коричневой гидры формируется до восьми завязей.
- Образуется в результате размножения интерстициальных клеток, составляющих первичные оогонии.
- Одна из оогоний, обычно расположенная в центре, становится больше и амебовидной с большим ядром, называемым ооцистой.
- Ооциста питается более мелкими соседними интерстициальными клетками, которые становятся желтком или резервной пищей, которую нужно использовать позже, пока молодая гидра все еще не имеет рта для еды.
- Ооциста сильно увеличивается в размерах и претерпевает два деления созревания, в результате чего образуются 2 полярных тела и сокращаются хромосомы до гаплоидного числа, равного 15 в случае Pelmatohydra.
- Зрелая яйцеклетка — это женская половая клетка, которая представляет собой большую сферическую массу, нагруженную желточными гранулами и занимающую большую часть пространства внутри яичника.
- Когда яйцо созревает, эпидермис над ним разрывается и отделяется, образуя чашеобразный сосуд, содержащий обнаженное яйцо.
- Яйцеклетка не освобождается сразу, а остается прикрепленной к стенке яичника.
- Один яичник обычно содержит одну яйцеклетку, но редко встречаются 2 (Chllorohydra viridissima), а еще больше (Hydra dioecia) яйцеклеток.
- Яйцеклетка выделяет вокруг себя студенистое вещество.
Оплодотворение
- Оплодотворение происходит, когда спелые сперматозоиды выходят из семенников, плавают в воде, пока не приблизятся к выдавленной яйцеклетке и не окружат ее.
- Несколько сперматозоидов могут проникнуть через студенистую оболочку, но только один попадает в яйцеклетку и полностью сливается с ней. Этот процесс называется оплодотворением, а оплодотворенная яйцеклетка — яйцеклеткой или зиготой.
- Мужское и женское ядра объединяются, образуя слияние или ядро зиготы.
- Яйцеклетка погибнет и выродится, если оплодотворение не произойдет в течение короткого времени после ее обнажения.
Развитие
Развитие начинается так же после оплодотворения, когда яйцеклетка или зигота все еще прикреплены к родителю, подвергаясь дроблению или сегментации.
Расщепление
Поскольку в яйце мало желтка, дробление неопределенное, полное и равное (холобластическое), в результате чего образуются бластомеры — клетки одинакового размера.
Бластуляция
- Расщепление приводит к образованию полого сферического шара, называемого бластулой или целобластулой, с узкой полостью (бластоцель).
- Равные клетки или бластомеры располагаются в едином поверхностном слое.
Гаструляция
- Некоторые клетки бластулярной стенки отслаиваются и мигрируют внутрь (мультиполярная ингрессия).
- В то время как другие клетки образуют внешние и внутренние клетки путем тангенциального деления (первичного отслоения). В результате бластоцель полностью заполняется новыми клетками, а полая бластула превращается в твердую гаструлу.
- Грастула состоит из одного слоя внешних клеток, образующих эктодерму, и внутренней твердой массы клеток, образующих энтодерму.
Гастроцель
- Вскоре в центральной твердой массе энтодермальных клеток появляется новая полость, называемая гастроцель или архентерон.
- Вокруг гаструлы образуется двухслойная защитная оболочка или киста, позволяющая эмбриону пережить изменения окружающей среды.
- Внешний слой стенки кисты толстый, роговой или хитиноидный и колючий, а внутренний слой представляет собой тонкую студенистую оболочку.
- Эмбрион остается в спящем состоянии до улучшения условий окружающей среды.
- Он выдерживает сушку и замораживание, выдерживает засуху и зиму. Также вероятно, что эта стадия отдыха служит для рассеивания, так как она может быть перенесена ветром или в грязи на ногах животных к другим водоемам, в которых присутствует вода.
Вылупление
- С наступлением благоприятных условий воды и температуры развитие возобновляется.
- Интерстициальные клетки возникают в эктодерме, а мезоглоя секретируется между двумя клеточными слоями.
- Зародыш удлиняется, и на одном конце образуется круг из зачатков щупалец, в середине которого появляется рот.
- По мере увеличения размера зародыша оболочка или киста разрывается, и из него вылупляется молодая гидра с щупальцами. Вскоре перерастает во взрослую особь.
- В развитии гидры нет свободных личиночных стадий.
Строение внутреннего слоя клеток
Энтодерма выстилает изнутри всю кишечную полость. В её состав входят пищеварительно-мускульные и железистые клетки.
Энтодерма
Пищеварительная система
Пищеварительно-мускульных клеток больше других. Мускульные волоконца их способны к сокращению. Когда они укорачиваются, тело гидры становится более тонким. Сложные движения (передвижение «кувырканием»), происходит за счёт сокращений мускульных волоконцев клеток эктодермы и энтодермы.
Каждая из пищеварительно-мускульных клеток энтодермы имеет 1-3 жгутика. Колеблющиеся жгутики создают ток воды, которым пищевые частички подгоняются к клеткам. Пищеварительно-мускульные клетки энтодермы способны образовывать ложноножки, захватывать и переваривать в пищеварительных вакуолях мелкие пищевые частицы.
Строение пищеварительно-мускульной клетки
Имеющие в энтодерме железистые клетки выделяют внутрь кишечной полости пищеварительный сок, который разжижает и частично переваривает пищу.
Строение желистой клетки
Добыча захватывается щупальцами с помощью стрекательных клеток, яд которых быстро парализует мелких жертв. Координированными движениями щупалец добыча подносится ко рту, а затем с помощью сокращений тела гидра «надевается» на жертву. Пищеварение начинается в кишечной полости (полостное пищеварение), заканчивается внутри пищеварительных вакуолей эпителиально-мускульных клеток энтодермы (внутриклеточное пищеварение). Питательные вещества распределяются по всему телу гидры.
Когда в пищеварительной полости оказываются остатки жертвы, которые невозможно переварить, и отходы клеточного обмена, она сжимается и опорожняется.
Дыхание
Гидра дышит растворённым в воде кислородом. Органов дыхания у неё нет, и она поглощает кислород всей поверхностью тела.
Кровеносная система
Отсутствует.
Выделение
Выделение углекислого газа и других ненужных веществ, образующихся в процессе жизнедеятельности, осуществляется из клеток наружного слоя непосредственно в воду, а из клеток внутреннего слоя — в кишечную полость, затем наружу.
Нервная система
Под кожно-мускульными клетками располагаются клетки звездчатой формы. Это нервные клетки (1). Они соединяются между собой и образуют нервную сеть (2).
Нервная система и раздражимость гидры
Если дотронутся до гидры (2), то в нервных клетках возникает возбуждение (электрические импульсы), которое мгновенно распространяется по всей нервной сети (3) и вызывает сокращение кожно-мускульных клеток и всё тело гидры укорачивается (4). Ответная реакция организма гидры на такое раздражение — безусловный рефлекс.
Регенерация
- Регенерация — это способность организма восстанавливать утраченные или поврежденные части тела. Обычно это происходит после несчастного случая, но может быть вызвано искусственно путем.
- Гидра обладает огромной способностью к регенерации, которую обнаружил Авраам Трембли в 1745 году. С тех пор Гидра стала излюбленным материалом для экспериментов по регенерации.
- Если живое животное гидры разрезать на 2 или 3 или более частей, каждая недостающая часть вырастет и станет целым животным.
- Фрагмент гидры диаметром 1/6 мм и более способен регенерировать целого человека.
- Это не размножение, а нормальный метод размножения.
- Регенерация гидр стала возможной благодаря удивительной генеративной способности тотипотентных интерстициальных клеток.
- Одной из характерных черт регенерирующего элемента у Гидры является то, что она сохраняет полярность. На конце, расположенном возле рта, развиваются рот и щупальцы, а на конце, расположенном ближе к основанию, формируется новый педальный диск.
Нервная система и дыхание
В одном из слоев туловища этого существа находится рассеянная нервная система, а в другом — небольшое количество нервных клеток. Всего в организме животного насчитывается 5 тысяч нейронов. Около рта, на подошве и щупальцах у животного есть нервные сплетения.
У гидры не происходит деления нейронов на группы. Клетки воспринимают раздражение и отдают сигнал мускулам. В нервной системе особи есть электрические и химические синапсы, а также белки опсины. Говоря о том, чем дышит гидра, стоит упомянуть, что процесс выделения и дыхания происходит по поверхности всего тела.
Бессмертие в Гидре
- П. Брайен (1955) и другие заметили, что гидра, потенциально бессмертна из-за того, что она заменяет старые клетки тела новыми каждые 45 дней.
- Прямо под щупальцами находится зона роста, где интерстициальные клетки дают начало всем другим клеткам тела. При образовании новых клеток старые клетки выталкиваются к концам щупалец и педального диска, откуда они выпадают наружу.
- По мере того как старые клетки теряются с любого полюса Гидры, новые продолжают заменять старые, позволяя Гидре продолжать жить в течение длительного периода времени.
- Было показано, что если интерстициальные клетки зоны роста разрушаются, то гибель гидры наступает в течение нескольких дней.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник: