Към класа хидроидвключват безгръбначни водни книдарии. В техния жизнен цикъл често присъстват две форми, които се заменят взаимно: полип и медуза. Хидроидите могат да се събират в колонии, но единичните индивиди не са необичайни. Следи от хидроиди се откриват дори в докамбрийските слоеве, но поради изключителната крехкост на телата им, търсенето е много трудно.
Ярък представител на хидроида - сладководна хидра, единичен полип. Тялото му има подметка, дръжка и дълги спрямо дръжката пипала. Движи се като състезателка по художествена гимнастика - с всяка стъпка прави мост и салта над "главата". Хидрата се използва широко в лабораторни експерименти, нейната способност да се регенерира и високата активност на стволовите клетки, която осигурява "вечна младост" на полипа, подтикнаха немските учени да търсят и изследват "гена на безсмъртието".
Типове клетки на хидра
1. Епително-мускулнаклетките образуват външните обвивки, тоест те са основата ектодерма. Функцията на тези клетки е да съкратят тялото на хидрата или да го направят по-дълго, за това те имат мускулни влакна.
2. Храносмилателно-мускуленклетките се намират в ендодерма. Те са адаптирани към фагоцитоза, улавят и смесват хранителни частици, които са влезли в стомашната кухина, за което всяка клетка е снабдена с няколко флагела. По принцип камшичетата и псевдоподите помагат на храната да проникне от чревната кухина в цитоплазмата на клетките на хидрата. По този начин нейното храносмилане протича по два начина: интракавитарен (за това има набор от ензими) и вътреклетъчен.
3. жилещи клеткиразположени предимно върху пипалата. Многофункционални са. Първо, хидрата се защитава с тяхна помощ - риба, която иска да изяде хидрата, се изгаря с отрова и я изхвърля. Второ, хидрата парализира плячката, уловена от пипалата. Жилната клетка съдържа капсула с отровна жилеща нишка, отвън е разположена чувствителна коса, която след дразнене дава сигнал за „стрелба“. Животът на жилещата клетка е мимолетен: след „изстрел“ с конец тя умира.
4. Нервни клетки, заедно с процеси, подобни на звездите, лежат в ектодерма, под слой от епително-мускулни клетки. Най-голямата им концентрация е при подметката и пипалата. При всяко въздействие хидрата реагира, което е безусловен рефлекс. Полипът също има такова свойство като раздразнителност. Спомнете си също, че „чадърът“ на медуза граничи с клъстер от нервни клетки, а ганглиите са разположени в тялото.
5. жлезисти клеткиотделят лепкава субстанция. Намират се в ендодермаи подпомага храносмилането на храната.
6. междинни клетки- кръгли, много малки и недиференцирани - лежат в ектодерма. Тези стволови клетки се делят безкрайно, способни са да се трансформират във всякакви други соматични (с изключение на епително-мускулни) или полови клетки и осигуряват регенерацията на хидрата. Има хидри, които нямат междинни клетки (следователно жилещи, нервни и сексуални), способни на асексуално възпроизвеждане.
7. полови клеткиразвивам се в ектодерма. Яйцеклетката на сладководната хидра е снабдена с псевдоподи, с които улавя съседните клетки заедно с техните хранителни вещества. Среща се сред хидри хермафродитизъмкогато яйцеклетки и сперма се образуват в един и същи индивид, но по различно време.
Други характеристики на сладководната хидра
1. Хидрите нямат дихателна система, те дишат цялата повърхност на тялото.
2. Кръвоносната система не е оформена.
3. Хидрата се храни с ларви на водни насекоми, различни дребни безгръбначни, ракообразни (дафния, циклоп). Неусвоените остатъци от храна, подобно на другите коелентерати, се отстраняват обратно през отвора на устата.
4. Hydra е способен на регенерацияза които отговарят междинните клетки. Дори нарязана на фрагменти, хидрата допълва необходимите органи и се превръща в няколко нови индивида.
Трафик. Хидрата може да се движи от място на място. Това движение се извършва по различни начини: или хидрата, огъвайки се в дъга, се засмуква от пипалата и отчасти от жлезистите клетки, обграждащи устата, към субстрата и след това издърпва подметката, или хидрата, така да се каже, се „катурва“ , като се закрепват последователно с подметката, после с пипалата.
Храна. Жилните капсули с нишките си оплитат плячката и я парализират. Обработената по този начин плячка се улавя от пипала и се изпраща до отвора на устата. Хидрите могат да "надвият" много голяма плячка, като ги надминават по размер, например дорипържени риби. Разтегливостта на устния отвор и цялото тяло е голяма. Те са много ненаситни - една хидрата може да погълне до половин дузина дафнии за кратко време. Погълнатата храна навлиза в стомашната кухина. Храносмилането в хидрите очевидно е комбинирано - вътре- и извънклетъчно. Хранителните частици се изтеглят от клетките на ендодермата с помощта на псевдодоподия вътре и се смила там. В резултат на храносмилането хранителните вещества се натрупват в клетките на ендодермата и там се появяват зърна от продукти на екскреция, изхвърляни от време на време на малки порции в стомашната кухина. Продуктите на екскрецията, както и неразградените части от храната се изхвърлят през устата
I - индивид с мъжки полови жлези; II - индивид с женски полови жлези
размножаване. Хидрата се размножава безполово и сексуално. и т.н.; асексуално възпроизвеждане на хидри, образуват се пъпки, които постепенно се отделят от тялото на майката. Пъпкуването на хидрите при благоприятни условия на хранене може да бъде много интензивно; наблюденията показват, че за 12 дни броят на хидрите може да се увеличи 8 пъти. През летния период хидратите обикновено се размножават чрез пъпкуване, но с настъпването на есента започва половото размножаване, като хидратите могат да бъдат както хермафродитни, така и двудомни (стеблена хидра).
Половите продукти се образуват в ектодермата от интерстициални клетки. На тези места ектодермата набъбва под формата на туберкули, в които се образуват множество сперматозоиди или едно амебоидно яйце. След оплождането, което се случва върху тялото на хидрата, яйцеклетката е покрита с черупка. Такова обелено яйце презимува и през пролетта от него излиза млада хидра. Ларвният стадий на хидрата отсъства.
Още интересни статии
Хидра биология описание вътрешна структура снимка начин на живот хранене възпроизвеждане защита от врагове
Латинското име Hydrida
За да се характеризира структурата на хидроиден полип, може да се използват като пример сладководни хидри, които запазват много примитивни характеристики на организация.
Външна и вътрешна структура
Хидра имат удължено тяло, подобно на торба, което може да се разтегне доста силно и да се свие почти в сферична бучка. В единия край е поставена уста; този край се нарича уста или устен полюс. Устата е разположена на малко възвишение - устния конус, заобиколен от пипала, които могат да се разтягат и скъсяват много силно. В разтегнато състояние пипалата са няколко пъти по-големи от дължината на тялото на хидрата. Броят на пипалата е различен: те могат да бъдат от 5 до 8, а някои хидри имат повече. При хидрата се отличава централен стомашен, малко по-разширен участък, който се превръща в стеснено стъбло, завършващо с подметка. С помощта на подметката хидратът се прикрепя към стъблата и листата на водните растения. Подметката е разположена в края на тялото, който се нарича аборален полюс (срещу устата или орален).
Стената на тялото на хидрата се състои от два слоя клетки - ектодерма и ендодерма, разделени от тънка базална мембрана и ограничава единствената кухина - стомашната кухина, която се отваря навън с отвор на устата.
При хидри и други хидроиди ектодермата е в контакт с ендодермата по самия ръб на отвора на устата. При сладководните хидри стомашната кухина продължава отвътре в кухи пипала, а стените им също са образувани от ектодерма и ендодерма.
Ектодермата и ендодермата на хидрата се състоят от голям брой клетки от различен тип. Основната маса от клетки както на ектодермата, така и на ендодермата са епително-мускулни клетки. Външната им цилиндрична част е подобна на обикновените епителни клетки, а основата, съседна на базалната мембрана, е удължена вретеновидна и представлява два контрактилни мускулни израстъка. В ектодермата съкратителните мускулни процеси на тези клетки са удължени по посока на надлъжната ос на тялото на хидрата. Техните контракции предизвикват скъсяване на тялото и пипалата. В ендодермата мускулните процеси са удължени в пръстеновидна посока, напречно на оста на тялото. Тяхното свиване има обратен ефект: тялото на хидрата и нейните пипала се стесняват и удължават едновременно. По този начин мускулните влакна на епителните мускулни клетки на ектодермата и ендодермата, противоположни по своето действие, съставляват цялата мускулатура на хидрата.
Сред епителните мускулни клетки различни жилещи клетки са разположени поединично или по-често в групи. Същият тип хидра, като правило, има няколко вида жилещи клетки, които изпълняват различни функции.
Най-интересни са жилещите клетки с копривни свойства, наречени пенетранти. Тези клетки изхвърлят дълга нишка при стимулиране, която пробива тялото на плячката. Жилните клетки обикновено имат крушовидна форма. Вътре в клетката се поставя жилеща капсула, покрита с капак отгоре. Стената на капсулата продължава навътре, образувайки шийка, която по-нататък преминава в куха нишка, навита на спирала и затворена в края. В точката на прехода на шията в нишката има три шипа вътре, сгънати заедно и образуващи стилет. В допълнение, шията и жилещата нишка са поставени вътре с малки бодли. На повърхността на жилещата клетка има специална чувствителна коса - книдоцил, при най-малкото дразнене на която жилещата нишка се изхвърля. Първо, капакът се отваря, шията се извива и стилетът се забива в капака на жертвата, а шиповете, които съставят стилета, се раздалечават и разширяват дупката. През този отвор обръщащата се нишка пробива тялото. Вътре в жилещата капсула се съдържат вещества, които имат свойства на коприва и парализират или убиват плячката. Веднъж изстреляна, жилещата нишка не може да бъде използвана отново от хидроид. Такива клетки обикновено умират и се заменят с нови.
Друг вид жилещи клетки на хидрата са волвентите. Те нямат свойства на коприва, а нишките, които изхвърлят, служат за задържане на плячка. Те се увиват около космите и четините на ракообразните и др. Третата група жилещи клетки са глутинанти. Изхвърлят лепкави нишки. Тези клетки са важни както за задържане на плячка, така и за придвижване на хидрата. Жилните клетки обикновено, особено по пипалата, са разположени на групи - "батерии".
В ектодермата има малки недиференцирани клетки, така наречените интерстициални клетки, поради които се развиват много видове клетки, главно жилещи и полови клетки. Интерстициалните клетки често са разположени на групи в основата на епителните мускулни клетки.
Възприемането на стимули в хидра е свързано с наличието в ектодермата на чувствителни клетки, които служат като рецептори. Това са тесни, високи клетки с косъм от външната страна. По-дълбоко, в ектодермата, по-близо до основата на кожно-мускулните клетки, има нервни клетки, оборудвани с процеси, с помощта на които те контактуват помежду си, както и с рецепторни клетки и контрактилни влакна на кожно-мускулните клетки . Нервните клетки са разпръснати в дълбините на ектодермата, образувайки с процесите си плексус под формата на мрежа, като този плексус е по-плътен на периоралния конус, в основата на пипалата и на подметката.
Ектодермата също съдържа жлезисти клетки, които отделят адхезивни вещества. Те са концентрирани върху подметката и върху пипалата, помагайки на хидрата временно да се прикрепи към субстрата.
Така в ектодермата на хидрата има клетки от следните видове: епително-мускулни, жилещи, интерстициални, нервни, чувствителни, жлезисти.
Ендодермата има по-слаба диференциация на клетъчните елементи. Ако основните функции на ектодермата са защитна и двигателна, то основната функция на ендодермата е храносмилателната. В съответствие с това повечето от клетките на ендодермата се състоят от епителни мускулни клетки. Тези клетки са снабдени с 2-5 камшичета (обикновено две) и също така са в състояние да образуват псевдоподии на повърхността, да ги улавят и след това да усвояват хранителни частици. В допълнение към тези клетки, ендодермата съдържа специални жлезисти клетки, които отделят храносмилателни ензими. В ендодермата също има нервни и сетивни клетки, но в много по-малък брой, отколкото в ектодермата.
По този начин в ендодермата също са представени няколко вида клетки: епително-мускулни, жлезисти, нервни и чувствителни.
Хидрите не винаги остават прикрепени към субстрата, те могат да се преместват от едно място на друго по много особен начин. Най-често хидратите се движат „ходене“, като гъсеници на пеперуди молци: хидрата накланя устния си полюс към предмета, върху който седи, прилепва към него с пипала, след това подметката се откъсва от субстрата, издърпва се до устния край и се прикрепя отново. Понякога хидрата, прикрепила пипалата си към субстрата, повдига стъблото с подметката нагоре и веднага го извежда на противоположната страна, сякаш се „катурва“.
Хидра мощност
Хидрите са хищници, понякога се хранят с доста голяма плячка: ракообразни, ларви на насекоми, червеи и др. С помощта на жилещи клетки те улавят, парализират и убиват плячка. След това жертвата се издърпва с пипала до силно разтеглив отвор на устата и се придвижва в стомашната кухина. В този случай стомашната част на тялото се подува силно.
Смилането на храната в хидрата, за разлика от гъбите, се извършва само частично вътреклетъчно. Това се дължи на прехода към хищничество и улавянето на доста голяма плячка. Тайната на жлезистите клетки на ендодермата се секретира в стомашната кухина, под въздействието на която храната омеква и се превръща в каша. Малките хранителни частици след това се улавят от храносмилателните клетки на ендодермата и процесът на храносмилане завършва вътреклетъчно. Така за първи път при хидроидите възниква вътреклетъчно или кухиново храносмилане, което се случва едновременно с по-примитивното вътреклетъчно храносмилане.
Защита от врагове
Клетките от коприва на хидра не само заразяват плячката, но и защитават хидрата от врагове, причинявайки изгаряния на хищници, които я атакуват. И все пак има животни, които се хранят с хидри. Такива са например някои цилиарни червеи и особено Microstomum lineare, някои коремоноги мекотели (езерни охлюви), ларви на комари Corethra и др.
Способността на Hydra да се регенерира е много висока. Експериментите, проведени от Трамбле още през 1740 г., показват, че парчета от тялото на хидрата, нарязани на няколко десетки части, се регенерират в цяла хидра. Високата регенеративна способност обаче е характерна не само за хидрите, но и за много други чревни кухини.
размножаване
Хидрите се размножават по два начина - безполов и полов.
Асексуалното размножаване на хидрите става чрез пъпкуване. При естествени условия пъпкуването на хидра се случва през целия летен период. В лабораторни условия се наблюдава пъпкуване на хидра при доста интензивно хранене и температура от 16-20 ° C. На тялото на хидрата се образуват малки отоци - пъпки, които са издатина на ектодермата и ендодермата. В тях, поради размножаващи се клетки, се получава по-нататъшен растеж на ектодермата и ендодермата. Бъбрекът се увеличава по размер, неговата кухина се свързва със стомашната кухина на майката. В свободния, външен край на бъбрека най-накрая се оформят пипала и устен отвор.
Скоро образуваната млада хидра се отделя от майката.
Сексуалното размножаване на хидрата в природата обикновено се наблюдава през есента, а в лабораторни условия може да се наблюдава при недохранване и температури под 15-16 ° C. Някои хидри са двудомни (Relmatohydra oligactis), други са хермафродити (Chlorohydra viridissima).
Половите жлези - гонадите - възникват в хидрата под формата на туберкули в ектодермата. При хермафродитните форми мъжките и женските полови жлези се образуват на различни места. Тестисите се развиват по-близо до оралния полюс, докато яйчниците се развиват по-близо до аборалния. Тестисите произвеждат голям брой подвижни сперматозоиди. В женската полова жлеза узрява само една яйцеклетка. При хермафродитните форми узряването на сперматозоидите предшества узряването на яйцата, което осигурява кръстосано оплождане и изключва възможността за самооплождане. Яйцата се оплождат в тялото на майката. Оплоденото яйце слага черупка и зимува в това състояние. Хидрите, след развитието на репродуктивни продукти, като правило умират, а през пролетта от яйцата излиза ново поколение хидри.
По този начин сладководните хидри в естествени условия изпитват сезонна промяна в репродуктивните форми: през лятото хидратите интензивно пъпчат, а през есента (за централна Русия - през втората половина на август), с понижаване на температурата във водните тела и намаляване в количеството храна те спират да се размножават.пъпкуват и преминават към полово размножаване. През зимата хидрите умират и презимуват само оплодени яйца, от които през пролетта излизат млади хидри.
Хидрата включва и сладководния полип Polypodium hydriforme. Ранните етапи на развитие на този полип се провеждат в яйцата на стерлетите и им причиняват голяма вреда. В нашите водоеми се срещат няколко вида хидра: стъблена хидра (Pelmatohydra oligactis), обикновена хидра (Hydra vulgaris), зелена хидра (Chlorohydra viridissima) и някои други.
За да изучат вътрешната структура на тялото на хидрата, те го убиват, оцветяват и с помощта на специални устройства правят надлъжни и напречни разрези през тялото му, както и най-тънките участъци от отделни части на тялото на животното. Разглеждайки такива участъци под микроскоп, можете да видите, че тялото на хидрата не се състои от една клетка, както при обикновената амеба, зелената еуглена или ресничестата обувка, а от много. Животните, чието тяло се състои от голям брой клетки, се наричат многоклетъчни. Така че хидрата е многоклетъчно животно.
Клетките на хидрата образуват стените на тялото, които се състоят от два слоя: външен и вътрешен. Между тези слоеве има тънка прозрачна поддържаща мембрана, която ги разделя. Външният слой, или ектодерма, се нарича още кожа или обвивка. Вътрешният слой или ендодермата се нарича още храносмилателен.
Външна структура
Тялото на сладководната хидра е оформено като дълга торба. Обикновено е прикрепен в единия край на цилиндричното си тяло към водно растение, подводна скала или друг предмет. Краят на тялото на сладководна хидра, с който се прикрепя към подводни предмети, се нарича подметка. На противоположния, свободен край на тялото има от 6 до 12 пипала, тънки, като косми. В разтегнато положение пипалата могат да надвишават дължината на тялото на хидрата, достигайки 25 см.
Повечето безгръбначни се характеризират с определена симетрия на тялото, тоест правилното разположение на частите на тялото и някои органи спрямо оста на тялото. Симетрията на тялото на едно или друго безгръбначно животно е тясно свързана с начина му на живот. За сладководната хидра и повечето други чревни кухини е характерна радиалната (радиална) симетрия на тялото. Чрез тялото на такива животни, когато ги разделяте на две еднакви половини, могат да се начертаят много равнини на симетрия. Радиационната симетрия на тялото е възможна само при животни, живеещи във вода.
В древногръцкия мит Хидрата е многоглаво чудовище, което израства две вместо отсечена глава. Както се оказа, истинско животно, кръстено на този митичен звяр, има биологично безсмъртие.
Сладководните хидри имат забележителна регенеративна способност. Вместо да възстановяват увредените клетки, те постоянно се подменят чрез делене на стволови клетки и отчасти чрез диференциация.
В рамките на пет дни хидрата се обновява почти напълно, което напълно премахва процеса на стареене. Способността да се заменят дори нервни клетки все още се счита за уникална в животинското царство.
Още една функциясладководна хидра е, че нов индивид може да израсне от отделни части. Тоест, ако хидрата е разделена на части, тогава 1/200 от масата на възрастна хидра е достатъчна, за да израсне нов индивид от нея.
Какво е хидра
Сладководната хидра (Hydra) е род дребни сладководни животни от тип Cnidaria и клас Hydrozoa. Това всъщност е самотен, заседнал сладководен полип, който живее в умерени и тропически региони.
В Европа има най-малко 5 вида от рода, включително:
- Hydra vulgaris (обикновен сладководен вид).
- Hydra viridissima (наричана още Chlorohydra viridissima или зелена хидра, зеленото оцветяване идва от водорасли хлорела).
Структурата на хидрата
Хидрата има тръбесто, радиално симетрично тяло с дължина до 10 mm, удължено, лепкав кракв единия край, наречен основен диск. Оменталните клетки в базалния диск отделят лепкава течност, която обяснява нейните адхезивни свойства.
В другия край има отвор за уста, заобиколен от едно до дванадесет тънки подвижни пипала. Всяко пипалооблечени във високоспециализирани жилещи клетки. При контакт с плячка тези клетки отделят невротоксини, които парализират плячката.
Тялото на сладководната хидра се състои от три слоя:
- "външна обвивка" (ектодермален епидермис);
- "вътрешна обвивка" (ендодермална гастродерма);
- желатинова опорна матрица, така нареченото мезоглое, която е отделена от нервните клетки.
Ектодермата и ендодермата съдържат нервни клетки. В ектодермата има сетивни или рецепторни клетки, които получават стимули от околната среда, като движението на вода или химически стимули.
Има и капсули за ектодермална уртикария, които се изхвърлят, освобождавайки парализираща отрова и, по този начинизползвани за улавяне на плячка. Тези капсули не се регенерират, така че могат да бъдат пуснати само веднъж. Върху всяко от пипалата има от 2500 до 3500 капсули коприва.
Епителните мускулни клетки образуват надлъжни мускулни слоеве по полипоида. Чрез стимулиране на тези клетки, полип можесвиват се бързо. В ендодермата има и мускулни клетки, наречени така заради функцията им да абсорбират хранителни вещества. За разлика от мускулните клетки на ектодермата, те са подредени в пръстеновиден модел. Това кара полипа да се разтяга, докато мускулните клетки на ендодермата се свиват.
Ендодермалният гастродермис обгражда така наречената стомашно-чревна кухина. Тъй като тази кухина съдържакакто храносмилателния тракт, така и съдовата система, тя се нарича гастроваскуларна система. За целта освен мускулните клетки в ендодермата има специализирани жлезисти клетки, които отделят храносмилателни секрети.
Освен това в ектодермата има и заместващи клетки, както и ендодерма, които могат да се трансформират в други клетки или да произвеждат например сперма и яйцеклетки (повечето полипи са хермафродити).
Нервна система
Хидрата има нервна мрежа като всички кухи животни (кишечнополостни), но няма фокусни точки като ганглиите или мозъка. въпреки това натрупванесетивни и нервни клетки и тяхното удължаване по устията и стъблото. Тези животни реагират на химични, механични и електрически стимули, както и на светлина и температура.
Нервната система на хидрата е структурно проста в сравнение с по-развитите нервни системи на животните. невронни мрежисвързват сензорни фоторецептори и чувствителни на допир нервни клетки, разположени по стената на тялото и пипалата.
Дишането и отделянето стават чрез дифузия в епидермиса.
Хранене
Хидрите се хранят предимно с водни безгръбначни. Когато се хранят, те удължават тялото си до максимална дължина и след това бавно разширяват пипалата си. Въпреки простите им структура, пипаласа необичайно разширени и могат да достигнат до пет пъти дължината на тялото си. След като са напълно разтегнати, пипалата бавно маневрират в очакване на контакт с подходящо животно плячка. При контакт, жилещите клетки на пипалото жилят (процесът на изтласкване отнема само около 3 микросекунди) и пипалата се увиват около плячката.
В рамките на няколко минути жертвата се изтегля в телесната кухина, след което започва храносмилането. полип може да се разтегне многотелесната му стена, за да смила плячка, която е повече от два пъти по-голяма от размера на хидрата. След два-три дни несмилаемите останки на жертвата се изхвърлят чрез свиване през отвора на устата.
Храната на сладководната хидра се състои от малки ракообразни, водни бълхи, ларви на насекоми, водни молци, планктон и други малки водни животни.
Трафик
Хидрата се движи от място на място, като разтяга тялото си и се придържа към обекта последователно с единия или другия край на тялото. Полипите мигрират около 2 см на ден. Чрез образуването на газов мехур върху крака, който осигурява плаваемост, хидрата може също да се придвижи към повърхността.
размножаване и дълголетие.
Хидрата може да се размножава както безполово, така и под формата на поникване на нови полипи върху стъблото на майчиния полип, чрез надлъжно и напречно делене и при определени обстоятелства. Тези обстоятелства също са не са напълно проученино хранителните дефицити играят важна роля. Тези животни могат да бъдат мъжки, женски или дори хермафродитни. Сексуалното размножаване се инициира от образуването на зародишни клетки в стената на животното.
Заключение
Неограничената продължителност на живота на хидрата привлича вниманието на естествените учени. Хидра стволови клетки имат способносттакъм вечно самообновяване. Транскрипционният фактор е идентифициран като критичен фактор в непрекъснатото самообновяване.
Изглежда обаче, че изследователите все още имат да извървят дълъг път, преди да разберат как работата им може да бъде приложена за намаляване или премахване на остаряването на хората.
Приложение на тези животни за нуждитеХората са ограничени от факта, че сладководните хидри не могат да живеят в мръсна вода, така че те се използват като индикатори за замърсяване на водата.