• Тип: Cnidaria = кишечнополостни, книдарии
• Подтип: Medusozoa = Medusoproducing
• Клас: Hydrozoa Owen, 1843 = Hydrozoa, hydroid
• Подклас: Hydroidea = Хидроиди
• Отряд: Хидрида = Хидра
• Род: Hydra = Хидра

Род: Hydra = Хидра

Хидрата се характеризира с примитивна дифузна нервна система, образувана в ектодермата от нервни клетки под формата на разпръснат нервен сплит. В ендодермата има само отделни нервни клетки, а общо хидрата има около 5000 неврона. Нервните плексуси са мащерка по ходилото, около устата и по пипалата. Има доказателства, че хидрата има нервен пръстен близо до устата, подобен на този на чадъра при хидромедузата. Въпреки че хидрата няма ясно разделение на сензорни, интеркаларни и моторни неврони, въпреки това има сензорни и ганглийни нервни клетки. Телата на чувствителните клетки са разположени през епителния слой; те имат неподвижен флагел, заобиколен от яка от микровили, която стърчи във външната среда и е в състояние да възприема дразнене. Процесите на ганглийните клетки са разположени в основата на епителните мускулни клетки и не излизат във външната среда. Хидрата е най-примитивното животно, в чиито нервни клетки се намират белтъци опсин, чувствителни към светлина, които имат общ произход при хидрата и човека. Като цяло наличието на нервна система в хидрата й позволява да извършва прости рефлекси. Така хидрата реагира на механично дразнене, температура, светлина, наличието на определени химикали във водата и редица други фактори на околната среда.

Жилните клетки се образуват от междинни клетки само в областта на тялото. Има около 55 000 жилещи клетки в хидрата и те са най-многобройните от всички видове клетки. Всяка жилеща клетка има жилеща капсула, която е пълна с отровно вещество, а в капсулата е завинтена жилеща резба. На повърхността на клетката гние само чувствителна коса, при дразнене на която нишката веднага се изхвърля и удря жертвата. Жилната клетка умира след изстрелването на нишката и на нейно място се образуват нови клетки от междинни клетки.

Hydra има четири вида жилещи клетки. Десмонемите (волвенти) са първите, които стрелят при лов на хидра: техните спираловидни жилещи нишки заплитат израстъците на тялото на жертвата и осигуряват нейното задържане. Когато жертвата се опитва да се освободи с ритници, от причинената от тях вибрация се задействат стенотели (пенетранти), които имат по-висок праг на дразнене. И шиповете в основата на техните жилещи нишки се закотвят в тялото на плячката и отровата се инжектира в тялото й през кухата жилеща нишка. Големите глутинанти (тяхната жилеща нишка има шипове, но няма, както волвентите, дупка на върха) изглежда се използват главно за защита. Малките глутинанти се използват само при преместване на хидрата, за да прикрепят здраво пипалата към субстрата. Изстрелването им е блокирано от екстракти от тъканите на жертвите на Hydra.

На пипалата на хидрата има най-голям брой жилещи клетки, които тук образуват жилещи батерии. Жилната батерия обикновено включва 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 чрез десмозоми с мускулните влакна на епителната мускулна клетка.

Свръхскоростното заснемане на изстрелването на хидра пенетранта показа, че целият процес на изпичане отнема около 3 ms. Освен това в началната фаза на стрелба скоростта достига 2 m/s, а ускорението е около 40 000 g; което изглежда е един от най-бързите клетъчни процеси, известни в природата. В ранната фаза на запалване на нематоциста скоростта на този процес е 9-18 m/s, а ускорението е от 1 000 000 до 5 000 000 g, което позволява на нематоцист с тегло около 1 ng да развие налягане от порядъка на 7 hPa, което е сравнимо с натиска на куршум върху мишена и ви позволява да пробиете доста дебела кутикула на жертвите ...

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

Между тях лежи тънък желатинов неклетъчен слой - мезоглеяслужещи за опора.

Ектодермата образува обвивката 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

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

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

Когато тялото на хидрата е повредено, те започват да растат интензивно и да се делят. Те могат да се превърнат в други видове клетки на тялото на хидра, с изключение на епително-мускулни.

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

Структурата на жилеща клетка с навита жилеща нишка

Ако плячката или врагът докоснат чувствителната коса, която се намира извън жилещата клетка, в отговор на дразнене, жилещата нишка се изхвърля и пронизва тялото на жертвата.

Структурата на жилещата клетка с изхвърлена жилеща нишка

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

Има няколко вида жилещи клетки. Конците на някои пробиват кожата на животните и инжектират отрова в телата им. Нишките на другите се увиват около плячка. 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. Съставът му включва храносмилателно-мускулнаИ жлезистаклетки.

Ендодерма

Храносмилателната система

Има повече храносмилателно-мускулни клетки от други. Мускулни влакнате са способни на свиване. 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, с който хранителните частици се напасват към клетките. Храносмилателно-мускулните клетки на ендодермата могат 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 жълтата клетка

Плячката се улавя от пипала с помощта на жилещи клетки, чиято отрова бързо парализира малките жертви. С координирани движения на пипалата плячката се довежда до устата, а след това с помощта на контракции на тялото хидратът се "облича" върху жертвата. Храносмилането започва в чревната кухина ( коремно храносмилане), завършва вътре в храносмилателните вакуоли на епителните мускулни клетки на ендодермата ( вътреклетъчно храносмилане). Хранителните вещества се разпределят в тялото на хидрата.

Когато остатъците от плячката, които не могат да бъдат усвоени, и отпадъчните продукти от клетъчния метаболизъм са в храносмилателната кухина, тя се свива и се изпразва.

Дъх

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

Кръвоносна система

Отсъстващ.

Избор

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

Нервна система

Под кожно-мускулните клетки се намират звездовидни клетки. Това са нервни клетки (1). Те са свързани 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 мигновено се разпространява в цялата нервна мрежа (3) и предизвиква свиване на кожно-мускулните клетки и цялото тяло на хидрата се скъсява. (4). Отговорът на организма на хидра към такова дразнене е безусловен рефлекс.

полови клетки

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

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

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

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

Структура на яйцеклетка на хидра

Структура на спермата на хидра

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

Оплождане. размножаване

Сперматозоидът плува до хидрата с яйцеклетката и прониква в нея, а ядрата на двете зародишни клетки се сливат. След това псевдоподите се прибират, клетката се закръгля, на повърхността й се отделя дебела черупка - образува се яйце. Когато хидрата умира и се срутва, яйцето остава живо и пада на дъното. С настъпването на топлото време жива клетка вътре в защитната обвивка започва да се дели, получените клетки са подредени в два слоя. От тях се развива малка хидра, която излиза чрез разкъсване на черупката на яйцето. Така многоклетъчната животинска хидра в началото на живота си се състои само от една клетка - яйцето. Това предполага, че предците на хидрата са били едноклетъчни животни.

Хидра безполово размножаване

При благоприятни условия хидрата се размножава безполово. На тялото на животното (обикновено в долната трета на тялото) се образува бъбрек, той расте, след това се образуват пипала и устата се пробива. Младата хидра излиза от тялото на майката (докато майчините и дъщерните полипи са прикрепени с пипала към субстрата и се издърпват в различни посоки) и води независим начин на живот. През есента хидратът преминава към сексуално размножаване. На тялото, в ектодермата, се полагат гонади - полови жлези, а зародишните клетки се развиват от междинни клетки в тях. С образуването на гонадална хидра се образува медузоиден възел. Това предполага, че половите жлези на Hydra са силно опростени споросаци, последният етап от трансформацията на изгубеното медузоидно поколение в орган. Повечето видове хидра са двудомни, хермафродитизмът е по-рядко срещан. Яйцата на хидрата растат бързо, като фагоцитират околните клетки. Зрелите яйца достигат диаметър 0,5-1 mm. Оплождането се случва в тялото на хидрата: през специална дупка в гонадата спермата навлиза в яйцето и се слива с него. Зиготата претърпява пълно равномерно раздробяване, 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 бодливи израстъци. На етап гаструла ембрионите изпадат в анабиоза. Възрастните хидри умират, а ембрионите потъват на дъното и спят зимен сън. 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, нейното развитие е директно.

Регенерация

Хидрата има много висока способност за регенерация. Когато се разреже 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 - от 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 увеличаване на клетъчните деления и е типичен пример за морфалаксис.

Движение

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

"Ходещ" режим на придвижване

"Ходещ" метод на движение на хидрата

Извивайки тялото си (1) и прикрепвайки пипалата си към повърхността на предмет (субстрат), хидрата издърпва подметката (2) към предния край на тялото. След това ходенето на хидрата се повтаря (3.4).

"Тамблиращ" начин на движение

"Тамбъл" начин за преместване на хидрата

В друг случай изглежда като салто над главата си, последователно се прикрепя към предмети с пипала или с подметка (1-5).

Енциклопедичен YouTube

1 / 5

✪ Hydra - подводен хищник.wmv

✪ Сладководна хидра

✪ Хидра сладководен полип. Онлайн подготовка за изпита по биология.

✪ Създаване на Hydra (+ EEVEE), пълен урок. Създайте Hydra в Blender (+ EEVEE Demo)

субтитри

Тялото на хидрата е с цилиндрична форма, в предния край на тялото (на конуса в близост до устата) 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 се прикрепя към нещо. Хидрата има радиална (едноосно-хетерополна) симетрия. Оста на симетрия свързва два полюса - устен, на който е разположена устата, и аборален, на който е разположена подметката. През оста на симетрия могат да бъдат начертани 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 (мезоглия). Телесната кухина на хидрата - стомашната кухина - образува израстъци, които влизат вътре в пипалата. Въпреки че обикновено се смята, че хидрата има само един отвор, водещ към стомашната кухина (орален), всъщност на стъпалото на хидрата има тясна аборална пора. Чрез него може да се освободи течност от чревната кухина, както и мехур с газ. В този случай хидрата, заедно с мехурчето, се отделя от субстрата и излиза, задържайки се с главата надолу във водния стълб. По този начин може да се утаи в резервоара. Що се отнася до отвора на устата, той всъщност липсва при нехранеща се хидра - клетките на ектодермата на конуса на устата се затварят и образуват плътни контакти, същите като в други части на тялото. Следователно, когато се храни, хидратът трябва всеки път да „пробива“ устата отново.

Клетъчен състав на тялото

епителни мускулни клетки

Епително-мускулните клетки на ектодермата и ендодермата образуват по-голямата част от тялото на хидрата. Хидрата има около 20 000 епително-мускулни клетки.

Клетките на ектодермата имат цилиндрична форма на епителните части и образуват еднослоен покривен епител. Съкратителните процеси на тези клетки са в съседство с мезоглеята, образувайки надлъжните мускули на хидрата.

Епително-мускулните клетки на ендодермата се насочват от епителните си части в чревната кухина и носят 2-5 флагела, които смесват храната. Тези клетки могат да образуват псевдоподи, с които улавят хранителни частици. В клетките се образуват храносмилателни вакуоли.

Епително-мускулните клетки на ектодермата и ендодермата са две независими клетъчни линии. В горната трета на тялото на хидрата те се разделят митотично и техните потомци постепенно се изместват или към хипостома и пипалата, или към подметката. Докато се движите, настъпва клетъчна диференциация: например клетките на ектодермата на пипалата дават клетки от жилещи батерии, а на подметката - жлезисти клетки, които отделят слуз.

Жлезисти клетки на ендодермата

Жлезистите клетки на ендодермата отделят храносмилателни ензими в чревната кухина, които разграждат храната. Тези клетки се образуват от интерстициални клетки. Хидрата има около 5000 жлезисти клетки.

Интерстициални клетки

Между епителните мускулни клетки има групи от малки, заоблени клетки, наречени междинни или интерстициални (i-клетки). Hydra има около 15 000. Това са недиференцирани клетки. Те могат да се превърнат в други видове клетки на тялото на хидра, с изключение на епително-мускулни. Междинните клетки имат всички свойства на мултипотентните стволови клетки. Доказано е, че всяка междинна клетка е потенциално способна да произвежда както полови, така и соматични клетки. Стволовите междинни клетки не мигрират, но техните диференциращи потомствени клетки са способни на бърза миграция.

Нервни клетки и нервна система

Нервните клетки образуват в ектодермата примитивна дифузна нервна система - разпръснат нервен плексус (дифузен плексус). Ендодермата съдържа отделни нервни клетки. Общо хидрата има около 5000 неврона. Хидрата има удебеления от дифузен плексус на подметката, около устата и на пипалата. Според нови данни хидратът има нервен пръстен близо до устата, подобен на нервния пръстен, разположен на ръба на чадъра при хидромедузите.

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 – сетивни и ганглийни. Телата на чувствителните клетки са разположени през епителния слой, те имат неподвижен флагел, заобиколен от яка от микровили, който стърчи във външната среда и е в състояние да възприема дразнене. Ганглийните клетки са разположени в основата на епителната мускулатура, техните процеси не излизат във външната среда. Морфологично повечето неврони на хидра са биполярни или мултиполярни.

В нервната система на хидрата присъстват както електрически, така и химични синапси. От невротрансмитерите в хидра са открити допамин, серотонин, норепинефрин, гама-аминомаслена киселина, глутамат, глицин и много невропептиди (вазопресин, субстанция Р и др.).

Хидрата е най-примитивното животно, в чиито нервни клетки са открити светлочувствителни протеини опсин. Генният анализ на хидра опсин предполага, че хидрата и човешките опсини имат общ произход.

жилещи клетки

Жилните клетки се образуват от междинни клетки само в областта на тялото. Първо, междинната клетка се дели 3-5 пъти, образувайки клъстер (гнездо) от предшественици на жилещи клетки (книдобласти), свързани с цитоплазмени мостове. След това започва диференциация, по време на която мостовете изчезват. Диференциращите се книдоцити мигрират в пипалата. Жилните клетки са най-многобройните от всички видове клетки, има около 55 000 от тях в хидрата.

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

Хидрата има четири вида жилещи клетки - стенотели (пенетранти), десмонеми (волвенти), isorhiza holotrichi (големи лепкави) и isorizhi atrichi (малки лепкави). При лов волвентите стрелят първи. Техните спирални жилещи нишки оплитат израстъците на тялото на жертвата и осигуряват нейното задържане. Под действието на тласъците на жертвата и причинените от тях вибрации се задействат пенетранти с по-висок праг на дразнене. Шиповете в основата на техните жилещи нишки се закотвят в тялото на плячката и отровата се инжектира в тялото й през кухата жилеща нишка.

Голям брой жилещи клетки са разположени върху пипалата, където образуват жилещи батерии. Обикновено батерията се състои от една голяма епително-мускулна клетка, в която са потопени жилещи клетки. В центъра на батерията има голям пенетрант, около него има по-малки волвенти и глутинанти. Книдоцитите са свързани чрез десмозоми с мускулните влакна на епителната мускулна клетка. Големите глутинанти (тяхната жилеща нишка има шипове, но няма, както волвентите, дупка на върха) изглежда се използват главно за защита. Малките глутинанти се използват само при преместване на хидрата, за да прикрепят здраво пипалата към субстрата. Изстрелването им е блокирано от екстракти от тъканите на жертвите на Hydra.

Изстрелването на пенетранти Hydra е проучено с ултрависокоскоростно заснемане. Оказа се, че целият процес на запалване отнема около 3 ms. В началната си фаза (преди обръщането на шиповете) скоростта му достига 2 m/s, а ускорението е около 40 000 (данни от 1984 г.); очевидно това е един от най-бързите клетъчни процеси, известни в природата. Първата видима промяна (по-малко от 10 μs след стимулация) беше увеличаване на обема на жилещата капсула с около 10%, след което обемът намалява до почти 50% от първоначалния. По-късно се оказа, че както скоростта, така и ускорението при изстрелване на нематоцисти са силно подценени; по данни от 2006 г., в ранната фаза на изпичане (изхвърляне на шипове), скоростта на този процес е 9-18 m / s, а ускорението е от 1 000 000 до 5 400 000 g. Това позволява на нематоциста с тегло около 1 ng да развие налягане от около 7 hPa на върховете на шиповете (чийто диаметър е около 15 nm), което е сравнимо с налягането на куршум върху мишена и му позволява да проникне по-скоро дебела кутикула на жертвите.

Полови клетки и гаметогенеза

Както всички животни, хидратите се характеризират с оогамия. Повечето хидри са двудомни, но има хермафродитни линии хидри. Както яйцеклетките, така и спермата се образуват от i-клетки. Смята се, че това са специални субпопулации от i-клетки, които могат да бъдат разграничени чрез клетъчни маркери и присъстват в малък брой в хидрата и по време на безполово размножаване.

Дишане и отделяне

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

Раздразнителност и рефлекси

Хидрите имат мрежеста нервна система. Наличието на нервна система позволява на хидрата да извършва прости рефлекси. Хидрата реагира на механично дразнене, температура, светлина, 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 консумация на хидра от ротифери и трематоди церкарии. Плячката се улавя от пипала с помощта на жилещи клетки, чиято отрова бързо парализира малките жертви. С координирани движения на пипалата плячката се довежда до устата, а след това с помощта на контракции на тялото хидратът се "облича" върху жертвата. Храносмилането започва в чревната кухина (коремно храносмилане), 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 благодарение на образуването на клетъчни израстъци на двата слоя, които пресичат мезоглеята и са свързани чрез празнини. 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. На тялото на животното (обикновено в долната трета на тялото) се образува бъбрек, той расте, след това се образуват пипала и устата се пробива. Младата хидра излиза от тялото на майката (в същото време майчините и дъщерните полипи са прикрепени с пипала към субстрата и издърпани в различни посоки) и води независим начин на живот. През есента хидратът преминава към сексуално размножаване. На тялото, в ектодермата, се полагат гонади - полови жлези, а зародишните клетки се развиват от междинни клетки в тях. С образуването на гонадална хидра се образува медузоиден възел. Това предполага, че гонадите на Hydra са силно опростени споросаци, последният етап от трансформацията на изгубеното медузоидно поколение в орган. Повечето видове хидра са двудомни, хермафродитизмът е по-рядко срещан. Яйцата на хидрата растат бързо, като фагоцитират околните клетки. Зрелите яйца достигат диаметър 0,5-1 mm. Оплождането се случва в тялото на хидрата: през специална дупка в гонадата спермата навлиза в яйцето и се слива с него. Зиготата претърпява пълно равномерно раздробяване, 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 бодливи израстъци. На етапа на гаструла ембрионите преминават в суспендирана анимация. Възрастните хидри умират, а ембрионите потъват на дъното и спят зимен сън. 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, 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. По този начин всички клетки на тялото на хидрата се актуализират постоянно. При нормално хранене "излишъкът" от делящи се клетки се премества в бъбреците, които обикновено се образуват в долната трета на багажника.

Регенеративна способност

Hydra има много висока способност за регенерация. Когато се разреже 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 - от аборалната страна на фрагмента. Целият организъм може да се възстанови от отделни малки части от тялото (по-малко от 1/200 от обема), от парчета пипала, а също и от суспензия от клетки. В същото време самият процес на регенерация не е придружен от увеличаване на клетъчните деления и е типичен пример за морфалаксис.

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

Фрагменти от изрязаното тяло на хидрата запазват информация за ориентацията на оста на тялото на организма в структурата на актиновия цитоскелет: по време на регенерацията оста се възстановява, влакната насочват клетъчното делене. Промяната в структурата на актиновия скелет може да доведе до смущения в регенерацията (образуването на няколко телесни оси).

Експерименти за изследване на регенерацията и модели на регенерация

местни гледки

Във водоемите на Русия и Украйна най-често се срещат следните видове хидри (в момента много зоолози разграничават, в допълнение към рода Хидраоще 2 рода ПелматохидраИ Хлорохидра):

• хидра с дълги стъбла ( Хидра (Pelmatohydra) oligactis, синоним - Hydra fusca) - голям, със сноп от много дълги нишковидни пипала, 2-5 пъти по-големи от тялото му. Тези хидри са способни на много интензивно пъпкуване: понякога на един майчин индивид могат да бъдат намерени до 10-20 полипа, които все още не са пъпкували.
• хидра обикновена ( Хидра вулгарна, синоним - Хидра Гризея) - Пипалата в отпуснато състояние значително надвишават дължината на тялото - приблизително два пъти по-дълго от тялото, а самото тяло се стеснява по-близо до подметката;
• хидра тънка ( Hydra circumcincta, синоним - Hydra attenuata) - тялото на тази хидра има формата на тънка тръба с еднаква дебелина. Пипалата в отпуснато състояние не надвишават дължината на тялото, а ако го направят, то е много незначително. Полипите са малки, понякога достигат 15 mm. Ширината на капсулите на holotrichous isorrhizae надвишава половината от тяхната дължина. Предпочита да живее близо до дъното. Почти винаги е прикрепен към страната на предметите, която е обърната към дъното на резервоара.
• хидра зелена ( ) с къси, но многобройни пипала, тревистозелени.
• Hydra oxycnida - пипалата в отпуснато състояние не надвишават дължината на тялото, а ако го направят, тогава много малко. Полипите са големи, достигат 28 mm. Ширината на капсулите на holotrich isorhiza не надвишава половината от дължината им.

симбионти

Така наречените "зелени" хидри Хидра (Chlorohydra) viridissimaклетки на ендодермата живеят ендосимбиотични водорасли от род 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 трансовариално. Други видове хидра в лабораторни условия понякога могат да бъдат заразени със зоохлорела, но не се получава стабилна симбиоза.

Именно с наблюдения на зелени хидри А. Трембле започва своето изследване.

Хидрата може да бъде атакувана от пържени риби, за които изгарянията на жилещите клетки очевидно са доста чувствителни: след като грабнат хидрата, пържените обикновено го изплюват и отказват по-нататъшни опити за ядене.

Кладоцерозно ракообразно от семейство chidorid е адаптирано да се храни с тъкани на хидра. Anchistropus emarginatus.

Тъканите на хидрата също могат да се хранят с микростомични турбеларии, които са в състояние да използват несмлени млади жилещи клетки на хидра като защитни клетки - клептокнидии.

История на откритието и изследването

Очевидно Антонио ван Льовенхук пръв описва хидрата. Подробно изучава храненето, движението и безполовото размножаване, както и регенерацията на хидрата

От тази статия ще научите всичко за структурата на сладководната хидра, нейния начин на живот, хранене, размножаване.

Външната структура на хидрата

Полип (което означава „многокрака“) хидра е малко полупрозрачно същество, което живее в бистрите бистри води на бавно течащи реки, езера и езера. Това коелентерно животно води заседнал или привързан начин на живот. Външната структура на сладководната хидра е много проста. Тялото има почти правилна цилиндрична форма. В единия му край има уста, която е заобиколена от корона от много дълги тънки пипала (от пет до дванадесет). В другия край на тялото е подметката, с която животното може да се прикрепи към различни предмети под водата. Дължината на тялото на сладководната хидра е до 7 мм, но пипалата могат да бъдат силно разтегнати и да достигнат дължина от няколко сантиметра.

Симетрия на лъча

Нека разгледаме по-подробно външната структура на хидрата. Таблицата ще ви помогне да запомните тяхното предназначение.

Тялото на хидрата, подобно на много други животни, водещи прикрепен начин на живот, е присъщо. Какво е това? Ако си представим хидра и начертаем въображаема ос по протежение на тялото, тогава пипалата на животното ще се отклонят от оста във всички посоки, като лъчите на слънцето.

Структурата на тялото на хидрата е продиктувана от начина й на живот. Той е прикрепен към подводен предмет с подметка, увисва и започва да се люлее, изследвайки околното пространство с помощта на пипала. Животното ловува. Тъй като хидрата чака плячка, която може да се появи от всяка посока, симетричното радиално разположение на пипалата е оптимално.

чревна кухина

Нека разгледаме по-подробно вътрешната структура на хидрата. Тялото на хидрата прилича на продълговата торба. Стените му се състоят от два слоя клетки, между които има междуклетъчно вещество (мезоглей). По този начин вътре в тялото има чревна (стомашна) кухина. Храната влиза през устата. Интересното е, че хидрата, която в момента не яде, практически няма уста. Клетките на ектодермата се затварят и сливат по същия начин, както на останалата повърхност на тялото. Следователно, всеки път преди хранене, хидратът трябва да пробие отново устата.

Структурата на сладководната хидра й позволява да променя мястото си на пребиваване. На подметката на животното има тесен отвор - аборалната пора. Чрез него от чревната кухина може да се отдели течност и малко мехурче газ. С помощта на този механизъм хидрата успява да се отдели от субстрата и да изплува на повърхността на водата. По такъв прост начин, с помощта на течения, той се установява в резервоар.

ектодерма

Вътрешната структура на хидрата е представена от ектодерма и ендодерма. Твърди се, че ектодермата образува тялото на хидрата. Ако погледнете животно през микроскоп, можете да видите, че няколко вида клетки принадлежат към ектодермата: жилещи, междинни и епително-мускулни.

Най-многобройната група са кожно-мускулните клетки. Те са в контакт един с друг отстрани и образуват повърхността на тялото на животното. Всяка такава клетка има основа - контрактилно мускулно влакно. Този механизъм осигурява възможност за движение.

Със свиването на всички влакна тялото на животното се свива, удължава и огъва. И ако свиването се случи само от едната страна на тялото, тогава хидрата се накланя. Благодарение на тази работа на клетките животното може да се движи по два начина - „преобръщане“ и „ходене“.

Също във външния слой има звездообразни нервни клетки. Те имат дълги процеси, с помощта на които влизат в контакт един с друг, образувайки единна мрежа - нервния сплит, сплитайки цялото тяло на хидрата. Нервните клетки също са свързани с кожно-мускулните клетки.

Между епителните мускулни клетки има групи от малки междинни клетки с кръгла форма с големи ядра и малко количество цитоплазма. Ако тялото на хидрата е повредено, тогава междинните клетки започват да растат и да се делят. Те могат да се трансформират във всякакви

жилещи клетки

Структурата на клетките на хидрата е много интересна, специално внимание заслужават жилещите (копривени) клетки, с които е осеяно цялото тяло на животното, особено пипалата. имат сложна структура. В допълнение към ядрото и цитоплазмата, клетката съдържа ужилваща камера с форма на мехур, вътре в която е най-тънката ужилваща нишка, навита в тръба.

Чувствителен косъм излиза от клетката. Ако плячката или врагът докоснат тази коса, тогава има рязко изправяне на жилещата нишка и тя се изхвърля. Острият връх пробива тялото на жертвата и през канала, минаващ вътре в нишката, влиза отрова, която може да убие малко животно.

По правило се задействат много жилещи клетки. Хидрата улавя плячката с пипала, привлича я към устата и я поглъща. Отровата, отделена от жилещите клетки, също служи за защита. По-големите хищници не докосват болезнено жилещите хидри. Отровата на хидрата по своето действие наподобява отровата на копривата.

Жилните клетки също могат да бъдат разделени на няколко вида. Някои нишки инжектират отрова, други се увиват около жертвата, а трети се придържат към нея. След задействане жилещата клетка умира и от междинната се образува нова.

Ендодерма

Структурата на хидрата също предполага наличието на такава структура като вътрешния слой на клетките, ендодермата. Тези клетки също имат мускулни контрактилни влакна. Основната им цел е да усвояват храната. Клетките на ендодермата отделят храносмилателен сок директно в чревната кухина. Под негово влияние плячката се разделя на частици. Някои клетки на ендодермата имат дълги флагели, които са постоянно в движение. Тяхната роля е да изтеглят хранителни частици нагоре към клетките, които на свой ред освобождават пролега и улавят храната.

Храносмилането продължава вътре в клетката, поради което се нарича вътреклетъчно. Храната се обработва във вакуоли, а неразградените остатъци се изхвърлят през отвора на устата. Дишането и отделянето става през цялата повърхност на тялото. Помислете отново за клетъчната структура на хидрата. Таблицата ще ви помогне да визуализирате това.

рефлекси

Структурата на хидрата е такава, че е в състояние да усети промени в температурата, химическия състав на водата, както и докосване и други стимули. Животинските нервни клетки са способни да се възбуждат. Например, ако го докоснете с върха на иглата, тогава сигналът от нервните клетки, почувствали докосването, ще бъде предаден на останалите, а от нервните клетки към епителните мускулни. Кожно-мускулните клетки ще реагират и ще се свият, хидрата ще се свие на топка.

Такава реакция - ярка Това е сложно явление, състоящо се от последователни етапи - възприемане на стимула, предаване на възбуждане и отговор. Структурата на хидрата е много проста и следователно рефлексите са еднакви.

Регенерация

Клетъчната структура на хидрата позволява на това малко животно да се регенерира. Както бе споменато по-горе, междинните клетки, разположени на повърхността на тялото, могат да се трансформират във всеки друг тип.

При всяко увреждане на тялото, междинните клетки започват да се делят много бързо, растат и заместват липсващите части. Раната зараства. Регенеративните способности на хидрата са толкова високи, че ако я разрежете наполовина, от едната част ще пораснат нови пипала и уста, а от другата стъбло и подметка.

безполово размножаване

Хидрата може да се размножава както безполово, така и сексуално. При благоприятни условия през лятото върху тялото на животното се появява малък туберкул, стената изпъква. С течение на времето туберкулозата расте, разтяга се. В края му се появяват пипала, избухва уста.

Така се появява млада хидра, свързана със стъбло с майчиния организъм. Този процес се нарича пъпкуване, защото е подобен на развитието на нов летораст в растенията. Когато една млада хидра е готова да живее сама, тя се разпръсква. Дъщерните и майчините организми са прикрепени към субстрата с пипала и се разтягат в различни посоки, докато се разделят.

полово размножаване

Когато започне да застудява и се създадат неблагоприятни условия, идва ред на половото размножаване. През есента започват да се образуват хидри от междинни зародишни клетки, мъжки и женски, тоест яйцеклетки и сперматозоиди. Яйцеклетките на хидрата са подобни на амебите. Те са големи, осеяни с псевдоподи. Сперматозоидите са подобни на протозойните флагели, те могат да плуват с помощта на флагел и да напускат тялото на хидрата.

След като сперматозоидите навлязат в яйцеклетката, техните ядра се сливат и настъпва оплождане. Псевдоподите на оплодената яйцеклетка се прибират, тя се закръгля и черупката става по-дебела. Образува се яйце.

Всички хидри през есента, с настъпването на студеното време, умират. Майчиният организъм се разпада, но яйцето остава живо и зимува. През пролетта започва активно да се дели, клетките са подредени в два слоя. С настъпването на топлото време малка хидра пробива черупката на яйцето и започва самостоятелен живот.

научна класификация

Царство: Животни

Подцарство: Eumetazoi

Тип: книдарии

клас: хидроид

състав: Хидроиди

семейство: Hydriidae

Род: Хидра

латинско име Хидра Линей , 1758

План за застрояване

Тялото на хидрата е цилиндрично, в предния край на тялото на конуса около устата 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) е подметката, с нейна помощ хидрата се движи и прикрепя. Хидрата има радиална (едноосно-хетерополна) симетрия. Оста на симетрия свързва два полюса - устен, на който е разположена устата, и аборален, на който е разположена подметката. През оста на симетрия могат да бъдат начертани 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 (мезоглия). Телесната кухина на хидрата - стомашната кухина - образува израстъци, които влизат вътре в пипалата. Въпреки че обикновено се смята, че хидрата има само един отвор, водещ към стомашната кухина (орален), всъщност има тясна анална пора на подметката на хидрата. През него може да се отдели мехур газ. В този случай хидрата се отделя от субстрата и излиза, като се държи с главата надолу във водния стълб. По този начин може да се утаи в резервоара. Що се отнася до отвора на устата, той всъщност липсва при нехранеща се хидра - клетките на ектодермата на конуса на устата се затварят и образуват плътни контакти, същите като в други части на тялото . Следователно, когато се храни, хидратът трябва всеки път да „пробива“ устата 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. Съкратителните процеси на тези клетки са в съседство с мезоглеята, образувайки надлъжните мускули на хидрата.

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

Нервна система

Нервните клетки образуват в ектодермата примитивна дифузна нервна система - разпръснат нервен плексус (дифузен плексус). Ендодермата съдържа отделни нервни клетки. Хидрата има удебеления от дифузен плексус на подметката, около устата и на пипалата. Според нови данни хидратът има нервен пръстен близо до устата, подобен на нервния пръстен, разположен на ръба на чадъра при хидромедузите.
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 – сетивни и ганглийни. Телата на чувствителните клетки са разположени през епителния слой, те имат неподвижен флагел, заобиколен от яка от микровили, който стърчи във външната среда и е в състояние да възприема дразнене. Ганглийните клетки са разположени в основата на епително-мускулните, те не напускат процесите във външната среда. Морфологично повечето неврони на хидра са биполярни или мултиполярни.
Нервната система на Хидра съдържа както електрически, така и химически синапси .

жилещи клетки

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

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

Хидрата има четири вида жилещи клетки - стенотели (пенетранти), десмонеми (волвенти), isorhiza holotrichi (големи лепкави) и isorizhi atrichi (малки лепкави). При лов волвентите стрелят първи. Техните спирални жилещи нишки оплитат израстъците на тялото на жертвата и осигуряват нейното задържане. Под действието на тласъците на жертвата и причинените от тях вибрации се задействат пенетранти с по-висок праг на дразнене. Шиповете в основата на техните жилещи нишки се закотвят в тялото на плячката. и отровата се въвежда в тялото й чрез куха жилеща нишка.

Голям брой жилещи клетки са разположени върху пипалата, където образуват жилещи батерии. Обикновено батерията се състои от една голяма епително-мускулна клетка, в която са потопени жилещи клетки. В центъра на батерията има голям пенетрант, около него има по-малки волвенти и глутинанти. cnidocytes свързани десмозомис мускулни влакна на епителната мускулна клетка. Големите глутинанти (тяхната жилеща нишка има шипове, но няма, както волвентите, дупка на върха) изглежда се използват главно за защита. Малките глутинанти се използват само при преместване на хидрата, за да прикрепят здраво пипалата към субстрата. Изстрелването им е блокирано от екстракти от тъканите на жертвите на Hydra.

Клетъчен състав на ендодермата

Епителните мускулни клетки се насочват в чревната кухина и носят флагели, които смесват храната. Тези клетки могат да образуват псевдоподи, с 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 се извършва през цялата повърхност на тялото на животното. Наличието на нервна система позволява на хидрата да извършва прости рефлекси. Хидрата 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 консумацията на хидр ротаториИ церкарии трематоди. Плячката се улавя от пипала с помощта на жилещи клетки, чиято отрова бързо парализира малките жертви. С координирани движения на пипалата плячката се довежда до устата, а след това с помощта на контракции на тялото хидратът се "облича" върху жертвата. Храносмилането започва в чревната кухина (коремно храносмилане), 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 (слой 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 слот 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. На тялото на животното (обикновено в долната трета на тялото) се образува бъбрек, той расте, след това се образуват пипала и устата се пробива. Младата хидра излиза от тялото на майката (докато майчините и дъщерните полипи са прикрепени с пипала към субстрата и се издърпват в различни посоки) и води независим начин на живот. През есента хидратът преминава към сексуално размножаване. На тялото в ектодермата са положени гонади - полови жлези, а зародишните клетки се развиват от междинни клетки в тях. По време на образуването на половите жлези се образува хидра медузоиден възел. Това предполага, че половите жлези на хидрата са значително опростени споросаки, последната стъпка в поредица от трансформации на изгубеното медузоидно поколение в орган. Повечето видове хидра са двудомни, по-рядко срещани хермафродитизъм. Яйцата на хидрата растат бързо, като фагоцитират околните клетки. Зрелите яйца достигат диаметър 0,5-1 mm Опложданесе случва в тялото на хидрата: през специална дупка в гонадата спермата навлиза 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 бодливи израстъци. На етапа на гаструла ембрионите се вливат в анабиоза. Възрастните хидри умират, а ембрионите потъват на дъното и спят зимен сън. 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, 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 върхове на пипала. Там настъпва клетъчна смърт и десквамация. По този начин всички клетки на тялото на хидрата се актуализират постоянно. При нормално хранене "излишъкът" от делящи се клетки се премества в бъбреците, които обикновено се образуват в долната трета на багажника.