• Typ: Cnidaria = coelenterates, cnidarians
• Undertyp: Medusozoa = Medusoproducerande
• Klass: Hydrozoa Owen, 1843 = Hydrozoa, hydroid
• Underklass: Hydroidea = Hydroider
• Trupp: Hydrida = Hydra
• Genus: Hydra = Hydra

Genus: Hydra = Hydra

Hydra kännetecknas av ett primitivt diffust nervsystem, bildat i ektodermen av nervceller i form av en spridd nervplexus. I endodermen finns bara enskilda nervceller, och totalt har hydran cirka 5000 neuroner. Nervplexus är timjan på sulan, runt munnen och på tentaklarna. Det finns bevis för att hydran har en nervring nära munnen, liknande den hos ett paraply hos hydromedusas. Även om hydran inte har en tydlig uppdelning i sensoriska, interkalära och motoriska neuroner, finns det ändå sensoriska och ganglioniska nervceller. Kroppen av känsliga celler ligger tvärs över epitelskiktet, de har ett orörligt flagellum omgivet av en krage av mikrovilli som sticker ut i den yttre miljön och kan uppfatta irritation. Processerna för ganglionceller är belägna vid basen av epitelmuskulära celler och går inte in i den yttre miljön. Hydra är det mest primitiva djuret, i vars nervceller finns opsinproteiner, som är känsliga för ljus, som har ett gemensamt ursprung hos hydra och människor. I allmänhet tillåter närvaron av ett nervsystem i hydra det att utföra enkla reflexer. Således reagerar hydra på mekanisk irritation, temperatur, ljus, förekomsten av vissa kemikalier i vattnet och en rad andra miljöfaktorer.

Stickande celler bildas från mellanliggande celler endast i kroppens region. Det finns cirka 55 000 stickande celler i hydra och de är de mest talrika av alla celltyper. Varje stickande cell har en stickande kapsel, som är fylld med ett giftigt ämne, och en stickande tråd skruvas in i kapseln. Endast ett känsligt hår ruttnar på cellens yta, vid irritation av vilken tråden omedelbart kastas ut och slår offret. Den stickande cellen dör efter att tråden avfyrats, och i dess ställe bildas nya celler från mellanceller.

Hydra har fyra typer av stickande celler. Desmonem (volvents) är de första som skjuter när de jagar hydra: deras spiralformiga stickande trådar trasslar in utväxterna av offrets kropp och säkerställer att den kvarhålls. När offret försöker frigöra sig genom ryck utlöses stenoteller (penetranter), som har en högre tröskel för irritation, av vibrationerna som orsakas av dem. Och spikarna vid basen av deras stickande trådar förankras i byteskroppen, och gift injiceras i dess kropp genom den ihåliga stickande tråden. Stora glutinanter (deras stickande glödtråd har spikar, men har inte, som volventerna, ett hål i toppen) tycks främst användas för försvar. Små glutinanter används endast när man flyttar hydran för att ordentligt fästa tentaklarna på underlaget. Deras skjutning blockeras av extrakt från vävnader från Hydra-offer.

På hydrans tentakler finns det största antalet stickceller, som här bildar stickande batterier. Det stickande batteriet innehåller vanligtvis en stor epitel-muskulär cell, i vilken de stickande cellerna är nedsänkta. I mitten av batteriet finns en stor penetrant, runt den finns mindre volventer och glutinanter. Cnidocyter är kopplade av desmosomer till muskelfibrerna i epitelmuskelcellen.

Ultrahöghastighetsfilmning av bränningen av hydrapenetranten visade att hela bränningsprocessen tar cirka 3 ms. Dessutom, i den inledande fasen av eldningen, når hastigheten 2 m / s, och accelerationen är cirka 40 000 g; vilket verkar vara en av de snabbaste cellulära processerna som är kända i naturen. I den tidiga fasen av nematocystbränning är hastigheten för denna process 9-18 m/s, och accelerationen är från 1 000 000 till 5 000 000 g, vilket gör att en nematocyst som väger ca 1 ng kan utveckla ett tryck i storleksordningen 7 hPa, vilket är jämförbart med trycket från en kula på ett mål och låter dig genomborra en ganska tjock nagelband av offren ...

Hydrans kropp har formen av en avlång säck, vars väggar består av två lager av celler - ektoderm Och endoderm.

Mellan dem ligger ett tunt gelatinartat icke-cellulärt lager - mesoglea fungera som ett stöd.

Ektodermen bildar täckningen av djurets kropp och består av flera typer av celler: epitelmuskulära, mellanliggande Och stickande.

De mest talrika av dem är epitelmuskulära.

ektoderm

epitelmuskelcell

på bekostnad muskelfibrer, som ligger vid basen av varje cell, kan hydrakroppen dra ihop sig, förlängas och böjas.

Mellan epitelmuskulära celler finns grupper av små, rundade celler med stora kärnor och en liten mängd cytoplasma, som kallas mellanliggande.

När hydrans kropp skadas börjar de växa intensivt och delas. De kan förvandlas till andra typer av hydrakroppsceller, förutom epitelmuskulära.

I ektodermen finns stickande celler används för anfall och försvar. De är huvudsakligen belägna på hydrans tentakler. Varje stickande cell innehåller en oval kapsel i vilken sticktråden är lindad.

Strukturen av en stickande cell med en lindad stickande filament

Om bytet eller fienden vidrör det känsliga håret, som sitter utanför stickcellen, som svar på irritation, kastas sticktråden ut och tränger igenom offrets kropp.

Den stickande cellens struktur med utskjuten stickande tråd

Genom trådens kanal kommer ett ämne som kan paralysera offret in i offrets kropp.

Det finns flera typer av stickande celler. Vissas trådar tränger igenom djurens hud och injicerar gift i deras kropp. Andras trådar virar runt byten. Trådarna på den tredje är väldigt klibbiga och fastnar på offret. Vanligtvis "skjuter" hydran flera stickande celler. Efter skottet dör den stickande cellen. Nya stickande celler bildas av mellanliggande.

Strukturen av det inre lagret av celler

Endodermen kantar hela tarmhålan från insidan. Dess sammansättning inkluderar matsmältningsmuskulära Och körtel- celler.

Endoderm

Matsmältningssystemet

Det finns fler matsmältningsmuskulära celler än andra. Muskelfibrer de är kapabla till sammandragning. När de förkortas blir hydrans kropp tunnare. Komplexa rörelser (rörelse genom att "tumla") uppstår på grund av sammandragningar av muskelfibrerna i cellerna i ektodermen och endodermen.

Var och en av de matsmältningsmuskulära cellerna i endodermen har 1-3 flageller. vacklande flagella skapa en ström av vatten, med vilken matpartiklar anpassas till cellerna. Matsmältningsmuskulära celler i endodermen kan bildas pseudopoder, fångar upp och smälter små matpartiklar i matsmältningsvakuolerna.

Strukturen av matsmältningsmuskelcellen

Körtelceller i endodermen utsöndrar matsmältningsjuice i tarmhålan, som gör att maten blir flytande och delvis smälter.

Den gula cellens struktur

Bytet fångas av tentakler med hjälp av stickande celler, vars gift snabbt förlamar små offer. Med koordinerade rörelser av tentaklerna förs bytet till munnen, och sedan, med hjälp av sammandragningar av kroppen, "läggs" hydran på offret. Matsmältningen börjar i tarmhålan ( magsmältning), slutar inuti matsmältningsvakuolerna i epitelmuskulära celler i endodermen ( intracellulär matsmältning). Näringsämnen fördelas över hela hydrans kropp.

När resterna av bytet som inte kan smältas och avfallsprodukterna från cellulär ämnesomsättning finns i matsmältningshålan drar det ihop sig och töms.

Andetag

Hydra andas syre löst i vatten. Hon har inga andningsorgan, och hon absorberar syre med hela kroppens yta.

Cirkulationssystemet

Frånvarande.

Urval

Frisättningen av koldioxid och andra onödiga ämnen som bildas i livets process sker från cellerna i det yttre lagret direkt i vattnet och från cellerna i det inre lagret - in i tarmhålan och sedan ut.

Nervsystem

Under hudmuskelcellerna finns stjärnceller. Dessa är nervceller (1). De är sammankopplade och bildar ett nervöst nätverk (2).

Nervsystemet och irritabilitet av hydra

Om du rör vid hydran (2) uppstår en excitation (elektriska impulser) i nervcellerna, som omedelbart sprider sig genom nervnätverket (3) och orsakar en sammandragning av hudmuskelcellerna och hela hydrans kropp förkortas (4). Hydraorganismens svar på sådan irritation är obetingad reflex.

könsceller

När kallt väder närmar sig hösten bildas könsceller från mellanliggande celler i hydra-ektodermen.

Det finns två typer av könsceller: ägg- eller kvinnliga könsceller och spermier eller manliga könsceller.

Äggen är närmare basen av hydran, spermatozoerna utvecklas i tuberkler som ligger närmare munnen.

äggcell Hydra ser ut som en amöba. Den är utrustad med pseudopoder och växer snabbt och absorberar närliggande mellanliggande celler.

Hydra äggcellstruktur

Hydra spermiestruktur

spermier till utseendet liknar de flagellerade protozoer. De lämnar hydrans kropp och simmar med hjälp av ett långt flagellum.

Befruktning. fortplantning

Spermien simmar upp till hydran med äggcellen och tränger in i den, och båda könscellernas kärnor smälter samman. Därefter dras pseudopoderna tillbaka, cellen är rundad, ett tjockt skal släpps på dess yta - ett ägg bildas. När hydra dör och kollapsar förblir ägget vid liv och faller till botten. Med början av varmt väder börjar en levande cell inuti det skyddande skalet att dela sig, de resulterande cellerna är ordnade i två lager. En liten hydra utvecklas från dem, som kommer ut genom en bristning av äggskalet. Således består den flercelliga djurhydran i början av sitt liv av endast en cell - ägget. Detta tyder på att hydras förfäder var encelliga djur.

Hydra asexuell reproduktion

Under gynnsamma förhållanden reproducerar hydra sig asexuellt. En njure bildas på djurets kropp (vanligtvis i den nedre tredjedelen av kroppen), den växer, sedan bildas tentakler och munnen bryter igenom. Den unga hydran knoppar från moderns organism (medan moderns och dotterns polyper är fästa med tentakler till underlaget och dras åt olika håll) och leder en självständig livsstil. På hösten övergår hydran till sexuell reproduktion. På kroppen, i ektodermen, läggs gonader - könskörtlar, och könsceller utvecklas från mellanliggande celler i dem. Med bildandet av gonadal hydra bildas en medusoid nodule. Detta tyder på att Hydra-gonaderna är mycket förenklade sporosacs, det sista steget i omvandlingen av den förlorade medusoidgenerationen till ett organ. De flesta arter av hydra är tvåbo, hermafroditism är mindre vanligt. Hydraägg växer snabbt och fagocyterar omgivande celler. Mogna ägg når en diameter på 0,5-1 mm. Befruktning sker i hydrans kropp: genom ett speciellt hål i gonaden kommer spermierna in i ägget och smälter samman med det. Zygoten genomgår fullständig enhetlig krossning, som ett resultat av vilket en coeloblastula bildas. Sedan, som ett resultat av blandad delaminering (en kombination av immigration och delaminering), inträffar gastrulation. Runt embryot bildas ett tätt skyddande skal (embryotheca) med taggiga utväxter. I gastrulastadiet faller embryona i anabios. Vuxna hydras dör, och embryona sjunker till botten och övervintrar. På våren fortsätter utvecklingen, i endodermens parenkym bildas en tarmhåla genom divergens av celler, sedan bildas rudimenten av tentakler och en ung hydra dyker upp under skalet. Således, till skillnad från de flesta marina hydroider, har hydran inga frisimmande larver, dess utveckling är direkt.

Regeneration

Hydra har en mycket hög förmåga att regenerera. När de skärs över i flera delar, återställer varje del "huvudet" och "benet" och bibehåller den ursprungliga polariteten - munnen och tentaklarna utvecklas på den sida som var närmare den orala änden av kroppen, och stjälken och sulan - på den aborala sidan av fragmentet. Hela organismen kan återställas från separata små delar av kroppen (mindre än 1/100 av volymen), från bitar av tentakler och även från en suspension av celler. Samtidigt åtföljs inte själva regenereringsprocessen av en ökning av celldelningar och är ett typiskt exempel på morfallaxi.

Rörelse

I ett lugnt tillstånd förlängs tentaklarna med flera centimeter. Djuret flyttar dem långsamt från sida till sida och ligger och väntar på byten. Om det behövs kan hydran röra sig långsamt.

"Walking" läge för rörelse

"Walking" metod för rörelse av hydra

Genom att kröka sin kropp (1) och fästa sina tentakler på ytan av ett föremål (substrat), drar hydran sulan (2) till den främre änden av kroppen. Därefter upprepas hydrans gångrörelse (3.4).

"Tumbling" sätt att rörelse

"Tumlande" sätt att flytta hydran

I ett annat fall verkar det vara kullerbytta över huvudet, växelvis fästa vid föremål antingen med tentakler eller med sin sula (1-5).

Encyklopedisk YouTube

1 / 5

✪ Hydra - undervattenspredator.wmv

✪ Sötvatten Hydra

✪ Hydra sötvattenpolyp. Online förberedelse för tentamen i biologi.

✪ Skapande av Hydra (+ EEVEE), komplett handledning. Skapa en Hydra i Blender (+ EEVEE Demo)

undertexter

Hydrans kropp är cylindrisk till formen, vid den främre änden av kroppen (på den nära munnen kon) finns en mun omgiven av en kronkrona med 5-12 tentakler. Hos vissa arter är kroppen uppdelad i en stam och en stjälk. I den bakre änden av kroppen (skaftet) finns en sula, med dess hjälp rör sig hydran och fäster på något. Hydra har radiell (enaxlig-heteropol) symmetri. Symmetriaxeln förbinder två poler - oral, på vilken munnen är belägen, och aboral, på vilken sulan är belägen. Flera symmetriplan kan dras genom symmetriaxeln och dela kroppen i två spegelsymmetriska halvor.

Hydrans kropp är en påse med en vägg av två lager av celler (ektoderm och endoderm), mellan vilka det finns ett tunt lager av intercellulär substans (mesogley). Hydrans kroppshåla - maghålan - bildar utväxter som går in i tentaklarna. Även om man vanligtvis tror att hydran bara har en öppning som leder till maghålan (oral), finns det faktiskt en smal aboral por på sulan av hydran. Genom den kan vätska frigöras från tarmhålan, liksom en gasbubbla. I det här fallet lossnar hydran, tillsammans med bubblan, från substratet och kommer ut, hålls upp och ner i vattenpelaren. På så sätt kan den sätta sig i reservoaren. När det gäller munöppningen är den faktiskt frånvarande i en icke-matande hydra - cellerna i munkonens ektoderm stänger och bildar täta kontakter, på samma sätt som i andra delar av kroppen. Därför måste hydran vid matning "bryta igenom" munnen igen varje gång.

Kroppens cellulära sammansättning

epitelmuskelceller

De epitelmuskulära cellerna i ektodermen och endodermen utgör huvuddelen av hydrakroppen. Hydra har cirka 20 000 epitel-muskulära celler.

Ektodermens celler har en cylindrisk form av epiteldelarna och bildar ett enskiktigt integumentärt epitel. De kontraktila processerna hos dessa celler ligger intill mesoglea och bildar hydras längsgående muskler.

Endodermens epitelmuskulära celler riktas av sina epiteldelar in i tarmhålan och bär 2-5 flageller som blandar maten. Dessa celler kan bilda pseudopoder, med vilka de fångar upp matpartiklar. Matsmältningsvakuoler bildas i cellerna.

De epitelmuskulära cellerna i ektodermen och endodermen är två oberoende cellinjer. I den övre tredjedelen av hydrakroppen delar de sig mitotiskt, och deras avkomlingar förskjuts gradvis antingen mot hypostomen och tentaklerna eller mot sulan. När du rör dig uppstår celldifferentiering: till exempel ger ektodermceller på tentaklarna celler av stickande batterier, och på sulan - körtelceller som utsöndrar slem.

Glandulära celler i endodermen

Endodermens körtelceller utsöndrar matsmältningsenzymer i tarmhålan, som bryter ner maten. Dessa celler bildas från interstitialceller. Hydra har cirka 5 000 körtelceller.

Interstitiell celler

Mellan epitel-muskulära celler finns grupper av små, rundade celler, kallade intermediära eller interstitiella (i-celler). Hydra har cirka 15 000. Dessa är odifferentierade celler. De kan förvandlas till andra typer av hydrakroppsceller, förutom epitelmuskulära. Mellanliggande celler har alla egenskaper hos multipotenta stamceller. Det har bevisats att varje mellanliggande cell potentiellt kan producera både könsceller och somatiska celler. Mellanliggande stamceller migrerar inte, men deras differentierande avkommaceller är kapabla till snabb migrering.

Nervceller och nervsystemet

Nervceller bildar i ektodermen ett primitivt diffust nervsystem - en spridd nervplexus (diffus plexus). Endodermen innehåller individuella nervceller. Totalt har hydran cirka 5 000 neuroner. Hydran har förtjockningar av diffus plexus på sulan, runt munnen och på tentaklarna. Enligt nya data har hydran en nervring nära munnen, liknande nervringen som ligger vid kanten av paraplyet i hydromedusas.

Hydra har ingen tydlig uppdelning i sensoriska, interkalära och motoriska neuroner. Samma cell kan uppfatta irritation och sända en signal till epitelmuskulära celler. Det finns dock två huvudtyper av nervceller - sensoriska och ganglioniska. Kroppen av känsliga celler ligger tvärs över epitelskiktet, de har ett orörligt flagellum omgivet av en krage av mikrovilli, som sticker ut i den yttre miljön och kan uppfatta irritation. Ganglionceller är belägna vid basen av epitelmuskulära, deras processer går inte in i den yttre miljön. Morfologiskt är de flesta hydraneuroner bipolära eller multipolära.

Både elektriska och kemiska synapser finns i hydrans nervsystem. Av signalsubstanserna i hydra hittades dopamin, serotonin, noradrenalin, gamma-aminosmörsyra, glutamat, glycin och många neuropeptider (vasopressin, substans P, etc.).

Hydra är det mest primitiva djuret i vars nervceller ljuskänsliga opsinproteiner har hittats. Hydra opsin genanalys tyder på att hydra och mänskliga opsiner delar ett gemensamt ursprung.

stickande celler

Stickande celler bildas från mellanliggande celler endast i kroppens region. Först delar sig den mellanliggande cellen 3-5 gånger och bildar ett kluster (bo) av prekursorer till stickande celler (cnidoblaster) förbundna med cytoplasmatiska bryggor. Sedan börjar differentieringen, under vilken broarna försvinner. Differentierande cnidocyter migrerar in i tentaklarna. Stickande celler är de mest talrika av alla celltyper, det finns cirka 55 000 av dem i hydra.

Den stickande cellen har en stickande kapsel fylld med ett giftigt ämne. En stickande gänga skruvas inuti kapseln. Det finns ett känsligt hår på ytan av cellen, när det är irriterat kastas tråden ut och slår mot offret. Efter att glödtråden har avfyrats dör cellerna och nya bildas från de mellanliggande cellerna.

Hydran har fyra typer av stickande celler - stenothel (penetranter), desmonemer (volvents), isorhiza holotrichi (stora glutinanter) och isorizhi atrichi (små glutinanter). Vid jakt är volventerna de första som skjuter. Deras stickande spiraltrådar trasslar in utväxterna av offrets kropp och säkerställer att den kvarhålls. Under verkan av offrets ryck och vibrationerna som orsakas av dem utlöses penetranter med en högre irritationströskel. De spikar som finns vid basen av deras stickande filament förankras i byteskroppen och gift injiceras i dess kropp genom den ihåliga stickande filamenten.

Ett stort antal stickande celler finns på tentaklarna, där de bildar stickande batterier. Vanligtvis består batteriet av en stor epitel-muskulär cell, i vilken stickande celler är nedsänkta. I mitten av batteriet finns en stor penetrant, runt den finns mindre volventer och glutinanter. Cnidocyter är kopplade av desmosomer till muskelfibrerna i epitelmuskelcellen. Stora glutinanter (deras stickande glödtråd har spikar, men har inte, som volventerna, ett hål i toppen) tycks främst användas för försvar. Små glutinanter används endast när man flyttar hydran för att ordentligt fästa tentaklarna på underlaget. Deras skjutning blockeras av extrakt från vävnader från Hydra-offer.

Bränning av Hydra-penetranter har studerats med ultrahöghastighetsfilmning. Det visade sig att hela eldningsprocessen tar cirka 3 ms. I sin inledande fas (före vändningen av spikarna) når dess hastighet 2 m / s, och accelerationen är cirka 40 000 (data från 1984); uppenbarligen är detta en av de snabbaste cellulära processerna som är kända i naturen. Den första synliga förändringen (mindre än 10 μs efter stimulering) var en ökning av den stickande kapselns volym med cirka 10 %, sedan minskar volymen till nästan 50 % av originalet. Senare visade det sig att både hastigheten och accelerationen vid avfyring av nematocyster var kraftigt underskattade; enligt data från 2006, i den tidiga fasen av skjutningen (utkastning av taggar), är hastigheten för denna process 9-18 m / s, och accelerationen är från 1 000 000 till 5 400 000 g. Detta gör att en nematocyst som väger cirka 1 ng utvecklar ett tryck på cirka 7 hPa vid spetsarna av spikarna (vars diameter är cirka 15 nm), vilket är jämförbart med trycket från en kula på ett mål och gör att den kan penetrera den ganska tjocka nagelband av offren.

Könsceller och gametogenes

Liksom alla djur kännetecknas hydras av oogami. De flesta hydras är tvåbo, men det finns hermafroditiska linjer av hydras. Både ägg och spermier bildas av i-celler. Man tror att dessa är speciella subpopulationer av i-celler som kan särskiljas med cellulära markörer och finns närvarande i små antal i hydras och under asexuell reproduktion.

Andning och utsöndring

Andning och utsöndring av metaboliska produkter sker genom hela ytan av djurets kropp. Förmodligen spelar vakuolerna som finns i hydrans celler någon roll i urvalet. Vakuolernas huvudsakliga funktion är troligen osmoregulatorisk; de tar bort överflödigt vatten, som ständigt kommer in i hydrans celler genom osmos.

Irritabilitet och reflexer

Hydras har ett retikulerat nervsystem. Närvaron av ett nervsystem gör att hydran kan utföra enkla reflexer. Hydra reagerar på mekanisk irritation, temperatur, ljus, förekomst av kemikalier i vattnet och en rad andra miljöfaktorer.

Näring och matsmältning

Hydra livnär sig på små ryggradslösa djur - daphnia och andra cladocerans, cyclops, såväl som naidida oligochaetes. Det finns bevis på hydrakonsumtion av hjuldjur och trematode cercariae. Bytet fångas av tentakler med hjälp av stickande celler, vars gift snabbt förlamar små offer. Med koordinerade rörelser av tentaklerna förs bytet till munnen, och sedan, med hjälp av sammandragningar av kroppen, "läggs" hydran på offret. Matsmältningen börjar i tarmhålan (abdominal matsmältning), slutar inuti matsmältningsvakuolerna i endodermens epitelmuskulära celler (intracellulär matsmältning). Osmälta matrester drivs ut genom munnen.
Eftersom hydran inte har något transportsystem, och mesoglea (skiktet av intercellulär substans mellan ektodermen och endodermen) är ganska tät, uppstår problemet med näringstransport till ektodermcellerna. Detta problem löses på grund av bildandet av cellutväxter från båda skikten, som korsar mesoglea och är anslutna genom gap junctions. Små organiska molekyler (monosackarider, aminosyror) kan passera genom dem, vilket ger näring åt ektodermceller.

Reproduktion och utveckling

Under gynnsamma förhållanden reproducerar hydra sig asexuellt. En njure bildas på djurets kropp (vanligtvis i den nedre tredjedelen av kroppen), den växer, sedan bildas tentakler och munnen bryter igenom. De unga hydraknopparna från moderns organism (samtidigt är moderns och dotterns polyper fästa med tentakler till substratet och dras åt olika håll) och leder en självständig livsstil. På hösten övergår hydran till sexuell reproduktion. På kroppen, i ektodermen, läggs gonader - könskörtlar, och könsceller utvecklas från mellanliggande celler i dem. Med bildandet av gonadal hydra bildas en medusoid nodule. Detta tyder på att Hydra-gonaderna är mycket förenklade sporosacs, det sista steget i omvandlingen av den förlorade medusoidgenerationen till ett organ. De flesta arter av hydra är tvåbo, hermafroditism är mindre vanligt. Hydraägg växer snabbt och fagocyterar omgivande celler. Mogna ägg når en diameter på 0,5-1 mm. Befruktning sker i hydrans kropp: genom ett speciellt hål i gonaden kommer spermierna in i ägget och smälter samman med det. Zygoten genomgår fullständig enhetlig krossning, som ett resultat av vilket en coeloblastula bildas. Sedan, som ett resultat av blandad delaminering (en kombination av immigration och delaminering), inträffar gastrulation. Runt embryot bildas ett tätt skyddande skal (embryotheca) med taggiga utväxter. Vid gastrulastadiet går embryona i suspenderad animation. Vuxna hydras dör, och embryona sjunker till botten och övervintrar. På våren fortsätter utvecklingen, i endodermens parenkym bildas en tarmhåla genom divergens av celler, sedan bildas rudimenten av tentakler och en ung hydra dyker upp under skalet. Således, till skillnad från de flesta marina hydroider, har hydran inga frisimmande larver, dess utveckling är direkt.

Tillväxt och förnyelse

Cellmigrering och förnyelse

Normalt, i en vuxen hydra, delar sig celler från alla tre cellinjer intensivt i den mellersta delen av kroppen och migrerar till sulan, hypostomen och spetsarna på tentaklerna. Där sker celldöd och avskalning. Således uppdateras alla celler i hydras kropp ständigt. Med normal näring flyttar "överskottet" av delande celler till njurarna, som vanligtvis bildas i den nedre tredjedelen av stammen.

Regenerativ förmåga

Hydra har en mycket hög regenereringsförmåga. När de skärs över i flera delar, återställer varje del "huvudet" och "benet" och bibehåller den ursprungliga polariteten - munnen och tentaklarna utvecklas på den sida som var närmare den orala änden av kroppen, och stjälken och sulan - på den aborala sidan av fragmentet. Hela organismen kan återställas från separata små delar av kroppen (mindre än 1/200 av volymen), från bitar av tentakler och även från en suspension av celler. Samtidigt åtföljs inte själva regenereringsprocessen av en ökning av celldelningar och är ett typiskt exempel på morfallaxi.

Hydra kan regenereras från en suspension av celler som erhållits genom maceration (till exempel genom att gnida hydra genom kvarngas). Experiment har visat att bildandet av ett aggregat av cirka 300 epitelmuskulära celler är tillräckligt för att återställa huvudändan. Det har visat sig att regenereringen av en normal organism är möjlig från celler i ett lager (endast ektoderm eller endast endoderm).

Fragment av den skurna kroppen av hydra behåller information om orienteringen av axeln i organismens kropp i strukturen av aktincytoskelettet: under regenerering återställs axeln, fibrerna styr celldelningen. En förändring i strukturen av aktinskelettet kan leda till störningar i regenereringen (bildandet av flera kroppsaxlar).

Experiment på studiet av regenerering och modeller för regenerering

lokala åsikter

I vattendragen i Ryssland och Ukraina finns följande typer av hydras oftast (för närvarande skiljer många zoologer, förutom släktet) Hydra 2 släkten till Pelmatohydra Och Klorohydra):

• långstjälkad hydra ( Hydra (Pelmatohydra) oligactis, synonym - Hydra fusca) - stor, med en bunt mycket långa trådliknande tentakler, 2-5 gånger kroppens längd. Dessa hydras är kapabla till mycket intensiv knoppning: ibland kan upp till 10-20 polyper som ännu inte har knoppats hittas på en moderindivid.
• hydra vanlig ( Hydra vulgaris, synonym - Hydra Grisea) - Tentaklarna i ett avslappnat tillstånd överstiger avsevärt kroppens längd - ungefär dubbelt så långa som kroppen, och själva kroppen smalnar av närmare sulan;
• hydra tunn ( Hydra circumcincta, synonym - Hydra attenuata) - kroppen av denna hydra har formen av ett tunt rör med jämn tjocklek. Tentaklarna i ett avslappnat tillstånd överstiger inte kroppens längd, och om de gör det är det mycket obetydligt. Polyper är små och når ibland 15 mm. Bredden på kapslarna av holotrichous isorrhizae överstiger hälften av deras längd. Föredrar att bo nära botten. Nästan alltid fäst vid sidan av föremål som vetter mot botten av reservoaren.
• hydra grön ( ) med korta men talrika tentakler, gräsgröna.
• Hydra oxycnida - tentakler i ett avslappnat tillstånd överstiger inte kroppens längd, och om de gör det, så mycket lite. Polyper är stora, når 28 mm. Bredden på kapslar av holotrich isorhiza överstiger inte hälften av deras längd.

Symbionter

De så kallade "gröna" hydrorna Hydra (Chlorohydra) viridissima endodermceller lever endosymbiotiska alger av släktet Chlorella- zoochlorella. I ljuset kan sådana hydras gå utan mat under lång tid (mer än fyra månader), medan hydras som på konstgjord väg berövas symbionter dör utan mat efter två månader. Zoochlorella penetrerar äggen och överförs till avkomman transovarialt. Andra typer av hydra i laboratorieförhållanden kan ibland vara infekterade med zoochlorella, men stabil symbios förekommer inte.

Det var med observationer av gröna hydrar som A. Tremblay började sin forskning.

Hydra kan angripas av fiskyngel, för vilka brännskadorna från stickande celler tydligen är ganska känsliga: efter att ha greppat hydran spottar ynglen vanligtvis ut den och vägrar ytterligare försök att äta.

Ett cladocerous kräftdjur från chidorid-familjen är anpassat att livnära sig på hydravävnader. Anchistropus emarginatus.

Hydravävnader kan också livnära sig på mikrostomi-turbellarianer, som kan använda osmälta unga hydra-stickande celler som skyddande celler - kleptoknidier.

Historia om upptäckter och studier

Tydligen beskrev Antonio van Leeuwenhoek först hydran. Studerade i detalj näring, rörelse och asexuell reproduktion, samt regenerering av hydra

Från den här artikeln kommer du att lära dig allt om strukturen hos sötvattenhydra, dess livsstil, näring, reproduktion.

Hydras yttre struktur

En polyp (som betyder "mångaben") hydra är en liten genomskinlig varelse som lever i det klara klara vattnet i långsamt rinnande floder, sjöar och dammar. Detta coelenterate djur leder en stillasittande eller kopplad livsstil. Den yttre strukturen av sötvattenhydra är mycket enkel. Kroppen har en nästan regelbunden cylindrisk form. Vid en av dess ändar finns en mun, som är omgiven av en krona av många långa tunna tentakler (från fem till tolv). I andra änden av kroppen finns sulan, med vilken djuret kan fästa sig vid olika föremål under vatten. Kroppslängden på sötvattenhydra är upp till 7 mm, men tentaklarna kan sträckas kraftigt och nå en längd på flera centimeter.

Strålsymmetri

Låt oss överväga mer i detalj hydras yttre struktur. Bordet hjälper till att komma ihåg deras syfte.

Hydrans kropp är, liksom många andra djur som leder en kopplad livsstil, inneboende. Vad är det? Om vi ​​föreställer oss en hydra och ritar en imaginär axel längs kroppen, kommer djurets tentakler att avvika från axeln i alla riktningar, som solens strålar.

Strukturen på hydrans kropp dikteras av dess livsstil. Den är fäst vid ett undervattensobjekt med en sula, hänger ner och börjar svaja och utforskar det omgivande utrymmet med hjälp av tentakler. Djuret jagar. Eftersom hydran ligger och väntar på byten som kan dyka upp från vilken riktning som helst, är det symmetriska radiella arrangemanget av tentaklarna optimalt.

tarmhålan

Låt oss överväga hydras inre struktur mer i detalj. Hydrans kropp ser ut som en avlång påse. Dess väggar består av två lager av celler, mellan vilka det finns en intercellulär substans (mesogley). Inuti kroppen finns alltså en tarmhåla (maghåla). Mat kommer in genom munnen. Intressant nog har hydran, som för närvarande inte äter, praktiskt taget ingen mun. Ektodermceller sluter och smälter ihop på samma sätt som på resten av kroppsytan. Därför måste hydran, varje gång innan man äter, bryta igenom munnen igen.

Konstruktionen av sötvattenhydran gör att den kan byta bostadsort. På djurets sula finns en smal öppning - den aborala poren. Genom den kan vätska och en liten gasbubbla frigöras från tarmhålan. Med hjälp av denna mekanism kan hydran lossa sig från substratet och flyta till vattenytan. På ett så enkelt sätt, med hjälp av strömmar, lägger den sig i en reservoar.

ektoderm

Hydras inre struktur representeras av ektoderm och endoderm. Ektodermen sägs bilda hydrakroppen. Om man tittar på ett djur genom ett mikroskop kan man se att flera typer av celler tillhör ektodermen: stickande, mellanliggande och epitelmuskulära.

Den mest talrika gruppen är hud-muskelceller. De är i kontakt med varandra vid sidorna och bildar ytan på djurets kropp. Varje sådan cell har en bas - en kontraktil muskelfiber. Denna mekanism ger möjligheten att röra sig.

Med sammandragning av alla fibrer drar djurets kropp ihop sig, förlängs och böjs. Och om sammandragningen endast inträffade på ena sidan av kroppen, lutar hydran. Tack vare detta cellarbete kan djuret röra sig på två sätt - "tumla" och "gå".

Även i det yttre lagret finns stjärnformade nervceller. De har långa processer, med hjälp av vilka de kommer i kontakt med varandra och bildar ett enda nätverk - nervplexus, flätar hela kroppen av hydra. Nervceller är också kopplade till hud-muskelceller.

Mellan epitelmuskulära celler finns grupper av små, rundformade mellanceller med stora kärnor och en liten mängd cytoplasma. Om kroppen av hydra är skadad, börjar mellancellerna växa och dela sig. De kan förvandlas till vilken som helst

stickande celler

Strukturen hos hydracellerna är mycket intressant, de stickande (nässlor) cellerna med vilka hela djurets kropp, särskilt tentaklarna, är strödda, förtjänar särskilt omnämnande. har en komplex struktur. Förutom kärnan och cytoplasman innehåller cellen en bubbelformad stickkammare, inuti vilken finns den tunnaste stickande tråden rullad till ett rör.

Ett känsligt hår kommer ut ur cellen. Om bytet eller fienden rör vid detta hår, blir det en skarp uträtning av den stickande tråden, och den kastas ut. Den vassa spetsen tränger igenom offrets kropp och gift kommer in genom kanalen som passerar inuti tråden, vilket kan döda ett litet djur.

Som regel utlöses många stickande celler. Hydra fångar byten med tentakler, drar till munnen och sväljer. Giftet som utsöndras av stickande celler tjänar också till att skydda. Större rovdjur rör inte vid smärtsamt stickande hydror. Hydras gift liknar i sin verkan nässlans gift.

Stickande celler kan också delas in i flera typer. Vissa trådar injicerar gift, andra lindar runt offret, och ytterligare andra håller fast vid det. Efter triggningen dör den stickande cellen, och en ny bildas från den mellanliggande.

Endoderm

Hydrans struktur innebär också närvaron av en sådan struktur som det inre lagret av celler, endodermen. Dessa celler har också muskelsammandragande fibrer. Deras huvudsakliga syfte är att smälta mat. Endodermceller utsöndrar matsmältningsjuice direkt i tarmhålan. Under dess inflytande delas bytet i partiklar. Vissa endodermceller har långa flageller som ständigt är i rörelse. Deras roll är att dra upp matpartiklar till cellerna, som i sin tur frigör prolegs och fångar upp mat.

Matsmältningen fortsätter inuti cellen, varför den kallas intracellulär. Mat bearbetas i vakuoler och osmälta rester kastas ut genom munöppningen. Andning och utsöndring sker genom hela kroppens yta. Tänk igen på hydras cellulära struktur. Tabellen hjälper till att visualisera detta.

reflexer

Hydrans struktur är sådan att den kan känna förändringar i temperatur, vattens kemiska sammansättning, såväl som beröring och andra stimuli. Djurens nervceller kan exciteras. Om du till exempel vidrör den med spetsen på en nål, kommer signalen från nervcellerna som har känt beröringen att överföras till resten, och från nervcellerna till de epitelmuskulära. Hud-muskelcellerna kommer att reagera och dra ihop sig, hydran kommer att krympa till en boll.

En sådan reaktion - ljus Detta är ett komplext fenomen, bestående av successiva steg - uppfattningen av stimulansen, överföringen av excitation och svaret. Hydrans struktur är mycket enkel, och därför är reflexerna enhetliga.

Regeneration

Hydrans cellulära struktur tillåter detta lilla djur att regenerera. Som nämnts ovan kan mellanliggande celler som ligger på kroppens yta omvandlas till vilken annan typ som helst.

Med någon skada på kroppen börjar mellancellerna dela sig mycket snabbt, växa och ersätta de saknade delarna. Såret läker. Hydrans regenerativa förmåga är så hög att om du skär den på mitten kommer en del att växa nya tentakler och en mun, och den andra en stjälk och sula.

asexuell fortplantning

Hydra kan föröka sig både asexuellt och sexuellt. Under gynnsamma förhållanden på sommaren visas en liten tuberkel på djurets kropp, väggen sticker ut. Med tiden växer tuberkeln, sträcker sig. Tentakler dyker upp i slutet, en mun bryter ut.

Sålunda dyker en ung hydra upp, kopplad till moderns organism med en stjälk. Denna process kallas knoppning eftersom den liknar utvecklingen av ett nytt skott hos växter. När en ung hydra är redo att leva på egen hand, knoppar den av. Dotter- och moderorganismer fästs vid substratet med tentakler och sträcker sig åt olika håll tills de separeras.

Sexuell fortplantning

När det börjar bli kallare och ogynnsamma förhållanden skapas kommer vändningen till sexuell fortplantning. På hösten börjar hydras från mellanliggande könsceller att bildas, manliga och kvinnliga, det vill säga äggceller och spermier. Hydra äggceller liknar amöbor. De är stora, beströdda med pseudopoder. Spermatozoer liknar protozoernas flagella, de kan simma med hjälp av ett flagellum och lämna hydrans kropp.

Efter att spermierna kommit in i äggcellen smälter deras kärnor ihop och befruktning sker. Den befruktade äggcellens pseudopoder drar sig tillbaka, den rundar och skalet blir tjockare. Ett ägg bildas.

Alla hydras på hösten, med början av kallt väder, dör. Moderorganismen sönderfaller, men ägget förblir vid liv och övervintrar. På våren börjar det aktivt dela sig, cellerna är ordnade i två lager. Med början av varmt väder bryter en liten hydra genom äggskalet och börjar ett självständigt liv.

vetenskaplig klassificering

Rike: Djur

Underrike: Eumetazoi

Typ: cnidarians

Klass: hydroid

Trupp: Hydroider

Familj: Hydriidae

Släkte: Hydra

latinskt namn Hydra Linnéa , 1758

Byggnadsplan

Hydrans kropp är cylindrisk, vid den främre änden av kroppen på den nära munnen konen finns en mun omgiven av en kronkrona med 5-12 tentakler. Hos vissa arter är kroppen uppdelad i en stam och en stjälk. I den bakre änden av kroppen (skaftet) är sulan, med dess hjälp rör sig hydran och fäster. Hydra har radiell (enaxlig-heteropol) symmetri. Symmetriaxeln förbinder två poler - oral, på vilken munnen är belägen, och aboral, på vilken sulan är belägen. Flera symmetriplan kan dras genom symmetriaxeln och dela kroppen i två spegelsymmetriska halvor.

Hydrans kropp är en påse med en vägg av två lager av celler (ektoderm och endoderm), mellan vilka det finns ett tunt lager av intercellulär substans (mesogley). Hydrans kroppshåla - maghålan - bildar utväxter som går in i tentaklarna. Även om man vanligtvis tror att hydran bara har en öppning som leder till maghålan (oral), finns det faktiskt en smal analpor på sulan av hydran. En gasbubbla kan släppas ut genom den. I det här fallet lossnar hydran från substratet och kommer ut, hålls upp och ner i vattenpelaren. På så sätt kan den sätta sig i reservoaren. När det gäller munöppningen är den faktiskt frånvarande i en icke-matande hydra - cellerna i ektodermen i munkonen stänger och bildar täta kontakter, på samma sätt som i andra delar av kroppen . Därför måste hydran vid matning "bryta igenom" munnen igen varje gång.

Cellulär sammansättning av ektodermen

epitelmuskelceller ektoderm utgör huvuddelen av cellerna i denna vävnad. Celler har en cylindrisk form av epiteldelar och bildar en enkelskiktsintegumentär epitel. De kontraktila processerna hos dessa celler ligger intill mesoglea och bildar hydras längsgående muskler.

Mellan epitel-muskulära celler finns grupper av små, rundade celler som kallas intermediära eller interstitiella (i-celler). Dessa är odifferentierade celler. De kan förvandlas till andra typer av hydrakroppsceller, förutom epitelmuskulära. Mellanliggande celler har alla egenskaper hos multipotenta stamceller. Bevisad. att varje mellancell potentiellt kan producera både könsceller och somatiska celler. Mellanliggande stamceller migrerar inte, men deras differentierande avkommaceller är kapabla till snabb migrering.

Nervsystem

Nervceller bildar i ektodermen ett primitivt diffust nervsystem - en spridd nervplexus (diffus plexus). Endodermen innehåller individuella nervceller. Hydran har förtjockningar av diffus plexus på sulan, runt munnen och på tentaklarna. Enligt nya data har hydran en nervring nära munnen, liknande nervringen som ligger vid kanten av paraplyet i hydromedusas.
Hydra har ingen tydlig uppdelning i sensoriska, interkalära och motoriska neuroner. Samma cell kan uppfatta irritation och sända en signal till epitelmuskulära celler. Det finns dock två huvudtyper av nervceller - sensoriska och ganglioniska. Kroppen av känsliga celler ligger tvärs över epitelskiktet, de har ett orörligt flagellum omgivet av en krage av mikrovilli, som sticker ut i den yttre miljön och kan uppfatta irritation. Ganglionceller är belägna vid basen av de epitelmuskulära cellerna, de lämnar inte processerna i den yttre miljön. Morfologiskt är de flesta hydraneuroner bipolära eller multipolära.
Hydras nervsystem innehåller både elektriska och kemiska synapser .

stickande celler

Stickande celler bildas från mellanliggande celler endast i kroppens region. Först delar sig den mellanliggande cellen 3-5 gånger och bildar ett kluster (bo) av prekursorer till stickande celler (cnidoblaster) förbundna med cytoplasmatiska bryggor. Sedan börjar differentieringen, under vilken broarna försvinner. Differentiera cnidocyter migrera till tentakler.

Den stickande cellen har en stickande kapsel fylld med ett giftigt ämne. En stickande gänga skruvas inuti kapseln. Det finns ett känsligt hår på ytan av cellen, när det är irriterat kastas tråden ut och slår mot offret. Efter att glödtråden har avfyrats dör cellerna och nya bildas från de mellanliggande cellerna.

Hydran har fyra typer av stickande celler - stenothel (penetranter), desmonemer (volvents), isorhiza holotrichi (stora glutinanter) och isorizhi atrichi (små glutinanter). Vid jakt är volventerna de första som skjuter. Deras stickande spiraltrådar trasslar in utväxterna av offrets kropp och säkerställer att den kvarhålls. Under verkan av offrets ryck och vibrationerna som orsakas av dem utlöses penetranter med en högre irritationströskel. De spikar som finns vid basen av deras stickande filament förankras i byteskroppen. och gift förs in i hennes kropp genom en ihålig stickande tråd.

Ett stort antal stickande celler finns på tentaklarna, där de bildar stickande batterier. Vanligtvis består batteriet av en stor epitel-muskulär cell, i vilken stickande celler är nedsänkta. I mitten av batteriet finns en stor penetrant, runt den finns mindre volventer och glutinanter. cnidocyter anslutna desmosomer med muskelfibrer i epitel-muskelcellen. Stora glutinanter (deras stickande glödtråd har spikar, men har inte, som volventerna, ett hål i toppen) tycks främst användas för försvar. Små glutinanter används endast när man flyttar hydran för att ordentligt fästa tentaklarna på underlaget. Deras skjutning blockeras av extrakt från vävnader från Hydra-offer.

Cellulär sammansättning av endodermen

Epitelmuskulära celler riktas in i tarmhålan och bär flageller som blandar mat. Dessa celler kan bilda pseudopoder, med vilka de fångar upp matpartiklar. Matsmältningsvakuoler bildas i cellerna. Endodermens körtelceller utsöndrar matsmältningsenzymer i tarmhålan, som bryter ner maten.

Andning och utsöndring av metaboliska produkter sker genom hela ytan av djurets kropp. Närvaron av ett nervsystem tillåter hydra att utföra enkelt reflexer. Hydra reagerar på mekanisk irritation, temperatur, förekomst av kemikalier i vattnet och en rad andra miljöfaktorer.

Näring och matsmältning

Hydra livnär sig på små ryggradslösa djur - daphnia och andra cladocerans, cyclops, såväl som naidida oligochaetes. Det finns uppgifter om förbrukningen av hydra hjuldjur Och cercariae trematoder. Bytet fångas av tentakler med hjälp av stickande celler, vars gift snabbt förlamar små offer. Med koordinerade rörelser av tentaklerna förs bytet till munnen, och sedan, med hjälp av sammandragningar av kroppen, "läggs" hydran på offret. Matsmältningen börjar i tarmhålan (abdominal matsmältning), slutar inuti matsmältningsvakuolerna i endodermens epitelmuskulära celler (intracellulär matsmältning). Osmälta matrester drivs ut genom munnen.
Eftersom hydran inte har något transportsystem, och mesoglea (ett lager av intercellulär substans mellan ektoderm och endoderm) är ganska tät, uppstår problemet med näringsämnestransport till ektodermcellerna. Detta problem löses genom bildandet av utväxter av celler från båda skikten, som korsar mesoglea och ansluter genom slitskontakter. Små organiska molekyler (monosackarider, aminosyror) kan passera genom dem, vilket ger näring åt ektodermceller.

Reproduktion och utveckling

Under gynnsamma förhållanden reproducerar hydra sig asexuellt. En njure bildas på djurets kropp (vanligtvis i den nedre tredjedelen av kroppen), den växer, sedan bildas tentakler och munnen bryter igenom. Den unga hydran knoppar från moderns organism (medan moderns och dotterns polyper är fästa med tentakler till underlaget och dras åt olika håll) och leder en självständig livsstil. På hösten övergår hydran till sexuell reproduktion. På kroppen i ektodermen läggs gonader - könskörtlar, och könsceller utvecklas från mellanliggande celler i dem. Under bildandet av gonader bildas hydra medusoid knöl. Detta tyder på att hydras könskörtlar är mycket förenklade sporosaki, det senaste steget i en serie omvandlingar av den förlorade medusoidgenerationen till ett organ. De flesta arter av hydra är tvåbo, mindre vanliga hermafroditism. Hydraägg växer snabbt och fagocyterar omgivande celler. Mogna ägg når en diameter på 0,5-1 mm Befruktning förekommer i hydrans kropp: genom ett speciellt hål i gonaden kommer spermierna in i ägget och smälter samman med det. Zygot genomgår en komplett uniform separera, vilket resulterar i bildningen coeloblastula. Sedan, som ett resultat av blandade delaminering(kombination invandring och delaminering) utförs gastrulation. Runt embryot bildas ett tätt skyddande skal (embryotheca) med taggiga utväxter. Vid gastrulastadiet flyter embryona in anabios. Vuxna hydras dör, och embryona sjunker till botten och övervintrar. På våren fortsätter utvecklingen, i endodermens parenkym bildas en tarmhåla genom divergens av celler, sedan bildas rudimenten av tentakler och en ung hydra dyker upp under skalet. Således, till skillnad från de flesta marina hydroider, har hydran inga frisimmande larver, dess utveckling är direkt.

Tillväxt och förnyelse
Cellmigrering och förnyelse

Normalt, i en vuxen hydra, delar sig celler från alla tre cellinjer intensivt i mitten av kroppen och migrerar till sulan. hypostom och tentakelspetsar. Där sker celldöd och avskalning. Således uppdateras alla celler i hydras kropp ständigt. Med normal näring flyttar "överskottet" av delande celler till njurarna, som vanligtvis bildas i den nedre tredjedelen av stammen.