Как хидрата възприема раздразнението. Hydra (род) - Дишане и отделяне. Жлезисти клетки на ендодермата

В статията читателите ще могат да разберат какво е хидра. Ще се запознаете и с историята на откриването, характеристиките на това животно и местообитанието му.

История на откриването на животното

На първо място трябва да се даде научно определение. Сладководната хидра е род сесилни (по начин на живот) кишечнополостни, принадлежащи към класа на хидроидите. Представители на този род живеят в реки със сравнително бавно течение или застояли водни тела. Те са прикрепени към почвата (дъното) или растенията. Това е заседнал единичен полип.

Първата информация за това какво е хидра е дадена от холандския учен, дизайнер на микроскоп Антони ван Льовенхук. Той е и основателят на научната микроскопия.

По-подробно описание, както и процесите на хранене, движение, размножаване и регенерация на хидрата, е разкрито от швейцарския учен Абрахам Тремблей. Той описа резултатите си в книгата „Мемоари за историята на род сладководни полипи“.

Тези открития, които станаха предмет на разговор, донесоха голяма слава на учения. Понастоящем се смята, че именно експериментите за изучаване на регенерацията на рода са послужили като тласък за появата на експериментална зоология.

По-късно Карл Линей дава на рода научно име, което идва от древногръцките митове за Лернейската хидра. Може би ученият свързва името на рода с митично създание поради регенеративните му способности: когато главата на хидра беше отрязана, на нейно място израсна друга.

Строеж на тялото

Разширявайки темата „Какво е Hydra?“, Трябва да се даде и външно описание на рода.

Дължината на тялото варира от един милиметър до два сантиметра, а понякога и малко повече. Тялото на хидрата има цилиндрична форма, отпред има уста, заобиколена от пипала (броят им може да достигне дванадесет). Отзад има подметка, с помощта на която животното може да се движи и закача за нещо. Върху него има тясна пора, през която се отделят мехурчета течност и газ от чревната кухина. Индивидът заедно с този балон се отделя от опората и изплува нагоре. В този случай главата е във водния стълб. По този начин индивидът се разпръсква из целия резервоар.

Структурата на хидрата е проста. С други думи, тялото е торба, чиито стени се състоят от два слоя.

Жизнени процеси

Говорейки за процесите на дишане и отделяне, трябва да се каже: и двата процеса протичат по цялата повърхност на тялото. Клетъчните вакуоли играят важна роля в екскрецията, чиято основна функция е осморегулаторната. Същността му се състои в това, че вакуолите отстраняват остатъчната вода, която навлиза в клетките поради еднопосочни процеси на дифузия.

Благодарение на наличието на нервна система с мрежеста структура, сладководната хидра извършва най-простите рефлекси: животното реагира на температура, механично дразнене, осветление, наличие на химикали във водната среда и други фактори на околната среда.

Диетата на Хидра се състои от малки безгръбначни - циклоп, дафния, олигохети. Животното улавя плячка с помощта на пипала, а отровата на жилещата клетка бързо го засяга. След това храната се довежда от пипалата до устата, която, благодарение на контракциите на тялото, сякаш се поставя върху плячката. Хидрата изхвърля останалата храна през устата си.

Хидрата се размножава безполово при благоприятни условия. Върху тялото на коелентерата се образува пъпка, която расте известно време. По-късно тя развива пипала и също разбива устата си. Младият индивид се отделя от майката, прикрепя се към субстрата с пипала и започва да води самостоятелен начин на живот.

Сексуалното размножаване на хидрата започва през есента. По тялото й се образуват гонади, а в тях се образуват зародишни клетки. Повечето индивиди са двудомни, но се среща и хермафродитизъм. Оплождането на яйцето става в тялото на майката. Формираните ембриони се развиват и през зимата възрастният умира, а ембрионите презимуват на дъното на резервоара. През този период те изпадат в процес на спряна анимация. Така развитието на хидратите е директно.

Хидра нервна система

Както бе споменато по-горе, хидрата има мрежеста структура. В един от слоевете на тялото нервните клетки образуват дифузната нервна система. В другия слой няма много нервни клетки. Общо в тялото на животното има около пет хиляди неврони. Индивидът има нервни плексуси на пипалата, подметката и близо до устата. Последните проучвания показват, че хидрата има периорален нервен пръстен, много подобен на нервния пръстен на хидромедузата.

Животното няма специфично разделение на невроните в отделни групи. Една клетка възприема дразненето и предава сигнал на мускулите. В нейната нервна система има химически и електрически синапси (точката на контакт между два неврона).

Опсин протеини също са открити в това примитивно животно. Има предположение, че опсините на човека и хидрата имат общ произход.

Растеж и способност за регенерация

Клетките на хидрата се обновяват постоянно. Те се разделят в средната част на тялото, след което преминават към подметката и пипалата. Това е мястото, където те умират и се лющят. Ако има излишък от делящи се клетки, те се преместват в бъбреците в долната част на тялото.

Хидрата има способността да се регенерира. Дори след напречно сечение на тялото на няколко части, всяка от тях ще бъде възстановена в оригиналния си вид. Пипалата и устата са възстановени от страната, която е по-близо до оралния край на тялото, а подметката е възстановена от другата страна. Индивидът е в състояние да се възстанови от малки парчета.

Частите на тялото съхраняват информация за движението на телесната ос в структурата на актиновия цитоскелет. Промяната в тази структура води до смущения в процеса на регенерация: могат да се образуват няколко оси.

Продължителност на живота

Говорейки за това какво е хидра, важно е да говорим за продължителността на жизнения цикъл на индивидите.

Още през деветнадесети век се появи хипотезата, че хидрата е безсмъртна. В течение на следващия век някои учени се опитаха да го докажат, а други се опитаха да го опровергаят. Едва през 1997 г. това е окончателно доказано от Даниел Мартинез чрез експеримент, продължил четири години. Съществува и мнение, че безсмъртието на хидрата е свързано с висока регенерация. И фактът, че възрастните умират в реките на централната зона през зимата, най-вероятно се дължи на липса на храна или излагане на неблагоприятни фактори.

Научна класификация

Царство: Животни

Подцарство: Евметазои

Тип: ужилване

клас: Хидроид

състав: Хидроиди

семейство: Hydridae

Род: Хидра

латинско име Хидра Линей , 1758

План за застрояване

Тялото на хидрата е цилиндрично, в предния край на тялото, върху периорален конус, има уста, заобиколена от венче от 5-12 пипала. При някои видове тялото е разделено на ствол и стъбло. В задния край на тялото (стъблото) има подметка, с помощта на която хидрата се движи и закрепва. Хидрата има радиална (едноосно-хетерополна) симетрия. Оста на симетрия свързва два полюса - оралния, на който е разположена устата, и аборалния, на който е разположена подметката. През оста на симетрия могат да се прокарат няколко равнини на симетрия, разделящи тялото на две огледално симетрични половини.

Тялото на хидрата е торба със стена от два слоя клетки (ектодерма и ендодерма), между които има тънък слой междуклетъчно вещество (мезоглея). Телесната кухина на хидрата - стомашната кухина - образува израстъци, които се простират вътре в пипалата. Въпреки че обикновено се смята, че хидрата има само един отвор, водещ в стомашната кухина (орален), всъщност има тясна анална пора на подметката на хидрата. През него може да се освободи газов мехур. В този случай хидрата се отделя от субстрата и изплува нагоре, като се държи с главата надолу във водния стълб. По този начин той може да се разпространи в целия резервоар. Що се отнася до отвора на устата, при нехранеща се хидра той практически липсва - клетките на ектодермата на конуса на устата се затварят и образуват плътни връзки, както в други части на тялото . Следователно, когато се храни, хидратът трябва всеки път да „пробива“ устата си отново.

Клетъчен състав на ектодермата

Епителни мускулни клетки ектодермаобразуват по-голямата част от клетките на тази тъкан. Клетките имат цилиндрична форма на епителните части и образуват еднослойна обвивка епител. В съседство с мезоглеята са контрактилните процеси на тези клетки, образуващи надлъжните мускули на хидрата.

Между епителните мускулни клетки има групи от малки кръгли клетки, наречени междинни или интерстициални клетки (i-клетки). Това са недиференцирани клетки. Те могат да се трансформират в други видове клетки в тялото на хидрата, с изключение на епително-мускулните. Междинните клетки имат всички свойства на мултипотентните стволови клетки. Доказано. че всяка междинна клетка е потенциално способна да породи както зародишни, така и соматични клетки. Стволовите междинни клетки не мигрират, но техните диференциращи се потомствени клетки са способни на бърза миграция.

Нервна система

Нервните клетки образуват примитивна дифузна нервна система в ектодермата - дифузен нервен плексус (дифузен плексус). Ендодермата съдържа отделни нервни клетки. Хидрата има удебеления на дифузния плексус на подметката, около устата и на пипалата. Според нови данни хидрата има периорален нервен пръстен, подобен на нервния пръстен, разположен на ръба на чадъра на хидромедузата.
Hydra няма ясно разделение на сензорни, интеркаларни и моторни неврони. Същата клетка може да възприема дразнене и да предава сигнал на епителните мускулни клетки. Има обаче два основни вида нервни клетки – сензорни и ганглийни клетки. Телата на чувствителните клетки са разположени напречно на епителния слой; те имат неподвижен флагел, заобиколен от яка от микровили, която стърчи във външната среда и е в състояние да възприема дразнене. Ганглийните клетки са разположени в основата на епителните мускулни клетки, процесите им не се простират във външната среда. Според морфологията повечето неврони на хидра са биполярни или мултиполярни.
Нервната система на хидрата съдържа както електрически, така и химически синапси .

Ужилващи клетки

Жилните клетки се образуват от междинни клетки само в областта на торса. Първо, междинната клетка се дели 3-5 пъти, образувайки клъстер (гнездо) от жилещи клетъчни предшественици (книдобласти), свързани с цитоплазмени мостове. След това започва диференциация, по време на която мостовете изчезват. Разграничаване книдоцитимигрират в пипала.

Жилната клетка има жилеща капсула, пълна с отровно вещество. Вътре в капсулата се завинтва резба. На повърхността на клетката има чувствителен косъм, когато се раздразни, нишката се изхвърля и удря жертвата. След изстрелването на нишката клетките умират и от междинните клетки се образуват нови.

Hydra има четири вида жилещи клетки - stenoteles (пенетранти), desmonemas (volventes), holotrichs isorhiza (големи лепещи) и atriches isorhiza (малки лепещи). При лов се стрелят първо волвенти. Техните спирални жилещи нишки оплитат израстъците на тялото на жертвата и осигуряват нейното задържане. Под въздействието на дръпванията на жертвата и причинените от тях вибрации се задействат пенетранти с по-висок праг на дразнене. Шиповете в основата на техните жилещи нишки са закотвени в тялото на плячката. и отровата се инжектира в тялото й през куха жилеща нишка.

Голям брой жилещи клетки се намират върху пипалата, където образуват жилещи батерии. Обикновено батерията се състои от една голяма епително-мускулна клетка, в която са потопени жилещите клетки. В центъра на батерията има голям пенетрант, около него има по-малки волвенти и глутинанти. Книдоцитите са свързани десмозомис мускулни влакна на епителната мускулна клетка. Големите глутинанти (жилната им нишка има бодли, но подобно на волвентата няма дупка на върха) очевидно се използват главно за защита. Малките глутинанти се използват само когато хидрата се движи, за да прикрепи здраво пипалата си към субстрата. Изстрелването им е блокирано от екстракти от тъканите на жертвите на Hydra.

Клетъчен състав на ендодермата

Епителните мускулни клетки се насочват към чревната кухина и носят флагели, които смесват храната. Тези клетки могат да образуват псевдоподи, с помощта на които улавят хранителни частици. В клетките се образуват храносмилателни вакуоли. Жлезистите клетки на ендодермата отделят храносмилателни ензими в чревната кухина, които разграждат храната.

Дишането и отделянето на метаболитни продукти става през цялата повърхност на тялото на животното. Наличието на нервна система позволява на хидрата да извършва прости рефлекси. Hydra реагира на механично дразнене, температура, наличие на химикали във водата и редица други фактори на околната среда

Хранене и храносмилане

Хидрата се храни с дребни безгръбначни - дафния и други кладоцери, циклопи, както и найдидни олигохети. Има данни за консумация от хидри ротаториИ церкарии трематоди. Плячката се улавя от пипалата с помощта на жилещи клетки, чиято отрова бързо парализира малките жертви. Чрез координирани движения на пипалата плячката се довежда до устата и след това с помощта на контракции на тялото хидратът се „облича“ върху жертвата. Храносмилането започва в чревната кухина (кавитарно храносмилане) и завършва вътре в храносмилателните вакуоли на епителните мускулни клетки на ендодермата (вътреклетъчно храносмилане). Остатъците от несмляната храна се изхвърлят през устата.
Тъй като хидрата няма транспортна система и мезоглеята (слоят от междуклетъчно вещество между ектодермата и ендодермата) е доста плътна, възниква проблемът с транспортирането на хранителни вещества до клетките на ектодермата. Този проблем се решава чрез образуването на израстъци на клетки от двата слоя, които пресичат мезоглеята и се свързват през празнини контакти. През тях могат да преминават малки органични молекули (монозахариди, аминокиселини), което осигурява хранене на клетките на ектодермата.

Размножаване и развитие

При благоприятни условия хидрата се размножава безполово. Върху тялото на животното (обикновено в долната трета на тялото) се образува пъпка, тя расте, след това се образуват пипала и се пробива уста. Младата хидра излиза от тялото на майката (в този случай полипите на майката и дъщерята са прикрепени с пипала към субстрата и се дърпат в различни посоки) и води независим начин на живот. През есента хидрата започва да се размножава сексуално. На тялото, в ектодермата, се полагат гонади - полови жлези, а в тях зародишните клетки се развиват от междинни клетки. Когато се образуват половите жлези, се образуват хидри медузоиден възел. Това предполага, че половите жлези на хидрата са силно опростени споросаки, последният етап от поредицата от трансформация на изгубеното медузоидно поколение в орган. Повечето видове хидра са двудомни, по-рядко срещани хермафродитизъм. Яйцата на хидрата растат бързо чрез фагоцитоза на околните клетки. Зрелите яйца достигат диаметър 0,5-1 mm Опложданесе случва в тялото на хидрата: през специална дупка в гонада спермата прониква в яйцето и се слива с него. Зиготасе подлага на пълна униформа разделяне, което води до образуването целобластула. След това, в резултат на смесени разслояване(комбинация имиграцияи разслояване). гаструлация. Около ембриона се образува плътна защитна обвивка (ембриотека) с шиповидни израстъци. На етапа на гаструлата влизат ембрионите анабиоза. Възрастните хидри умират, а ембрионите потъват на дъното и презимуват. През пролетта развитието продължава, в паренхима на ендодермата се образува чревна кухина чрез дивергенция на клетките, след което се образуват зачатъци на пипала и млада хидра излиза от черупката. Така, за разлика от повечето морски хидроиди, хидрата няма свободно плуващи ларви и нейното развитие е директно.

Растеж и регенерация
Клетъчна миграция и обновяване

Обикновено при възрастна хидра клетките и на трите клетъчни линии се делят интензивно в средната част на тялото и мигрират към подметката. хипостома и върховете на пипалата. Там настъпва клетъчна смърт и десквамация. Така всички клетки на тялото на хидрата непрекъснато се обновяват. При нормално хранене „излишъкът“ от делящи се клетки се премества в бъбреците, които обикновено се образуват в долната трета на тялото

Регенеративна способност

Hydra има много висока способност за регенерация. Когато се разреже напречно на няколко части, всяка част възстановява "главата" и "крака", запазвайки оригиналната полярност - устата и пипалата се развиват от страната, която е по-близо до устния край на тялото, а дръжката и подметката се развиват върху аборалната страна на фрагмента. Целият организъм може да се възстанови от отделни малки части от тялото (по-малко от 1/100 от обема), от парчета пипала, а също и от суспензия от клетки. В същото време самият процес на регенерация не е придружен от повишено делене на клетките и е типичен пример морфалаксис .

Хидрата може да се регенерира от суспензия от клетки, получена чрез накисване (например чрез триене на хидра през мелничен газ). Експериментите показват, че за възстановяване на главата е достатъчно образуването на съвкупност от приблизително 300 епително-мускулни клетки. Доказано е, че регенерацията на нормален организъм е възможна от клетки от един слой (само ектодерма или само ендодерма).

Продължителност на живота

Все още накрая 19 векбеше изложена хипотеза за теоретично безсмъртиехидра, което те се опитват да докажат или опровергаят научно през цялото време ХХ век. IN 1997 г хипотезае доказано експериментално от Даниел Мартинес . Експериментирайтепродължи около четири години и показа липсата смъртностсред трите групи хидри поради стареене. Смята се, че безсмъртието на хидрите е пряко свързано с високото им ниво регенеративнаспособност.

Местни видове

В резервоарите на Русия и Украйна най-често се срещат следните видове хидра (в момента много зоолози разграничават, в допълнение към рода Хидраоще 2 вида - ПелматохидраИ Хлорохидра):

Дългостеблената хидра (Hydra (Pelmatohydra) oligactis) е голяма, с куп много дълги нишковидни пипала, 2-5 пъти по-големи от тялото й;

Обикновена хидра (Hydra vulgaris) - пипалата са приблизително два пъти по-дълги от тялото, а самото тяло, подобно на предишния вид, се стеснява по-близо до подметката;

Тънка хидра (Hydra attennata) - тялото на тази хидра има вид на тънка тръба с еднаква дебелина, а пипалата са само малко по-дълги от тялото;

Зелена хидра (Hydra (Chlorohydra) viridissima) с къси, но многобройни пипала, тревистозелен цвят.

Зелени хидри

симбионти

В така наречената „зелена“ хидра Hydra (Chlorohydra) viridissima, ендосимбиотичните водорасли от рода живеят в клетките на ендодермата Хлорела - зоохлорела. В светлината такива хидри могат да останат без храна за дълго време (повече от четири месеца), докато хидрите, изкуствено лишени от симбионти, умират без хранене след два месеца. Зоохлорелата прониква в яйцата и се предава на потомството трансовариална. Други видове хидра понякога могат да бъдат заразени със зоохлорела в лабораторни условия, но не възниква стабилна симбиоза.

Хидрите могат да бъдат атакувани от пържени риби, за които изгарянията от жилещи клетки очевидно са доста чувствителни: след като грабнат хидрата, пържените обикновено я изплюват и отказват по-нататъшни опити да я изядат.

Хидрите са приспособени да се хранят с тъкани. кладоцераот семейството на хидоридите Anchistropus emarginatus.

Хидрите също могат да се хранят с тъкани турбелария microstomulae, които са в състояние да използват несмлени млади жилещи клетки на хидри като защитни клетки - клептокнид .

История на откритието и изследването

Очевидно той описва хидрата за първи път Антонио ван Льовенхук. Изучава в детайли храненето, движението и безполовото размножаване, както и регенерацията на Hydra Ейбрахам Трембле, който описва резултатите от своите експерименти и наблюдения в книгата „Мемоари за историята на род сладководни полипи с ръце във формата на рога“ (първото издание е публикувано на френски през 1744 г.). Откритието на Трамбле придобива голяма слава; опитите му се обсъждат в светските салони и във френския кралски двор. Тези експерименти опровергаха преобладаващото тогава убеждение, че липсата на безполово размножаване и развита регенерация при животните е една от най-важните им разлики от растенията. Смята се, че изследването на регенерацията на хидрата (експериментите на А. Трембле) бележи началото на експерименталните зоология. Научно наименование на рода според правилата зоологическа номенклатураприсвоени Карл Линей .

Литература и извори

Н.Ю. Зотова. Историята на Hydra от Антон Льовенхук до наши дни.

Степанянц С. Д., Кузнецова В. Г., Анохин Б. А. Хидра: от Абрахам Трембле до наши дни

Инициатива с нестопанска цел на лабораторията на университета в Кил за производство и използване на трансгенни хидри

Ru.wikipedia.org

Хидрите са особен род приседнали кишечнополостни, които по своя външен вид и начин на живот наподобяват растенията, но все пак принадлежат към животинското царство. Нервната система на хидрата е проектирана по такъв начин, че да осигури способността на съществото да получи достатъчно количество храна.

Не е лесно да се разбере какъв тип нервна система има хидрата, тъй като тази структура е доста проста и се среща не само в тези същества, но и в някои видове медузи и други примитивни животни. Хидрите са сравнително малки животински организми, достигащи размери от 2 до 20 mm.

Клетките, които образуват нервната система, имат формата на звезди, които са свързани с лъчи една с друга, образувайки невронна мрежа. Нервната система е разположена под кожно-мускулните клетки. Хидрите нямат орган за централно възприемане на електрически импулси, причинени от външни или вътрешни стимули. Максималният брой неврони е приблизително 5000 бр. и всички те са свързани помежду си.

Нервната система на хидрата се нарича дифузен плексус, тъй като има разпръснат и хетерогенен плексус. Наблюдава се кондензация на дифузния плексус в областта на подметката, устната кухина и пипалата. Последните проучвания показват, че в областта на устата има нервен пръстен, който има подобна структура на нервния пръстен, разположен по ръба на чадъра на хидромедуза.

Нервната система на хидрата е изключително примитивна, поради което клетките, които я образуват, нямат ясно разделение на моторни, интеркаларни и сензорни. В същото време трябва да се има предвид, че определено разделение на клетки в нервната система на това същество все още съществува. Има 2 основни типа нервни клетки – ганглийни и сетивни.

Структурата на тези 2 вида клетки има фундаментални различия. Чувствителните клетки са разположени напречно на епителния слой и имат 1 неподвижен флагел, осеян с микроскопични власинки. Този флагел се простира във външната среда и провежда стимули, действащи отвън. Клетките от ганглиозен тип са разположени в самата основа на епително-мускулния слой, така че техните процеси не могат да възприемат стимули, действащи отвън, но те участват активно в мускулната контракция, когато е необходимо.

По отношение на техния морфологичен състав, по-голямата част от нервните клетки на хидрата са биполярни, което им осигурява по-добра проводимост и способност да реагират адекватно на стимули, засягащи тялото на този организъм от външната среда.

Въпреки примитивната структура на нервната система на хидрата, проводимостта все още се осигурява не само от електрически, но и от химични реакции. Химическите невротрансмитери в организъм като хидра включват серотонин, допамин, гама аминокиселина, норепинефрин, глутамат, глицин и в допълнение голям брой различни видове невропептиди.

Всички тези химикали са по-характерни за сложните животински организми, но малка част от тях присъства и в протозоите. Въпреки факта, че хидрата няма централна нервна система, тя все още е способна да възприема светлинни стимули. Сравнително наскоро дори организми като медузи се смятаха за напълно неспособни да различават светлината от тъмнината, но по-късно бяха открити специални клетки, които позволяват на тези същества, носещи се през океана, да различават светлината от тъмнината и да избират посоката на движение. Това е изключително ефективно, тъй като в по-повърхностните слоеве на водата живеят по-голям брой малки ракообразни и други организми, с които се хранят медузите.

Hydra има подобен механизъм за разпознаване на светлина и тъмнина. Специален чувствителен протеин, известен още като опсин, помага на хидрите да разпознават светлината. Генетичен анализ на този протеин, извлечен от тялото на хидрата, разкрива редица прилики с подобен протеин, открит при хората. Подобно изследване показа, че протеинът опсин при хората и хидрата има общ произход.

Нервната система на хидрата е доста ефективна и осигурява на това същество най-добрите условия за оцеляване. При минимален контакт с тялото на хидрата, възбудата, която възниква в една точка на тялото й, бързо се разпространява в други. Като се има предвид, че нервният импулс мигновено се разпространява в тялото на хидрата, се наблюдава бързо свиване на мускулно-кожната система, поради което цялото тяло на създанието бързо се скъсява. Такъв отговор на съществуващ стимул отвън се счита за безусловен рефлекс.

Нервните клетки, подобно на други тъкани на тялото на хидрата, имат значителна способност да се регенерират. Когато хидрата е разделена на няколко части, всяка от тези половини може по-късно да стане независим организъм и да възстанови изгубените части.

Въпреки факта, че хидрите, като правило, остават на едно място за дълго време, ако е необходимо, това същество може да се движи бавно, за да намери по-удобно място за лов на плячката си. Особеностите на движението на хидрата също до голяма степен се определят от структурата на нервната система на това същество.

Дишането и отделянето на метаболитни продукти става през цялата повърхност на тялото на животното. Вероятно вакуолите, които присъстват в клетките на хидрата, играят известна роля в секрецията. Основната функция на вакуолите вероятно е осморегулаторна; премахват излишната вода, която чрез осмоза постоянно навлиза в клетките на хидрата.

Раздразнителност и рефлекси

Наличието на нервна система позволява на хидрата да извършва прости рефлекси. Хидрата реагира на механично дразнене, температура, осветление, наличие на химикали във водата и редица други фактори на околната среда.

Хранене и храносмилане

Хидрата се храни с дребни безгръбначни - дафния и други кладоцери, циклопи, както и найдидни олигохети. Има доказателства за хидра, която консумира ротифери и трематоди церкарии. Плячката се улавя от пипалата с помощта на жилещи клетки, чиято отрова бързо парализира малките жертви. Чрез координирани движения на пипалата плячката се довежда до устата и след това с помощта на контракции на тялото хидратът се „облича“ върху жертвата. Храносмилането започва в чревната кухина и завършва вътре в храносмилателните вакуоли на епителните мускулни клетки на ендодермата. Остатъците от несмляната храна се изхвърлят през устата.
Тъй като хидрата няма транспортна система и мезоглеята е доста гъста, възниква проблемът с транспортирането на хранителни вещества до клетките на ектодермата. Този проблем се решава чрез образуването на клетъчни израстъци на двата слоя, които пресичат мезоглеята и се свързват чрез празнини. През тях могат да преминават малки органични молекули, които осигуряват храненето на клетките на ектодермата.

Тялото на хидрата прилича на продълговата торбичка, чиито стени се състоят от два слоя клетки - ектодермаИ ендодерма.

Между тях лежи тънък желатинов неклетъчен слой - мезоглея, служеща за опора.

Ектодермата образува покритието на тялото на животното и се състои от няколко вида клетки: епително-мускулна, междиненИ жилене.

Най-многобройни от тях са епително-мускулните.

Ектодерма

епителна мускулна клетка

Поради мускулни влакна, разположен в основата на всяка клетка, тялото на хидрата може да се свива, удължава и огъва.

Между епително-мускулните клетки има групи от малки кръгли клетки с големи ядра и малко количество цитоплазма, т.нар. междинен.

Когато тялото на хидрата е повредено, те започват да растат и да се делят бързо. Те могат да се трансформират в други видове клетки в тялото на хидрата, с изключение на епително-мускулните.

Ектодермата съдържа жилещи клетки, служещи за атака и защита. Те са разположени главно върху пипалата на хидрата. Всяка жилеща клетка съдържа овална капсула, в която е навита жилещата нишка.

Структура на жилеща клетка с навита жилеща нишка

Ако плячка или враг докосне чувствителна коса, разположена извън жилещата клетка, в отговор на дразнене жилещата нишка се изхвърля и пробива тялото на жертвата.

Структура на жилеща клетка с изхвърлена жилеща нишка

Чрез канала на нишката вещество, което може да парализира жертвата, навлиза в тялото на жертвата.

Има няколко вида жилещи клетки. Нишките на някои пробиват кожата на животните и вкарват отрова в телата им. Конците на други се увиват около плячката. Нишките на третия са много лепкави и залепват за жертвата. Обикновено хидрата "изстрелва" няколко жилещи клетки. След изстрела жилещата клетка умира. Нови жилещи клетки се образуват от междинен.

Структурата на вътрешния слой на клетките

Ендодермата покрива цялата чревна кухина отвътре. Включва храносмилателно-мускулнаИ жлезистаклетки.

Ендодерма

Храносмилателната система

Има повече храносмилателни мускулни клетки от други. Мускулни влакнаспособни са на намаляване. Когато се съкратят, тялото на хидрата изтънява. Сложните движения (движение чрез „преобръщане“) възникват поради контракциите на мускулните влакна на клетките на ектодермата и ендодермата.

Всяка от храносмилателно-мускулните клетки на ендодермата има 1-3 флагела. колебание камшичетасъздават поток от вода, който задвижва хранителните частици към клетките. Храносмилателно-мускулните клетки на ендодермата са способни да се образуват псевдоподи, улавят и усвояват малки хранителни частици в храносмилателните вакуоли.

Структурата на храносмилателната мускулна клетка

Жлезистите клетки в ендодермата отделят храносмилателен сок в чревната кухина, който втечнява и частично смила храната.

Структурата на жлезистата клетка

Плячката се улавя от пипалата с помощта на жилещи клетки, чиято отрова бързо парализира малките жертви. Чрез координирани движения на пипалата плячката се довежда до устата и след това с помощта на контракции на тялото хидратът се „облича“ върху жертвата. Храносмилането започва в чревната кухина ( кухино храносмилане), завършва вътре в храносмилателните вакуоли на епително-мускулни ендодермни клетки ( вътреклетъчно храносмилане). Хранителните вещества се разпределят в тялото на хидрата.

Когато храносмилателната кухина съдържа останки от плячка, която не може да бъде усвоена, и отпадъчни продукти от клетъчния метаболизъм, тя се свива и се изпразва.

Дъх

Хидрата диша кислород, разтворен във вода. Тя няма дихателни органи и абсорбира кислород по цялата повърхност на тялото си.

Кръвоносна система

Отсъстващ.

Избор

Освобождаването на въглероден диоксид и други ненужни вещества, образувани по време на жизнените процеси, се извършва от клетките на външния слой директно във водата, а от клетките на вътрешния слой в чревната кухина и след това навън.

Нервна система

Под кожно-мускулните клетки има звездообразни клетки. Това са нервни клетки (1). Те се свързват помежду си и образуват нервна мрежа (2).

Нервна система и раздразнителност на хидрата

Ако докоснете хидрата (2), тогава в нервните клетки възниква възбуждане (електрически импулси), което незабавно се разпространява в цялата нервна мрежа (3) и предизвиква свиване на кожно-мускулните клетки и цялото тяло на хидрата се скъсява ( 4). Отговорът на тялото на хидрата на такова дразнене е безусловен рефлекс.

Половите клетки

С наближаването на студеното време през есента, зародишните клетки се образуват от междинни клетки в ектодермата на хидрата.

Има два вида зародишни клетки: яйцеклетки или женски зародишни клетки и сперматозоиди или мъжки зародишни клетки.

Яйцата са разположени по-близо до основата на хидрата, спермата се развива в туберкули, разположени по-близо до устата.

яйцеклеткаХидрата е подобна на амеба. Снабден е с псевдоподи и расте бързо, поглъщайки съседни междинни клетки.

Структурата на яйцеклетката на хидрата

Структурата на спермата на хидрата

спермана външен вид те приличат на флагелирани протозои. Те напускат тялото на хидрата и плуват с помощта на дълъг флагел.

Оплождане. Възпроизвеждане

Сперматозоидите плуват до хидрата с яйцеклетката и проникват вътре в нея, а ядрата на двете полови клетки се сливат. След това псевдоподите се прибират, клетката се закръгля, на повърхността й се отделя дебела черупка - образува се яйце. Когато хидрата умре и бъде унищожена, яйцето остава живо и пада на дъното. С настъпването на топлото време живата клетка, разположена вътре в защитната обвивка, започва да се дели, получените клетки са подредени в два слоя. От тях се развива малка хидра, която излиза през пробив в черупката на яйцето. Така многоклетъчната животинска хидра в началото на живота си се състои само от една клетка - яйце. Това предполага, че предците на Hydra са били едноклетъчни животни.

Безполово размножаване на хидрата

При благоприятни условия хидрата се размножава безполово. Върху тялото на животното (обикновено в долната трета на тялото) се образува пъпка, тя расте, след това се образуват пипала и се пробива уста. Младата хидра излиза от тялото на майката (в този случай полипите на майката и дъщерята са прикрепени с пипала към субстрата и се дърпат в различни посоки) и води независим начин на живот. През есента хидрата започва да се размножава сексуално. На тялото, в ектодермата, се образуват гонади - полови жлези, а в тях зародишните клетки се развиват от междинни клетки. Когато се образуват гонади на хидра, се образува медузоидно възелче. Това предполага, че половите жлези на хидрата са силно опростени спорифери, последният етап от поредицата от трансформация на изгубеното медузоидно поколение в орган. Повечето видове хидра са двудомни, хермафродитизмът е по-рядко срещан. Яйцата на хидрата растат бързо чрез фагоцитоза на околните клетки. Зрелите яйца достигат диаметър 0,5-1 mm. Оплождането се случва в тялото на хидрата: през специална дупка в гонадата спермата прониква в яйцето и се слива с него. Зиготата претърпява пълно равномерно фрагментиране, в резултат на което се образува целобластула. След това, в резултат на смесена деламинация (комбинация от имиграция и деламинация), настъпва гаструлация. Около ембриона се образува плътна защитна обвивка (ембриотека) с шиповидни израстъци. На етапа на гаструла ембрионите влизат в суспендирана анимация. Възрастните хидри умират, а ембрионите потъват на дъното и презимуват. През пролетта развитието продължава, в паренхима на ендодермата се образува чревна кухина чрез дивергенция на клетките, след което се образуват зачатъци на пипала и млада хидра излиза от черупката. Така, за разлика от повечето морски хидроиди, хидрата няма свободно плуващи ларви и нейното развитие е директно.

Регенерация

Хидрата има много висока способност за регенерация. Когато се разреже напречно на няколко части, всяка част възстановява "главата" и "крака", запазвайки оригиналната полярност - устата и пипалата се развиват от страната, която е по-близо до устния край на тялото, а дръжката и подметката се развиват върху аборалната страна на фрагмента. Целият организъм може да се възстанови от отделни малки части от тялото (по-малко от 1/100 от обема), от парчета пипала, а също и от суспензия от клетки. Освен това самият процес на регенерация не е придружен от повишено клетъчно делене и е типичен пример за морфалаксис.

Движение

В спокойно състояние пипалата се простират на няколко сантиметра. Животното бавно ги движи от едната страна на другата, чакайки плячка. Ако е необходимо, хидрата може да се движи бавно.

"Пешеходен" начин на придвижване

"Ходещ" метод на движение на хидрата

След като изви тялото си (1) и прикрепи пипалата си към повърхността на обект (субстрат), хидрата издърпва подметката (2) към предния край на тялото. След това ходенето на хидрата се повтаря (3,4).

"Тамбъл" режим на движение

"Тамбъл" метод на движение на хидрата

В друг случай изглежда, че се преобръща през главата си, последователно се прикрепя към предмети с пипалата и подметката си (1-5).