Прісноводний поліп гідра

Жалкі клітини

• Жалкі клітини утворюються з проміжних тільки в області тулуба. Спочатку проміжна клітина ділиться 3-5 разів, утворюючи кластер (гніздо) з попередників жалких клітин (кнідобластов), з'єднаних цитоплазматичними містками. Потім починається диференціювання, в ході якої містки зникають. Диференціюються кнідоціти мігрують в щупальця.

• Жалкі клітина має жалкі капсулу, заповнену отруйною речовиною. Всередину капсули ввернута жалких нитку. На поверхні клітини знаходиться чутливий волосок, при його подразненні нитка викидається і вражає жертву. Після вистрілювання нитки клітини гинуть, а з проміжних клітин утворюються нові.

• У гідри є чотири типи жалких клітин - стенотели (пенетранти), десмонеми (вольвенти), голотріхі ізорізи (великі глютінанти) і атріхі ізорізи (малі глютінанти). При полюванні першими вистрілюють вольвенти. Їх спіральні жалкі нитки обплутують вирости тіла жертви і забезпечують її утримання. Під дією ривків жертви і викликаної ними вібрації спрацьовують мають більш високий поріг подразнення пенетранти. Шипи, наявні у основи їх жалких ниток, заякориваются в тілі видобутку. а через порожнисту жалких нитку в її тіло вводиться отрута.

• Велика кількість жалких клітин знаходиться на щупальцях, де вони утворюють жалкі батареї. Зазвичай до складу батареї входить одна велика епітеліально-м'язова клітка, в яку занурені жалкі клітини. У центрі батареї знаходиться велика пенетранта, навколо неї - більш дрібні вольвенти і глютінанти. Кнідоціти з'єднані десмосомамі з м'язовими волокнами епітеліальної-м'язової клітини. Великі глютінанти (їх жалких нитка має шипи, але не має, як і у вольвент, отвори на вершині), мабуть, в основному використовуються для захисту. Малі глютінанти використовуються тільки при пересуванні гідри для міцного прикріплення щупальцями до субстрату. Їх Вистрілювання блокується екстрактами з тканин жертв гідри.

Клітинний склад ентодерми

• Епітеліально-м'язові клітини спрямовані в порожнину кишки і несуть джгутики, які перемішують їжу. Ці клітини можуть утворювати ложноножки, за допомогою яких захоплюють частинки їжі. У клітинах формуються травні вакуолі. Залізисті клітини ентодерми виділяють в порожнину кишки травні ферменти, які розщеплюють їжу.

• Дихання і виділення продуктів обміну відбувається через всю поверхню тіла тварини. Наявність нервової системи дозволяє гідрі здійснювати прості рефлекси. Гідра реагує на механічне подразнення, температуру, наявність у воді хімічних речовин і на ряд інших факторів зовнішнього середовища

Харчування і травлення

• Гідра харчується дрібними безхребетними - дафніями та іншими ветвистоусих, циклопами, а також олігохет-наідідамі. Є дані про споживання гідрами коловерток і церкарій трематод. Видобуток захоплюється щупальцями за допомогою жалких клітин, отрута яких швидко паралізує дрібних жертв. Координованими рухами щупалець видобуток підноситься до рота, а потім за допомогою скорочень тіла гідра «надівається» на жертву. Травлення починається в кишковій порожнині (порожнинне травлення), закінчується всередині травних вакуолей епітеліально-м'язових клітин ентодерми (внутрішньоклітинне травлення). Неперетравлені залишки їжі викидаються через рот. Так як у гідри немає транспортної системи, а мезоглея (шар міжклітинної речовини між екто-і ентодерми) досить щільна, виникає проблема транспорту поживних речовин до клітин ектодерми. Ця проблема вирішується за рахунок утворення виростів клітин обох шарів, які перетинають мезоглее і з'єднуються через щілинні контакти. Через них можуть проходити дрібні органічні молекули (моносахариди, амінокислоти), що забезпечує живлення клітин ектодерми.

Розмноження і розвиток

• При сприятливих умовах гідра розмножується безстатевим шляхом. На тілі тварини (звичайно в нижній третині тулуба) утворюється брунька, вона росте, потім формуються щупальця і ​​проривається рот. Молода гідра відгалужується від материнського організму (при цьому материнський і дочірній поліпи прикріплюються щупальцями до субстрату і тягнуть в різні боки) і веде самостійний спосіб життя. Восени гідра переходить до статевого розмноження. На тілі в ектодермі закладаються гонади - статеві залози, а в них з проміжних клітин розвиваються статеві клітини. При утворенні гонад гідр формується медузоідная вузлик. Це дозволяє припускати, що гонади гідри - сильно спрощені споросакі, останній етап в ряду перетворення втраченого медузоідная покоління в орган. Більшість видів гідр роздільностатеві, рідше зустрічається гермафродитизм. Яйцеклітини гідр швидко ростуть, фагоцітіруя навколишні клітини. Зрілі яйцеклітини досягають діаметра 0,5-1 мм Запліднення відбувається в тілі гідри: через спеціальний отвір в гонаде сперматозоїд проникає до яйцеклітини і зливається з нею. Зигота зазнає повне рівномірне дроблення, в результаті якого утворюється целобластула. Потім в результаті змішаної деламінаціі (поєднання імміграції та деламінаціі) здійснюється гаструляція. Навколо зародка формується щільна захисна оболонка (Ембріотек) з виростами-шипиками. На стадії гаструли зародки впадають в анабіоз. Дорослі гідри гинуть, а зародки опускаються на дно і зимують. Навесні продовжується розвиток, в паренхімі ентодерми шляхом розбіжності клітин утворюється кишкова порожнина, потім формуються зачатки щупалець, і з-під оболонки виходить молода гідра. Таким чином, на відміну від більшості морських гідроїдних, у гідри відсутні свободноплавающіе личинки, розвиток у неї пряме.

Ріст і регенерація Міграція та оновлення клітин

• У нормі в дорослої гідри клітини всіх трьох клітинних ліній інтенсивно діляться в середній частині тіла і мігрують до підошви. гіпостом і кінчиків щупалей. Там відбувається загибель і злущування клітин. Таким чином, всі клітини тіла гідри постійно оновлюються. При нормальному харчуванні «надлишок» діляться клітин переміщається в нирки, які зазвичай утворюються в нижній третині тулуба

Регенераційна здатність

• Гідра має дуже високу здатність до регенерації. При розрізуванні упоперек на декілька частин кожна частина відновлює «голову» і «ногу», зберігаючи вихідну полярність - рот і щупальця розвиваються на тій стороні, яка була ближче до орального кінця тіла, а стеблинка і підошва - на аборальной стороні фрагмента. Цілий організм може відновлюватися з окремих невеликих шматочків тіла (менше 1 / 100 об'єму), з шматочків щупалець, а також з суспензії клітин. При цьому сам процес регенерації не супроводжується посиленням клітинних поділів і являє собою типовий приклад морфаллаксіса.

• Гідра може регенерувати з суспензії клітин, отриманих шляхом мацерації (наприклад, при протиранні гідри через млиновий газ). В експериментах показано, що для відновлення головного кінця достатньо освіти агрегати з близько 300 епітеліально-м'язових клітин. Показано, що регенерація нормального організму можлива з клітин одного шару (тільки ектодерми або тільки ентодерми).

Тривалість життя

• Ще в кінці XIX століття була висунута гіпотеза про теоретичний безсмертя гідри, яку намагалися науково довести або спростувати протягом усього XX століття. У 1997 році гіпотеза була доведена експериментальним шляхом Даніелем Мартінесом [2]. Експеримент тривав близько чотирьох років і показав відсутність смертності серед трьох груп гідр внаслідок старіння. Вважається, що безсмертність гідр безпосередньо пов'язана з їх високою регенераційною здатністю.

Місцеві види

• У водоймах Росії та Україні найбільш часто зустрічаються такі види гідр (в даний час багато зоологів виділяють крім роду Hydra ще 2 роду - Pelmatohydra і Chlorohydra):

• гідра длінностебельчатая (Hydra (Pelmatohydra) oligactis) - велика, з пучком дуже довгих ниткоподібних щупалець, в 2-5 разів перевищують довжину її тіла;

• гідра звичайна (Hydra vulgaris) - щупальця приблизно вдвічі довше тіла, а саме тіло, як і в попереднього виду звужується ближче до підошви;

• гідра тонка (Hydra attennata) - тіло цієї гідри має вигляд тонкої трубочки рівномірної товщини, а щупальця тільки злегка довше тіла;

• гідра зелена (Hydra (Chlorohydra) viridissima) з короткими, але численними щупальцями, трав'янистого зеленого кольору.

• Зелені гідри

Симбіонти

• У так званих «зелених» гідр Hydra (Chlorohydra) viridissima в клітинах ентодерми живуть ендосімбіотіческіе водорості роду Chlorella - зоохлорелли. На світлі такі гідри можуть тривалий час (понад чотири місяці) обходитися без їжі, в той час як штучно позбавлені симбіонтів гідри без годування гинуть через два місяці. Зоохлорелли проникають в яйцеклітини і передаються потомству трансоваріально. Інші види гідр в лабораторних умовах, інколи вдається заразити зоохлорелламі, проте стійкого симбіозу при цьому не виникає.

• Саме з спостережень за зеленими гідрами почав свої дослідження А. Трамбле.

Хижаки і паразити

• На гідр можуть нападати мальки риб, для яких опіки жалких клітин, мабуть, досить чутливі: схопивши гідру, мальок зазвичай випльовує її і відмовляється від подальших спроб з'їсти.

• На поверхні тіла гідр в якості паразитів або комменсалов часто мешкають Kerona polyporum, тріходіни та інші інфузорії.

• До харчування тканинами гідр пристосований ветвистоусих рачок з сімейства хідорід Anchistropus emarginatus.

• Тканинами гідр можуть також харчуватися турбеллярии мікростомули, які здатні використовувати неперетравлені молоді жалкі клітини гідр як захисних клітин - клептокнід.

• Наукова класифікація

• Царство: Тварини

• Підцарство: Еуметазоі

• Тип: Кнідарії

• Клас: Гідроїдні

• Загін: гідроїди

• Сімейство: Hydridae

• Рід: Гідра

• Латинська назва Hydra Linnaeus, 1758

Історія відкриття та вивчення

• Мабуть, вперше описав гідру Антоніо ван Левенгук. Детально вивчив харчування, рух і безстатеве розмноження, а також регенерацію гідри Авраам Трамбле, який описав результати своїх дослідів і спостережень в книзі «Мемуари до історії одного роду прісноводних поліпів з руками у формі рогів» (перше видання вийшло на французькою мовою в 1744 р. ). Відкриття Трамбле набуло гучну славу, його досліди обговорювалися у світських салонах і при французькому королівському дворі. Ці досліди спростували пануюче тоді переконання, що відсутність безстатевого розмноження і розвиненою регенерації у тварин - одне з найважливіших їх відмінностей від рослин. Вважається, що вивченні регенерації гідри (досліди А. Трамбле) поклали початок експериментальної зоології. Наукова назва роду у відповідності з правилами зоологічної номенклатури присвоїв Карл Лінней.

Література і Джерела

• Н.Ю. Зотова. Історія гідри від Антона Левенгука до наших днів.

• Степаньянц С. Д., Кузнєцова В. Г., Анохін Б. А. Гідра: від Абраама Трамбле до наших днів

• Некомерційна ініціатива лабораторії Кільського університету за отримання та використання трансгенних гідр

• ru.wikipedia.org

План будови

• Тіло гідри циліндричної форми, на передньому кінці тіла на околоротовой конусі розташований рот, оточений віночком з 5-12 щупалець. У деяких видів тіло розділене на тулуб і стеблинка. На задньому кінці тіла (стеблинки) розташована підошва, з її допомогою гідра пересувається і прикріплюється. Гідра володіє радіальної (одноосно-гетеропольной) симетрією. Вісь симетрії з'єднує два полюси - оральний, на якому знаходиться рот, і аборальний, на якому знаходиться підошва. Через вісь симетрії можна провести декілька площин симетрії, що поділяють тіло на дві дзеркально симетричні половини.

• Тіло гідри - мішок із стінкою з двох шарів клітин (ектодерми і ентодерми), між якими знаходиться тонкий шар міжклітинної речовини (мезоглея). Порожнина тіла гідри - гастральная порожнину - утворює вирости, що заходять усередину щупалець. Хоча зазвичай вважають, що у гідри є тільки одне провідне в гастральную порожнину отвір (ротовий), насправді на підошві гідри є вузька анальна пора. Через неї може виділятися бульбашка газу. При цьому гідра відкріплюється від субстрату і спливає, утримуючись вниз головою в товщі води. Таким чином вона може розселятися по водоймі. Що стосується ротового отвору, то у годували гідри воно фактично відсутня - клітини ектодерми ротового конуса змикаються і утворюють щільні контакти, такі ж, як і на інших ділянках тіла [1]. Тому при харчуванні гідрі кожен раз доводиться «проривати» рот заново.

Клітинний склад ектодерми

• Епітеліально-м'язові клітини ектодерми утворюють основну масу клітин цієї тканини. Клітини мають циліндричну форму епітеліальних частин і формують одношаровий покривний епітелій. До мезоглее прилягають скоротні відростки цих клітин, що утворюють поздовжню мускулатуру гідри.

• Між епітеліально-м'язовими клітинами знаходяться групи дрібних, округлих клітин званих проміжними, або інтерстиціальними (i-клітини). Це недиференційовані клітини. Вони можуть перетворюватися в інші типи клітин тіла гідри, крім епітеліально-мускульних. Проміжні клітини мають всі властивості мультипотентних стовбурових клітин. Доведено. що кожна проміжна клітина потенційно здатна дати як статеві, так і соматичні клітини. Стовбурові проміжні клітини не мігрують, проте їх диференціюються клітини-нащадки здатні до швидких міграціям.

Нервова система

• Нервові клітини утворюють в ектодермі примітивну дифузну нервову систему - розсіяне нервове сплетення (дифузний плексус). У ентодермі є окремі нервові клітини. У гідри є згущення дифузного плексуса на підошві, навколо рота і на щупальцях. За новими даними, у гідри є околоротовой нервове кільце, схоже на нервовим кільцем, розташованим на краю парасольки у гідромедуза. У гідри немає чіткого поділу на чутливі, вставні і моторні нейрони. Одна і та ж клітина може сприймати роздратування і передавати сигнал епітеліальної-м'язовим клітинам. Тим не менш, є два основних типи нервових клітин - чутливі і гангліозні. Тіла надчутливим клітин розміщені поперек епітеліального пласта, вони мають нерухомий джгутик, оточений комірцем з мікроворсинок, який стирчить в зовнішнє середовище і здатний сприймати роздратування. Гангліозних клітини розташовані в основі епітеліально-м'язових, з відростки не виходять у зовнішнє середовище. По морфології більшість нейронів гідри - біполярні або мультиполярні. У нервовій системі гідри присутні як електричні, так і хімічні синапси.