В древнегреческом мифе Гидра была многоголовым монстром, у которого вместо отрубленной головы вырастало две. Как оказалось, настоящее животное, названное в честь этого мифического зверя, обладает биологическим бессмертием.
Пресноводные гидры обладают замечательной регенеративной способностью. Вместо того, чтобы восстанавливать повреждённые клетки, они постоянно заменяются делением стволовых клеток и частично их дифференцированием.
В течение пяти дней гидра почти полностью обновляется, что полностью исключает процесс старения. Способность заменять даже нервные клетки до сих пор считается уникальной в животном мире.
Ещё одной особенностью пресноводной гидры является то, что новый индивидуум может вырасти из отдельных частей. То есть, если гидру разделить на части, то достаточно 1/200 массы взрослой гидры чтобы из неё выросла новая особь.
Что такое гидра
Пресноводная гидра (Hydra) является родом мелких пресноводных животных типа Cnidaria и класса Hydrozoa. Это, по сути, одиночный, малоподвижный пресноводный полип, который обитает в умеренных и тропических регионах.
В Европе существует по меньшей мере 5 видов рода, включая:
- Hydra vulgaris (общий пресноводный вид).
- Hydra viridissima (также называемая Chlorohydra viridissima или зеленная гидра, зелёное окрашивание происходит от хлорелловых водорослей).
Строение гидры
Гидра имеет трубчатое, радиально-симметричное тело длиной до 10 мм, удлинённую, клейкую ногу на одном конце, называемую базальным диском. Сальниковые клетки в базальном диске выделяют липкую жидкость, которая объясняет её адгезионные свойства.
На другом конце находится ротовое отверстие, окружённое от одного до двенадцати тонких мобильных щупальцев. Каждое щупальце одето в узкоспециализированные язвительные клетки. При контакте с добычей эти клетки выпускают нейротоксины, которые парализуют жертву.
Тело пресноводной гидры состоит из трёх слоёв:
- «наружная оболочка» (эктодермальный эпидермис);
- «внутренняя оболочка» (энтодермальная гастродермия);
- студенистая опорная матрица так называемая мезоглоя, которая отделена от нервных клеток.
Эктодерма и энтодерма содержат нервные клетки. В эктодерме, есть сенсорные или рецепторные клетки, которые получают стимулы от окружающей среды, такие как движение воды или химические раздражители.
Есть также, эктодермальные крапивные капсулы, которые выбрасываются, освобождая парализующий яд и, таким образом , служат для захвата добычи. Эти капсулы не регенерируются, поэтому их можно выбросить только один раз. На каждом из щупальцев находится от 2500 до 3500 крапивных капсул.
Эпителиальные мышечные клетки образуют продольные мышечные слои вдоль полипоида. Стимулируя эти клетки, полип может быстро сокращаться. В энтодерме также есть мышечные клетки, они называются так из-за их функции, поглощения питательных веществ. В отличие от мышечных клеток эктодермы, они расположены кольцеобразно. Это приводит к тому, что полип растягивается, когда мышечные клетки эндодермы сокращаются.
Энтодермальный гастродермис окружает, так называемую желудочно-кишечную полость. Поскольку эта полость вмещает как пищеварительный тракт, так и сосудистую систему, она называется гастроваскулярной системой. Для этой цели в дополнение к мышечным клеткам в энтодерме, находятся специализированные клетки железы, которая выделяет пищеварительные выделения.
Кроме того, в эктодерме имеются также замещающие клетки, а также энтодерма, которые можно трансформировать в другие клетки или продуцировать, например, сперму и яйцеклетки (большинство полипов являются гермафродитами).
Нервная система
Гидра имеет нервную сеть, как и все полые животные (кишечнополостные), но у неё нет координационных центров, таких как ганглии или мозг. Тем не менее наблюдается накопление сенсорных и нервных клеток и их удлинения на ртах и стебле. Эти животные реагируют на химические, механические и электрические раздражители, а также на свет и температуру.
Нервная система у гидры является структурно простой по сравнению с более развитыми нервными системами животных. Нервные сетки соединяют сенсорные фоторецепторы и чувствительные к касанию нервные клетки, расположенные на стенке тела и щупальцах.
Дыхание и экскреция происходят путём диффузии повсюду через эпидермис.
Кормление
Гидры главным образом питаются водными беспозвоночными. При кормлении они удлиняют своё тело до максимальной длины, а затем медленно расширяют свои щупальца. Несмотря на их простую конструкцию, щупальца
необычайно расширяются и могут быть в пять раз больше длины тела. После полного растяжения щупальца медленно маневрируют в ожидании контакта с подходящим животным-жертвой. При контакте, стрекательные клетки на щупальце жалят жертву (процесс выброса занимает всего около 3 микросекунд), а сами щупальца обвивают добычу.
В течение нескольких минут жертва втягивается в полость тела, после чего начинается пищеварение. Полип может значительно растянуть свою стенку тела, чтобы переварить добычу, превышающую по размерам гидру более чем в два раза. Через два или три дня неудобоваримые останки жертвы выводятся путём сокращения через отверстие рта.
Пища пресноводной гидры состоит из мелких ракообразных, водяных блох, личинок насекомых, водяных молей, планктона и других мелких водных животных.
Движение
Гидра передвигается с места на место, вытягивая своё тело и цепляясь к предмету поочерёдно то одним, то другим концом тела. Полипы мигрируют около 2 см в день. Путём формирования газового пузырька на ноге, который обеспечивает плавучесть, гидра также может передвигаться к поверхности.
Воспроизведение и продолжительность жизни.
Гидра может размножаться как бесполым образом, так и в виде прорастания новых полипов на ножке материнского полипа, продольным и поперечным делением и при определённых обстоятельствах. Эти обстоятельства ещё не были полностью изучены , но нехватка питания играет важную роль. Эти животные могут быть самцами, самками или даже гермафродитами. Сексуальное размножение инициируется образованием половых клеток в стенке животного.
Заключение
Неограниченный срок жизни гидры привлекает внимание учёных-естествоиспытателей. Стволовые клетки гидры обладают способностью к бессрочному самообновлению. Фактор транскрипции, был идентифицирован как критический фактор непрерывного самообновления.
Однако, похоже, что исследователям ещё предстоит пройти долгий путь, прежде чем они смогут понять, как результаты их работы могут быть применены к сокращению или устранению человеческого старения.
Применение этих животных для нужд человека ограничено тем, что пресноводные гидры не могут жить в грязной воде, поэтому они используются в качестве индикаторов загрязнения воды.
В статье читатели смогут узнать, что такое гидра. А также познакомится с историей открытия, особенностями данного животного и местом обитания.
История открытия животного
Прежде всего следует дать научное определение. Пресноводная гидра - это род сидячих (по образу жизни) кишечнополостных, относящихся к классу гидроидных. Представители этого рода обитают в реках с относительно медленным течением или стоячих водоемах. Они крепятся к грунту (дну) или растениям. Это малоподвижный одиночный полип.
Первые данные о том, что такое гидра, дал нидерландский ученый, конструктор микроскопа Антони ван Левенгук. Он являлся также основоположником научной микроскопии.
Более подробное описание, а также процессы питания, движения, размножения и регенерации гидры раскрыл швейцарский ученый Авраам Трамбле. Свои результаты он описал в книге "Мемуары к истории одного рода пресноводных полипов".
Данные открытия, которые стали предметом разговоров, принесли большую славу ученому. В настоящее время считается, что именно опыты по изучению регенерации рода послужили толчком к возникновению экспериментальной зоологии.
Уже позже Карлом Линнеем роду было дано научное название, которое исходило из древнегреческих мифов о Лернейской Гидре. Возможно, ученый связал название рода с мифическим существом ввиду его регенерационных способностей: когда гидре отрубали голову, на ее месте вырастала другая.
Строение тела
Раскрывая тему "Что такое гидра?", следует дать и внешнее описание рода.
Длина туловища составляет от одного миллиметра до двух сантиметров, а иногда и немного больше. Тело гидры имеет цилиндрическую форму, спереди находится рот, окруженный щупальцами (их количество может достигать двенадцати). Сзади размещается подошва, с помощью которой животное может передвигаться и прикрепляться к чему-либо. На ней есть узкая пора, через нее выделяется из кишечной полости жидкость и пузырьки газа. Особь вместе с этим пузырьком открепляется от опоры и всплывает. При этом голова находится в толще воды. Таким способом особь расселяется по водоёму.
Строение гидры простое. Иначе говоря, тело представляет собой мешок, стенки которого состоят из двух слоев.
Жизненные процессы
Говоря о процессах дыхания и выделения, следует сказать: оба процесса происходят по всей поверхности тела. В выделении важную роль играют клеточные вакуоли, главной функцией которых является осморегуляторная. Ее суть заключается в том, что вакуоли выводят остатки воды, которые поступают в клетки вследствие процессов односторонней диффузии.
Благодаря наличию нервной системы, имеющей сетчатое строение, пресноводная гидра осуществляет простейшие рефлексы: животное реагирует на температуру, механическое раздражение, освещенность, на наличие химических веществ в водной среде и на другие факторы среды.
Основу питания гидры составляют мелкие беспозвоночные - циклопы, дафнии, олигохеты. Животное захватывает при помощи щупальцев добычу, яд стрекательной клетки довольно быстро поражает ее. Затем пища подносится щупальцами ко рту, который, благодаря сокращениям тела, как бы надевается на добычу. Остатки пищи гидра выбрасывает через рот.
Размножение гидры в благоприятных условиях происходит бесполым путем. На теле кишечнополостного образуется почка, которая некоторое время растет. Позже у нее появляются щупальца, а также прорывается рот. Молодая особь отделяется от материнской, прикрепляется к субстрату щупальцами и начинает вести самостоятельный образ жизни.
Половое размножение гидры начинается осенью. На ее теле образовываются половые железы, а в них - половые клетки. Большая часть особей раздельнополые, но встречается и гермафродитизм. Оплодотворение яйцеклетки происходит в теле материнской особи. Образованные зародыши развиваются, а зимой взрослая особь погибает, а зародыши зимуют на дне водоема. На этот период они впадают в процесс анабиоза. Таким образом, развитие у гидр прямое.
Нервная система гидры
Как говорилось выше, у гидры она сетчатая. В одном из слоев тела нервные клетки образуют рассеянную нервную систему. В другом слое не много нервных клеток. Всего в теле животного около пяти тысяч нейронов. У особи нервные сплетения есть на щупальцах, подошве и возле рта. Последние исследования показали, что гидра имеет нервное околоротовое кольцо, очень похожее на нервное кольцо гидромедузы.
У животного нет определенного деления нейронов на отдельные группы. Одна клетка воспринимает раздражение и передает сигнал мускульным. Есть в ее нервной системе химические и электрические синапсы (место контакта двух нейронов).
Также у этого примитивного животного обнаружены белки опсины. Есть предположение, что у опсинов человека и гидры общее происхождение.
Рост и способность к регенерации
Клетки гидры обновляются постоянно. Они делятся в средней части туловища, затем двигаются к подошве и щупальцам. Именно здесь они гибнут и слущиваются. Если возникает избыток делящихся клеток, то они перемещаются в почки в нижнюю часть тела.
У гидры есть способность к регенерации. Даже после поперечного разреза тела на несколько частей, каждая из них восстановится до исходного вида. Щупальца и рот восстанавливаются на той стороне, что была ближе к оральному концу туловища, а подошва - на другой стороне. Особь способна восстановится из небольших кусочков.
Кусочки тела хранят информацию о движении оси тела в структуре актинового цитоскелета. Изменение этой структуры приводит к нарушениям в процессе регенерации: может образоваться несколько осей.
Продолжительность жизни
Говоря о том, что такое гидра, важно сказать и о длительности жизненного цикла особей.
Еще в девятнадцатом веке была выдвинута гипотеза о том, что гидра бессмертна. Некоторые ученые на протяжении всего последующего столетия пытались ее доказать, а некоторые - опровергнуть. Лишь в 1997 году она все-таки была доказана Даниэлем Мартинесом с помощью эксперимента, который длился четыре года. Также есть мнение, что бессмертие гидры связано с высокой регенерацией. А то, что зимой в реках средней полосы взрослые особи погибают, связано, скорее всего, с нехваткой пищи или воздействием неблагоприятных факторов.
В озерах, речках или прудах с чистой, прозрачной водой, на корнях ряски, стеблях и листьях других водных растений часто встречаются прикрепленные животные, похожие на растрепанную бечевку. Это Гидры . Внешне Гидры выглядят как небольшие полупрозрачные буроватые или зеленоватые стебельки, с венчиком щупалец на свободном конце тела. Гидра - пресноводный полип ("полип" означает "многоног").
Гидры – радиальносимметричные животные. Тело их в виде мешка размером от 1 до 3 см (причем тело обычно не превышает в длину 5-7 мм, зато щупальца способны вытягиваться на несколько сантиметров). На одном конце тела находится подошва , служащая для прикрепления к подводным предметам, на противоположном - ротовое отверстие , окруженное длинными щупальцами (5-12 щупалец). В наших водоемах Гидр можно встретить с начала июня до конца сентября.
Образ жизни . Гидры – хищные животные. Они отлавливающие добычу с помощью щупалец, на которых в огромном количестве расположены стрекательные клетки . При прикосновении к щупальцам из капсулы стрекательной клетки "выстреливают" длинные нити , содержащие сильные токсины. Убитые животные подтягиваются щупальцами к ротовому отверстию и заглатываются. Мелких животных Гидра глотает целиком. Если жертва несколько крупнее самой Гидры, она также может ее заглотить. При этом рот хищницы широко раскрывается, а стенки тела сильно растягиваются. Если добыча не помещается в гастральную полость целиком, Гидра заглатывает лишь один ее конец, по мере переваривания проталкивая жертву все глубже и глубже. Через ротовое отверстие удаляются и не переваренные остатки пищи. Предпочитают Гидры дафний (водяных блох), но могут съесть и других рачков, инфузорий, различных личинок насекомых и даже мелких головастиков и мальков. Умеренный суточный рацион - одна дафния.
Гидры обычно ведут неподвижный образ жизни, но могут переползать с места на место, скользя на подошве или кувыркаясь через голову. Перемещаются они всегда в направлении света. При раздражении животные способны сжиматься в комок, что, возможно, помогает им и при дефекации.
Строение тела. Тело Гидры состоит из двух слоев клеток. Это так называемые двухслойные животные. Наружный слой клеток называется эктодермой , а внутренний слой – энтодермой (эндодермой ). Между эктодермой и энтодермой расположен слой бесструктурной массы - мезоглеи . Мезоглея у морских медуз составляет до 80% массы тела, а у Гидры мезоглея не велика и называется опорной пластинкой .
Род Гидра - Hydra
Внутри тела Гидры находится гастральная полость (кишечная полость ), открывающаяся наружу одним единственным отверстием (ротовым отверстием ).
В энтодерме располагаются эпителиально-мускульные и железистые клетки . Эти клетки выстилают кишечную полость. Основная функция энтодермы - пищеварительная. Эпителиально-мускульные клетки при помощи жгутиков, обращенных в кишечную полость, подгоняют пищевые частицы, а с помощью ложноножек захватывают их и втягивают внутрь. В этих клетках пища переваривается. Железистые клетки вырабатывают ферменты, расщепляющие белки. Пищеварительный сок этих клеток попадает в кишечную полость, где также происходят процессы пищеварения. Таким образом, пищеварение у Гидры 2-х видов: внутриполостное (внеклеточное), характерное для остальных многоклеточных животных, и внутриклеточное (характерное для одноклеточных и низших многоклеточных).
В эктодерме у Гидры располагаются эпителиально-мускульные, нервные, стрекательные и промежуточные клетки. Эпителиально-мускульные (покровные) клетки покрывают тело Гидры. Каждая из них имеет вытянутый параллельно поверхности тела длинный отросток, в цитоплазме которого развиты сократительные волоконца . Совокупность таких отростков образует слой мускульных образований. Когда волоконца всех эпителиально-мускульных клеток сокращаются, тело Гидры сжимается. Если сокращаются волоконца только на одной стороне тела, то в эту сторону Гидра и нагибается. Благодаря работе мускульных волоконец Гидра может медленно передвигаться с места на место, поочередно "ступая" то подошвой, то щупальцами.
Стрекательных, или крапивных клеток особенно много в эктодерме щупалец. Внутри этих клеток находится капсула с ядовитой жидкостью и свернутая в спираль трубчатая нить . На поверхности стрекательных клеток имеется чувствительный волосок . Эти клетки служат Гидре оружием нападения и защиты. При прикосновении добычи или врага к чувствительному волоску стрекательная капсула моментально выбрасывает нить наружу. Ядовитая жидкость, попадая в нить, а затем через нить в тело животного, парализует его или убивает. Стрекательные клетки после разового использования погибают и заменяются новыми, образующимися за счет промежуточных клеток.
Промежуточные клетки мелкие, круглые, с большими ядрами и небольшим количеством цитоплазмы. При повреждении тела Гидры, они начинают усиленно расти и делиться. Из промежуточных клеток могут образовываться эпителиально-мускульные, нервные, половые и другие клетки.
Нервные клетки рассеяны под покровными эпителиально-мускульными клетками, и они имеют звездчатую форму. Отростки нервных клеток сообщаются между собой, образуя нервное сплетение, сгущающиеся вокруг рта и на подошве.
Род Гидра - Hydra
Такой тип нервной системы называется диффузным - наиболее примитивным в животном мире. Часть нервных отростков подходит к кожно-мускульным клеткам. Отростки способны воспринимать различные раздражения (свет, тепло, механические воздействия), в результате чего в нервных клетках развивается возбуждение, которое передается по ним ко всем частям тела и животного и вызывает соответствующую ответную реакцию.
Таким образом, у Гидры и прочих Кишечнополостных имеются настоящие ткани , хотя и мало дифференцированные – эктодерма и энтодерма. Появляется нервная система.
Особых органов дыхания у Гидры нет. Растворенный в воде кислород проникает в гидру через всю поверхность тела. Органов выделения у Гидры тоже нет. Конечные продукты обмена веществ выводятся через эктодерму. Органы чувств не развиты. Осязание осуществляется всей поверхностью тела, особенно чувствительны щупальца (чувствительные волоски), выбрасывающие стрекательные нити, убивающие или парализующие добычу.
Размножение. Размножается Гидра как бесполым , так и половым путем. В течение лета она размножается бесполым путем - почкованием . В средней части тела Гидры находится пояс почкования, на котором образуются бугорки (почки ). Почка вырастает, на ее вершине образуется рот и щупальца, после чего почка утончается у основания, отделяется от тела материнской особи и начинает жить самостоятельно. Это напоминает развитие побега растения из почки - отсюда и название этого способа размножения.
Осенью, с приближением холодов в эктодерме Гидры из промежуточных клеток образуются половые клетки - сперматозоиды и яйцеклетки . Стебельчатые Гидры раздельнополы , и оплодотворение у них перекрестное . Яйцевые клетки располагаются ближе к основанию Гидры и похожи на амебу, а сперматозоиды похожи на жгутиковых простейших и развиваются в бугорках, расположенных ближе к ротовому отверстию. Сперматозоид имеет длинный жгутик, с помощью которого он плавает в воде и достигает яйцеклеток, а затем сливается с ними. Оплодотворение происходит внутри тела материнской особи. Оплодотворенное яйцо начинает делиться, покрывается плотной двойной оболочкой, опускается на дно и там зимует. Поздней осенью Гидры погибают. А весной из перезимовавших яиц развивается новое поколение.
Регенерация. При повреждении тела, клетки, расположенные вблизи раны, начинают расти и делиться, и рана быстро зарастает (заживает). Этот процесс называется регенерацией . Регенерация встречается у многих животных, есть она и у человека. Но ни одно животное не может сравниться в этом деле с Гидрой. Возможно, свое название гидра получила именно за это свойство (см. второй подвиг Геракла).
Лернейская гидра (Второй подвиг Геракла)
После первого подвига царь Эврисфей послал Геракла убить лернейскую гидру. Это было чудовище с телом змеи и девятью головами дракона. Жила гидра в болоте около города Лерны и, выползая из своего логовища, уничтожала целые стада и опустошала все окрестности. Борьба с девятиголовой гидрой была опасна потому, что одна из голов ее была бессмертна. Отправился в путь к Лерне Геракл со своим другом Иолаем. Прибыв к болоту у города Лерны, Геракл оставил Иолая с колесницей в близлежащей роще, а сам отправился искать гидру. Он нашел ее в окруженной болотом пещере. Раскалив докрасна свои стрелы, стал Геракл пускать их одну за другой в гидру. В ярость привели гидру стрелы Геракла. Она выползла, извиваясь покрытым блестящей чешуей телом, из мрака пещеры, грозно поднялась на своем громадном хвосте и хотела уже броситься на героя, но наступил ей сын Зевса ногой на туловище и придавил к земле. Своим хвостом гидра обвилась вокруг ног Геракла и силилась свалить его. Как непоколебимая скала, стоял герой и взмахами тяжелой палицы одну за другой сбивал головы гидры. Как вихрь, свистела в воздухе палица; слетали головы гидры, но гидра все-таки была жива. Тут Геракл заметил, что у гидры на месте каждой сбитой головы вырастают две новые. Явилась и помощь гидре. Из болота выполз чудовищный рак и впился своими клешнями в ногу Геракла. Тогда герой призвал на помощь Иолая. Иолай убил чудовищного рака, зажег часть ближней рощи и горящими стволами деревьев прижигал гидре шеи, с которых Геракл сбивал своей палицей головы. Новые головы перестали вырастать у гидры. Все слабее и слабее сопротивлялась она сыну Зевса. Наконец и бессмертная голова слетела у гидры. Чудовищная гидра была побеждена и рухнула мертвой на землю. Глубоко зарыл ее бессмертную голову победитель Геракл и навалил на нее громадную скалу, чтобы не могла она опять выйти на свет.
Если же говорить о настоящей Гидре, то ее способность к регенерации еще более невероятна! Новое животное способно вырасти из 1/200 части Гидры, фактически из кашицы восстанавливается целостный организм. Поэтому регенерацию Гидры часто называют дополнительным способом размножения.
Значение. Гидры - излюбленный объект для изучения процессов регенерации. В природе Гидра является элементом биологического разнообразия. В структуре экосистемы Гидра как хищное животное выступает консументом второго порядка. Самой же Гидрой ни одно животное питаться просто не захочет.
Вопросы для самоконтроля.
Назовите систематическое положение Гидры.
Где обитает Гидра?
Какое строение тела имеет Гидра?
Как питается Гидра?
Как происходит выделение продуктов жизнедеятельности у Гидры?
Как размножается Гидра?
Каково значение Гидры в природе?
Род Гидра - Hydra
Рис. Строение Гидры.
А - продольный разрез (1 - щупальца, 2 - эктодерма, 3 - энтодерма, 4 - гастральная полость, 5 - рот, 6 - семенник, 7 - яичник и развивающаяся зигота).
Б - поперечный разрез (1 - эктодерма, 2 - энтодерма, 3 - гастральная полость, 4, 5 - стрекательные клетки, 6 - нервная клетка, 7 - железистая клетка, 8 - опорная пластинка).
В - нервная система. Г - эпителиально-мышечная клетка. Д - стрекательные клетки (1 - в покоящемся состоянии, 2 - с выброшенной нитью; ядра окрашены в черный цвет).
Род Гидра - Hydra
Рис. Размножение Гидры.
Слева направо: Гидра с мужскими гонадами, Гидра с женскими гонадами, Гидра во время почкования.
Рис. Передвижение Гидры.
Передвигаются гидры, прикрепляясь к субстрату то подошвой, то ротовым конусом со щупальцами.
Отличается более сложными процессами жизнедеятельности по сравнению с первыми многоклеточными организмами - губками. С какими особенностями строения это связано? Давайте разберемся вместе.
Что такое гидра в мифологии
Данный биологический вид получил свое название из-за схожих черт с мифологическим героем - Лернейской гидрой. Согласно легенде, это было змееподобное чудовище с ядовитым дыханием. Тело гидры имело несколько голов. Победить ее не удавалось никому - на месте срубленной головы сразу вырастало несколько новых.
Обитала Лернейская гидра в озере Лерна, где оберегала вход в подземное царство Аида. И только Геракл смог отрубить ее бессмертную голову. После он закопал ее в землю и завалил тяжелым камнем. Это второй подвиг Геракла из двенадцати.
Гидра: биология
Высокая способность к восстановлению утраченных частей тела или регенерации свойственна и для пресноводной гидры. Это животное является представителем типа кишечнополостных. Так что такое одиночный пресноводный полип, который ведет исключительно прикрепленный образ жизни.
Общая характеристика кишечнополостных
Как и все кишечнополостные, гидра является водным обитателем. Она предпочитает мелкие лужи, озера или реки с небольшим течением, которые позволяют им прикрепляться к растениям или придонным предметам.
Классы кишечнополостных представлены гидроидными, медузами и коралловыми полипами. Для всех их представителей характерна лучевая, или радиальная симметрия. Эта черта строения связана с малоподвижным образом жизни. При этом в центре тела животного можно поставить воображаемую точку, от которой во все стороны провести лучи.
Все кишечнополостные являются многоклеточными животными, однако они не образуют тканей. Их тело представлено двумя слоями специализированных клеток. Внутри расположена кишечная полость, в которой происходит переваривание пищи. Различные классы кишечнополостных различаются образом жизни:
- Гидроидные прикрепляются к субстрату при помощи подошвы и являются одиночными.
- Коралловые полипы также неподвижны, но образуют колонии, в состав которых сотни тысяч особей.
- Медузы активно плавают в толще воды. При этом их колокол сокращается и вода с силой выталкивается. Такое движение называется реактивным.
Строение тела
Тело пресноводной гидры имеет вид стебелька. Его основание называется подошвой. С его помощью происходит прикрепление животного к подводным предметам. На противоположном конце тела находится ротовое отверстие, окруженное щупальцами. Оно ведет в кишечную полость.
Стенки тела гидры состоят из двух слоев клеток. Наружный называется эктодермой. В его состав входят кожно-мускульные, нервные, промежуточные и стрекательные клетки. Внутренний слой, или энтодерма, образован другими их типами - пищеварительными и железистыми. Между слоями тела находится слой межклеточного вещества, который имеет вид пластинки.
Типы клеток и процессы жизнедеятельности
Поскольку в теле гидры не образуется ни тканей, ни органов, все физиологические процессы осуществляются с помощью специализированных клеток. Так, эпителиально-мускульные обеспечивают движение. Да, несмотря на прикрепленный образ жизни, гидроидные способны к перемещению. При этом сначала сокращаются эпителиально-мускульные клетки одной стороны тела, животное "наклоняется", встает на щупальца и снова опускается на подошву. Такое движение называют шагающим.
Между эпителиально-мускульными находятся нервные клетки звездчатой формы. С их помощью животное воспринимает раздражения из окружающей среды и определенным образом отвечает на них. К примеру, если дотронуться до гидры иголкой, она сжимается.
Эктодерма содержит и промежуточные клетки. Они способны к удивительным превращениям. При необходимости, из них формируются клетки любого типа. Именно они обусловливают высокий уровень регенерации этих животных. Известно, что гидра может полностью восстановиться из 1/200 своей части или кашеобразного состояния.
Из промежуточных клеток формируются и половые. Это происходит с наступлением осени. При этом яйцеклетки и сперматозоиды сливаются, образуя зиготу, а материнский организм погибает. Весной из них развиваются молодые особи. Летом путем почкования - на ее теле формируется небольшой бугорок, который увеличивается в размерах, приобретая черты взрослого организма. По мере роста он отщепляется и переходит к самостоятельному существованию.
В энтодерме кишечнополостных расположены пищеварительные клетки. В них происходит расщепление питательных веществ. А выделяют в кишечную полость ферменты, под воздействием которых пища распадается на кусочки. Таким образом, для гидры характерны два типа пищеварения. Они называются внутриклеточным и полостным.
Стрекательные клетки
Невозможно ответить на вопрос, что такое гидра, если не познакомиться с особенностями В природе они встречаются только у кишечнополостных животных. С их помощью осуществляется защита, поражение и удержание добычи. Поэтому их основное количество расположено на щупальцах.
Стрекательная клетка состоит из капсулы со спирально закрученной нитью. На поверхности этой структуры находится чувствительный волосок. Именно его задевает проплывающая мимо добыча. В результате нить раскручивается и с силой впивается в тело жертвы, парализуя ее.
По типу питания кишечнополостные, гидра в частности, являются гетеротрофными хищниками. Они питаются небольшими водными беспозвоночными. К примеру, дафниями, циклопами, олигохетами, коловратками, блохами, личинками комаров и мальками рыб.
Значение кишечнополостных
Значение гидры в природе прежде всего заключается в том, что она играет роль биологического фильтратора. Она очищает воду от взвешенных частиц, которые употребляет в пищу. Это важное звено цепей питания пресных водоемов. Гидрами питаются некоторые ветвистоусые рачки, турбеллярии и рыбы, размер которых превышает 4 см. Мальков гидра сама поражает ядом стрекательных клеток.
А вот ученые на вопрос, что такое гидра, наверняка ответят, что это известный объект лабораторных исследований. На этих кишечнополостных изучают особенности процессов регенерации, физиологии низших многоклеточных, почкования.
Итак, пресноводная гидра является представителем класса Гидроидные Это многоклеточное двухслойное животное с лучевой симметрией, тело которого состоит из нескольких типов специализированных клеток.
Кто из нас не читал книг о многокрасочном мире коралловых полипов на мелководье тропических морей! А вот о том, что в наших заросших стоячих водоемах живет родич этих полипов - гидра (Hydra) (правда, не очень близкий), вряд ли кто знает. А он примечателен.
Отыскать гидр в водоеме очень трудно. Они сидят на растениях, камнях, кусках дерева, находящихся в воде, но стоит любой из этих предметов вытащить из воды, и ничего, кроме невзрачного слизистого комочка, не увидишь. Надо поступить иначе: набрать растения в густо заросшем водоеме, положить их в банку или аквариум с водой и дать всему успокоиться. После этого рассмотрите содержимое сквозь стекло. Вот тут вы их и увидите. Это небольшие существа, имеющие форму недлинного, узкого цилиндра, который прикреплен основанием к подводному предмету и несет на свободном конце несколько гибких нитевидных щупалец. Встречаются гидры с непостоянной толщиной осевой части тела: оно у них более толстое, а ближе к основанию переходит в узкий стебелек. Это стебельчатая, или бурая гидра (Hydra oligactis ).
Гидра устроена крайне просто. Тело ее представляет собой мешок, на свободном конце которого открывается ротовое отверстие, окруженное щупальцами. Мешок этот состоит из двух слоев клеток-наружного и внутреннего. Первый осуществляет контакт тела с внешней средой, второй усваивает пойманную пищу. Пища (это, прежде всего, очень мелкие животные, плавающие в толще воды, например рачки) улавливается щупальцами.
Для лова рачков и других мелких животных у гидры, как и у всех представителей стрекающих кишечнополостных, имеется мощное оружие - батареи стрекательных клеток. Особенно много их на щупальцах, отчего они иногда выглядят узловатыми. Внутри каждой такой клетки лежит крупная овальная капсула с торчащим наружу чувствительным волоском, а в самой капсуле - скрученная в спираль нить, представляющая собой тонкую трубку.
Итак, гидра на охоте. Вот около ее щупалец плавает характерными прыжками дафния. Вдруг она коснулась щупальца гидры, и что-то ее остановило. И сколько бы вы ни ждали, дафния больше не шелохнется. Отберем теперь жертву у гидры и рассмотрим ее в микроскоп. Мы увидим на теле дафнии много разных стрекательных клеток. Одни из них, вонзившись, ввели в нее яд, отчего она и перестала двигаться, другие обвились в несколько колец вокруг ножек и щетинок дафнии, и, наконец, третьи просто приклеились к телу - ими гидра притягивает к себе добычу. Парализованная жертва закреплена на щупальце микроскопическими "гарпунами" (обычно их бывает много и они разного типа). Щупальце сгибается, подносит добычу ко рту, и гидра неторопливо заглатывает ее. Тело раздувается (жертва часто шире), начинается процесс пищеварения, осуществляемый прежде всего внутри клеток, выстилающих кишечную полость. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через рот.
На некоторых гидрах можно заметить как бы ветвление. Недалеко от основания отходит второй, маленький полип - это почка. Она отделится, когда подрастет, и заживет самостоятельной жизнью. Передвигаются гидры не спеша. Они отделяются от субстрата, на котором сидят, переворачиваются к нему щупальцами и таким образом очень медленно ползут, или "шагают".
Гидра может размножаться и почкованием, и половым путем. В верхней части тела гидры имеются небольшие бугорки, где формируются сперматозоиды, а в нижней, ближе к месту прикрепления, - крупные выступы, здесь образуются яйца.
Некоторые гидры, например зеленая гидра (Hydra viridissima ), обладают ярко-зеленой окраской, зависящей от присутствия в их теле одноклеточных водорослей. Водоросли снабжают ткани гидры кислородом и некоторыми органическими веществами, а гидра в свою очередь обеспечивает их необходимыми для растений соединениями азота и фосфора.
Одна из самых замечательных способностей гидр - способность восстанавливать свое тело из маленьких кусочков. Известный датский писатель Ханс Шерфиг в своей небольшой книге "Пруд", написанной с необыкновенной любовью ко всему живущему на Земле, так описал открытие этой способности гидры: "Двадцать пятое сентября 1740 года - знаменательный день в истории зоологии. В этот день швейцарец Абраам Трамбле разрезал пресноводный полип гидру на две части. Обе части после операции продолжали жить. Из одного куска, названного Трамбле "головой", выросло новое тело, а из другого - новая "голова". Спустя четырнадцать дней после эксперимента возникли два новых живых организма". Примечательны и другие опыты, рассказанные Шерфигом в этой книге: "Гидра невелика, всего два с половиной сантиметра. Такое небольшое существо делили на сто кусочков - и из каждого куска возникала новая гидра. Расщепляли его пополам и мешали половинкам срастись - получались два взаимосвязанных друг с другом животных. Расчленяли гидру на пучки - образовывалась пучкообразиая колония гидр... Когда же разрезали несколько гидр и позволяли отдельным частям срастись, получались и вовсе страшилища: организмы о двух головах, о нескольких головах... И эти чудовищные, уродливые формы продолжали жить..." Прямо как у мифической лернейской гидры - многоголовой змеи, с которой боролся Геракл и имя которой получил этот пресноводный полип.
Гидра, хоть и малозаметный и даже невзрачный обитатель наших пресных вод, играет в водоемах заметную роль - в зоне зарослей она существенно влияет на численность мелких животных. Кроме того, гидра дает общее представление о строении и образе жизни примитивной и древней группы животных - стрекающих кишечнополостных.
Литература: Раки, моллюски. Я. И. Старобогатов. Природа Ленинградской области, 1988
