Пищеварительная клетка гидры. Внешний вид, передвижение и питание пресноводной гидры

В древнегреческом мифе Гидра была многоголовым монстром, у которого вместо отрубленной головы вырастало две. Как оказалось, настоящее животное, названное в честь этого мифического зверя, обладает биологическим бессмертием.

Пресноводные гидры обладают замечательной регенеративной способностью. Вместо того, чтобы восстанавливать повреждённые клетки, они постоянно заменяются делением стволовых клеток и частично их дифференцированием.

В течение пяти дней гидра почти полностью обновляется, что полностью исключает процесс старения. Способность заменять даже нервные клетки до сих пор считается уникальной в животном мире.

Ещё одной особенностью пресноводной гидры является то, что новый индивидуум может вырасти из отдельных частей. То есть, если гидру разделить на части, то достаточно 1/200 массы взрослой гидры чтобы из неё выросла новая особь.

Что такое гидра

Пресноводная гидра (Hydra) является родом мелких пресноводных животных типа Cnidaria и класса Hydrozoa. Это, по сути, одиночный, малоподвижный пресноводный полип, который обитает в умеренных и тропических регионах.

В Европе существует по меньшей мере 5 видов рода, включая:

• Hydra vulgaris (общий пресноводный вид).
• Hydra viridissima (также называемая Chlorohydra viridissima или зеленная гидра, зелёное окрашивание происходит от хлорелловых водорослей).

Строение гидры

Гидра имеет трубчатое, радиально-симметричное тело длиной до 10 мм, удлинённую, клейкую ногу на одном конце, называемую базальным диском. Сальниковые клетки в базальном диске выделяют липкую жидкость, которая объясняет её адгезионные свойства.

На другом конце находится ротовое отверстие, окружённое от одного до двенадцати тонких мобильных щупальцев. Каждое щупальце одето в узкоспециализированные язвительные клетки. При контакте с добычей эти клетки выпускают нейротоксины, которые парализуют жертву.

Тело пресноводной гидры состоит из трёх слоёв:

• «наружная оболочка» (эктодермальный эпидермис);
• «внутренняя оболочка» (энтодермальная гастродермия);
• студенистая опорная матрица так называемая мезоглоя, которая отделена от нервных клеток.

Эктодерма и энтодерма содержат нервные клетки. В эктодерме, есть сенсорные или рецепторные клетки, которые получают стимулы от окружающей среды, такие как движение воды или химические раздражители.

Есть также, эктодермальные крапивные капсулы, которые выбрасываются, освобождая парализующий яд и, таким образом , служат для захвата добычи. Эти капсулы не регенерируются, поэтому их можно выбросить только один раз. На каждом из щупальцев находится от 2500 до 3500 крапивных капсул.

Эпителиальные мышечные клетки образуют продольные мышечные слои вдоль полипоида. Стимулируя эти клетки, полип может быстро сокращаться. В энтодерме также есть мышечные клетки, они называются так из-за их функции, поглощения питательных веществ. В отличие от мышечных клеток эктодермы, они расположены кольцеобразно. Это приводит к тому, что полип растягивается, когда мышечные клетки эндодермы сокращаются.

Энтодермальный гастродермис окружает, так называемую желудочно-кишечную полость. Поскольку эта полость вмещает как пищеварительный тракт, так и сосудистую систему, она называется гастроваскулярной системой. Для этой цели в дополнение к мышечным клеткам в энтодерме, находятся специализированные клетки железы, которая выделяет пищеварительные выделения.

Кроме того, в эктодерме имеются также замещающие клетки, а также энтодерма, которые можно трансформировать в другие клетки или продуцировать, например, сперму и яйцеклетки (большинство полипов являются гермафродитами).

Нервная система

Гидра имеет нервную сеть, как и все полые животные (кишечнополостные), но у неё нет координационных центров, таких как ганглии или мозг. Тем не менее наблюдается накопление сенсорных и нервных клеток и их удлинения на ртах и стебле. Эти животные реагируют на химические, механические и электрические раздражители, а также на свет и температуру.

Нервная система у гидры является структурно простой по сравнению с более развитыми нервными системами животных. Нервные сетки соединяют сенсорные фоторецепторы и чувствительные к касанию нервные клетки, расположенные на стенке тела и щупальцах.

Дыхание и экскреция происходят путём диффузии повсюду через эпидермис.

Кормление

Гидры главным образом питаются водными беспозвоночными. При кормлении они удлиняют своё тело до максимальной длины, а затем медленно расширяют свои щупальца. Несмотря на их простую конструкцию, щупальца необычайно расширяются и могут быть в пять раз больше длины тела. После полного растяжения щупальца медленно маневрируют в ожидании контакта с подходящим животным-жертвой. При контакте, стрекательные клетки на щупальце жалят жертву (процесс выброса занимает всего около 3 микросекунд), а сами щупальца обвивают добычу.

В течение нескольких минут жертва втягивается в полость тела, после чего начинается пищеварение. Полип может значительно растянуть свою стенку тела, чтобы переварить добычу, превышающую по размерам гидру более чем в два раза. Через два или три дня неудобоваримые останки жертвы выводятся путём сокращения через отверстие рта.

Пища пресноводной гидры состоит из мелких ракообразных, водяных блох, личинок насекомых, водяных молей, планктона и других мелких водных животных.

Движение

Гидра передвигается с места на место, вытягивая своё тело и цепляясь к предмету поочерёдно то одним, то другим концом тела. Полипы мигрируют около 2 см в день. Путём формирования газового пузырька на ноге, который обеспечивает плавучесть, гидра также может передвигаться к поверхности.

Воспроизведение и продолжительность жизни.

Гидра может размножаться как бесполым образом, так и в виде прорастания новых полипов на ножке материнского полипа, продольным и поперечным делением и при определённых обстоятельствах. Эти обстоятельства ещё не были полностью изучены , но нехватка питания играет важную роль. Эти животные могут быть самцами, самками или даже гермафродитами. Сексуальное размножение инициируется образованием половых клеток в стенке животного.

Заключение

Неограниченный срок жизни гидры привлекает внимание учёных-естествоиспытателей. Стволовые клетки гидры обладают способностью к бессрочному самообновлению. Фактор транскрипции, был идентифицирован как критический фактор непрерывного самообновления.

Однако, похоже, что исследователям ещё предстоит пройти долгий путь, прежде чем они смогут понять, как результаты их работы могут быть применены к сокращению или устранению человеческого старения.

Применение этих животных для нужд человека ограничено тем, что пресноводные гидры не могут жить в грязной воде, поэтому они используются в качестве индикаторов загрязнения воды.

Гидры - это род животных, относящихся к Кишечнополостным. Их строение и жизнедеятельность часто рассматривают на примере типичного представителя - гидры пресноводной . Далее будет описываться именно данный вид, который обитает в пресных водоемах с чистой водой, прикрепляется к водным растениям.

Обычно размер гидры менее 1 см. Жизненная форма - полип, что предполагает цилиндрическую форму тела с подошвой внизу и ротовым отверстием на верхней стороне. Рот окружен щупальцами (примерно 6-10), которые могут вытягиваться в длину, превышающую длину тела. Гидра наклоняется в воде из стороны в сторону и своими щупальцами улавливает мелких членистоногих (дафний и др.), после чего отправляет их в рот.

Для гидр, также как для всех кишечнополостных, характерна радиальная (или лучевая) симметрия . Если смотреть на не сверху, то можно провести множество воображаемых плоскостей, делящих животное на две равных части. Гидре все-равно с какой стороны к ней подплывает пища, так как она ведет неподвижный образ жизни, поэтому радиальная симметрия ей более выгодна, чем билатеральная (характерная для большинства подвижных животных).

Ротовое отверстие гидры открывается в кишечную полость . Здесь происходит частичное переваривание пищи. Остальное переваривание осуществляется в клетках, которые поглощают частично переваренную пищу из кишечной полости. Непереваренные остатки выбрасываются через рот, так как у кишечнополостных нет анального отверстия.

Тело гидры, как и всех кишечнополостных, состоит из двух слоев клеток. Наружный слой называется эктодермой , а внутренний - энтодермой . Между ними находится небольшой слой мезоглеи - неклеточного студенистого вещества, в котором могут находиться различные типы клеток или отростки клеток.

Эктодерма гидры

Эктодерму гидры составляют несколько видов клеток.

Кожно-мускульные клетки наиболее многочисленные. Они создают покровы животного, а также отвечают за изменение формы тела (удлинение или уменьшение, изгибание). Их отростки содержат мышечные волоконца, способные сокращаться (при этом их длина уменьшается) и расслабляться (их длина увеличивается). Таким образом, эти клетки играют роль не только покровов, но и мышц. У гидры нет настоящих мышечных клеток и, соответственно, настоящей мышечной ткани.

Гидра может передвигаться с помощью кувырков. Она наклоняется так сильно, что щупальцами достает до опоры и становится на них, поднимая подошву вверх. После этого наклоняется уже подошва и становится на опору. Таким образом, гидра совершает кувырок и оказывается на новом месте.

У гидры есть нервные клетки . У этих клеток есть тело и длинные отростки, которыми они соединяются между собой. Другие отростки контактируют с кожно-мускульными и некоторыми другими клетками. Таким образом все тело заключается в нервную сеть. У гидр нет скопления нервных клеток (ганглиев, мозга), однако даже такая примитивная нервная система позволяет им иметь безусловные рефлексы. Гидры реагируют на прикосновение, наличие ряда химических веществ, изменение температуры. Так если к гидре прикоснуться, то она сжимается. Это значит, что возбуждение от одной нервной клетки распространяется по всем остальным, после чего нервные клетки передают сигнал кожно-мускульным клеткам, чтобы они начали сокращать свои мышечные волоконца.

Между кожно-мускульными клетками у гидры есть немало стрекательных клеток . Особенно их много на щупальцах. Эти клетки внутри себя содержат стрекательные капсулы со стрекательными нитями. Снаружи у клеток находится чувствительный волосок, при касании которого стрекательная нить выстреливает из своей капсулы и поражает жертву. При этом в мелкое животное впрыскивается яд, обычно имеющий паралитическое действие. С помощью стрекательны клеток гидра не только ловит свою добычу, но и защищается от нападающих на нее животных.

Промежуточные клетки (находятся скорее в мезоглее, чем в эктодерме) обеспечивают регенерацию. Если гидра повреждается, то благодаря промежуточным клеткам на месте раны образуются новые различные клетки эктодермы и эндодермы. Гидра может восстановить достаточно большую часть своего тела. Отсюда и ее название: в честь персонажа древне-греческой мифологии, у которого отрастали новые головы взамен отрубленным.

Энтодерма гидры

Энтодерма выстилает кишечную полость гидры. Главная функция клеток энтодермы - это захват частичек пищи (частично переваренных в кишечной полости) и их окончательное переваривание. При этом у клеток энтодермы есть также мускульные волоконца, способные сокращаться. Эти волоконца обращены в сторону мезоглеи. В сторону кишечной полости направлены жгутики, которые подгребают к клетке пищевые частицы. Клетка их захватывает так, как это делают амебы - образуя ложноножки. Далее пища оказывается в пищеварительных вакуолях.

Энтодерма выделяет в кишечную полость секрет - пищеварительный сок. Благодаря ему захваченное гидрой животное распадается на мелкие частички.

Размножение гидры

У пресноводной гидры есть как половое, так и бесполое размножение.

Бесполое размножение осуществляется путем почкования. Оно происходит в благоприятный период года (в основном летом). На теле гидры образуется выпячивание стенки. Это выпячивание увеличивается в размерах, после чего на нем образуются щупальца и прорывается рот. В последствие дочерняя особь отделяется. Таким образом, пресноводные гидры не образуют колоний.

С наступлением холодов (осенью) гидра преступает к половому размножению . После полового размножения гидры гибнут, они не могут жить зимой. При половом размножении в теле гидры образуются яйцеклетки и сперматозоиды. Последние покидают тело одной гидры, подплывают к другой и оплодотворяют там ее яйцеклетки. Образуются зиготы, которые покрываются плотной оболочкой, позволяющей им пережить зиму. Весной зигота начинает делиться, при этом формируются два зародышевых слоя - эктодерма и энтодерма. Когда температура становится достаточно высокой, молодая гидра разрывает оболочку и выходит наружу.

Пресноводная гидра — это удивительное существо, которое не просто обнаружить из-за его микроскопических размеров. Hydra относится к типу кишечнополостных организмов.

Среда обитания этого маленького хищника — заросшие растительностью реки, запруды, озера без сильных течений. Проще всего наблюдать за пресноводным полипом через лупу.

Достаточно взять воду с ряской из водоема и дать ей немного постоять: вскоре можно будет разглядеть продолговатые «проволочки» белого или бурого цвета размером 1-3 сантиметра. Именно так изображают гидру на рисунках. Именно так и выглядит пресноводная гидра.

Строение

Туловище гидры имеет трубчатую форму. Оно представлено двумя видами клеток - эктодермой и энтодермой. Между ними находится межклеточное вещество — мезоглея.

В верхней части тела можно увидеть ротовое отверстие, обрамленное несколькими щупальцами.

С противоположной стороны «трубочки» расположена подошва. Благодаря присоске происходит прикрепление к стебелькам, листочкам и другим поверхностям.

Эктодерма гидры

Эктодерма — внешняя часть клеток тельца животного. Эти клетки необходимы для жизни и развития животного.

Эктодерма состоит из нескольких видов клеток. Среди них:

• кожно-мускульные клетки — они помогают телу двигаться и извиваться. Когда клетки сокращаются, животное сжимается или напротив - вытягивается. Простой механизм помогает гидре под покровом воды беспрепятственно передвигаться с помощью «кувырков» и «шагов»;
• стрекательные клетки — ими покрыты стенки тела животного, но большая часть сосредоточена в щупальцах. Как только рядом с гидрой проплывает мелкая добыча, она пытается коснуться ее щупальцами. В этот момент стрекательные клетки выпускают «волоски» с ядом. Парализуя жертву, гидра притягивает ее к ротовому отверстию и заглатывает. Эта несложная схема позволяет беспрепятственно добывать пищу. После такой работы стрекательные клетки самоуничтожаются, а на их месте появляются новые;
• нервные клетки. Внешняя оболочка тела представлена звездообразными клетками. Они соединены между собой, образуя цепочку нервных волокон. Так образована нервная система животного;
• половые клетки активно растут в осенний период. Представляют собой яйцевые (женские) половые клетки и сперматозоиды. Яйцеклетки находятся рядом с ротовым отверстием. Они быстро растут, поглощая расположенные рядом клетки. Сперматозоиды после созревания выходят из тела и плавают в воде;
• промежуточные клетки — они служат защитным механизмом: при повреждении тела животного эти невидимые «защитники» начинают активно размножаться и залечивать рану.

Энтодерма гидры

Энтодерма помогает гидре переваривать пищу. Клетки выстилают пищеварительный тракт. Они захватывают частички пищи, доставляя ее к вакуолям. Выделенный железистыми клетками пищеварительный сок перерабатывает необходимые для организма полезные вещества.

Чем дышит гидра

Пресноводная гидра дышит внешней поверхностью тела, через которую поступает необходимый для ее жизнедеятельности кислород.

Кроме того, в процессе дыхания участвуют и вакуоли.

Особенности размножения

В теплое время года гидры размножаются методом почкования. Это бесполый способ размножения. При этом на теле особи образуется нарост, который со временем увеличивается в размерах. Из «почки» разрастаются щупальца, и образуется рот.

В процессе почкования новое существо отделяется от тела и уходит в свободное плавание.

В холодный период времени гидры размножаются только половым путем. В теле животного созревают яйцеклетки и сперматозоиды. Мужские клетки, покинув тело, оплодотворяют яйцеклетки других гидр.

После функции размножения взрослые особи гибнут, а плодом их творения становятся зиготы, покрытые плотным «куполом» для того, чтобы выжить суровой зимой. Весной зигота активно делится, растет, а затем прорывает оболочку и начинает самостоятельную жизнь.

Чем питается гидра

Для питания гидры характерен рацион, состоящий из миниатюрных обитателей водоемов - инфузорий, водяных блох, планктонных рачков, насекомых, мальков рыб, червей.

Если жертва небольшая, гидра заглатывает ее целиком. Если же добыча крупного размера, хищница способна широко раскрыть рот, и значительно растянуть тело.

Регенерация гидры обыкновенной

Гидра обладает уникальной способностью: она не стареет. Каждая клеточка животного обновляется через пару-тройку недель. Даже потеряв часть тела, полип способен отрастить точно такую же, восстановив симметрию.

Гидра, разрезанная пополам, не умирает: из каждой части вырастает новое существо.

Биологическое значение гидры пресноводной

Гидра пресноводная - незаменимый элемент в пищевой цепочке. Это уникальное животное играет важную роль в очищении водоемов, регулируя популяцию других его обитателей.

Гидры - ценный объект исследования ученых в биологии, медицинской и научной областях.

Микроскопическое строение. Оба клеточных слоя гидры состоят преимущественно из так называемых эпителиально-мускульных клеток. В каждой из таких клеток имеется собственно-эпителиальная часть и сократимый отросток. Эпителиальная часть клетки обращена или кнаружи (в эктодерме) или к гастральной полости (в энтодерме).

Сократительные отростки отходят от основания клетки» прилежащего к опорной пластинке — мезоглее. Внутри сократительного отростка находятся мускульные волокна. Сократительные отростки клеток эктодермы расположены параллельно оси тела и осям щупалец, т. е. вдоль тела гидры, их сокращение и вызывает укорочение тела и щупалец. Сократительные отростки клеток энтодермы располагаются поперек тела в кольцевом направлении, их сокращение вызывает сужение тела гидры. На свободной поверхности клеток энтодермы находятся жгутики, чаще всего 2, а иногда могут появляться и псевдоподии.

Кроме эпителиально-мускульных клеток, в эктодерме и в энтодерме находятся чувствующие, нервные и железистые клетки.

Первые занимают такое же положение, как эпителиально-мускульные клетки, т. е. одним полюсом выходят на поверхность тела или к пищеварительной полости, другим — к опорной пластинке.

Гидра . I — в спокойном состоянии; II — сократившаяся после раздражения

Вторые лежат у основания эпителиально-мускульных клеток, около их сократительных отростков, прилегающих к опорной пластинке. Нервные клетки соединяются отростками в примитивную нервную систему диффузного типа. Особенно многочисленны нервные клетки вокруг рта, на щупальцах и на подошве.

Микроскопическое строение гидры . I — разрез через стенку тела; II —диффузная нервная система (видны соединения отростков нервных клеток между собой); III —отдельная эпителиально-мускульная клетка эктодермы:

1—стрекательные клетки, 2—эпителиально-мускульные клетки эктодермы, 3 — эпителиально-мускульные клетки энтодермы, 4 — железистые клетки энтодермы, 5 — жгутиковидные и псевдоподиальные выросты энтодермальных клеток, 6—интерстициальные клетки, 7—чувствительные клетки эктодермы, 8 — чувствительные клетки эктодермы, 9—нервные клетки эктодермы (нервные клетки энтодермы не показаны), 9 (III)—тело клетки, 10— сократительные отростки с сократительной фибриллой внутри них (11)

Железистые клетки эктодермы располагаются главным образом на подошве и щупальцах; их клейкие выделения на подошве служат для прикрепления гидры к субстрату, а на щупальцах играют роль при перемещении животного (см. ниже). Железистые клетки энтодермы располагаются около рта, их секрет имеет пищеварительное значение.

В эктодерме имеются еще стрекательные клетки, т. е. клетки, содержащие стрекательные капсулы (см. выше), они особенно многочисленны на щупальцах. У гидры имеется четыре типа стрекательных клеток: наиболее крупные грушевидные — пенетранты, мелкие грушевидные — вольвенты, большие цилиндрические — глютинанты, или стрептолины, и малые цилиндрические—стереолины. Действие капсул этих типов различно; некоторые из них своими острыми нитями могут пробивать стенку тела противника или жертвы и вводить в ранку ядовитое вещество и тем парализовать ее, другие же только опутывают жертву нитями.

Наконец, у гидры имеются еще не дифференцированные так называемые интерстициальные клетки, из которых развиваются различные клеточные элементы гидры, в частности половые клетки.

Еще интересные статьи

Реферат по предмету «Биология», 7 класс

Пресноводная гидра входит в подцарство Многоклеточных животных и относится к типу Кишечнополостных.
Гидра – небольшое полупрозрачное животное размером около 1 см, обладающее лучевой симметрией. Тело гидры цилиндрической формы и напоминает мешок со стенками из двух слоев клеток (эктодермы и энтодермы), между которыми находится тонкий слой межклеточного вещества (мезоглея). На переднем конце тела на околоротовом конусе расположен рот, окружённый венчиком из 5-12 щупалец. У некоторых видов тело разделено на туловище и стебелёк. На заднем конце тела (стебелька) расположена подошва, с её помощью гидра передвигается и прикрепляется.

Эктодерма формирует покров тела гидры. Эпителиально-мускульные клетки эктодермы и образуют основную массу тела гидры. За счёт этих клеток тело гидры может сокращаться, удлиняться и изгибаться.
В эктодерме имеются также нервные клетки, образующие нервную систему. Эти клетки передают сигналы от внешних воздействий эпителиально-мускульным клеткам.

В эктодерме располагаются стрекательные клетки, которые расположены на щупальцах гидры и предназначены для нападения и защиты. Существуют несколько типов стрекательных клеток: нити одних пробивают кожные покровы животных и вводят яд, другие нити обвиваются вокруг добычи.

Энтодерма покрывает всю кишечную полость гидры и состоит из пищеварительно-мускульных и железистых клеток.

Гидра питается мелкими беспозвоночными. Добыча захватывается щупальцами с помощью стрекательных клеток, яд которых быстро парализует мелких жертв. Пищеварение начинается в кишечной полости (полостное пищеварение), заканчивается внутри пищеварительных вакуолей эпителиально-мускульных клеток энтодермы (внутриклеточное пищеварение). Непереваренные остатки пищи выбрасываются через рот.

Дышит гидра растворенным в воде кислородом, который поглощается поверхностью тела гидры.
Гидра обладает способностью полового и бесполого размножения.
Бесполое размножение происходит с помощью почкования, когда на теле гидры образуется почка, состоящая из клеток эктодермы и энтодермы. Почка соединена с полостью гидры и получает всё необходимое для своего развития. У почки появляются: рот, щупальца, подошва и она отделяется от гидры и начинает самостоятельную жизнь.

Когда приближаются холода, гидра переходит на половое размножение. Половые клетки образуются в эктодерме и ведут к образованию на теле гидры бугорков, в одних образуются сперматозоиды, а в других – яйцеклетки. Гидры, у которых сперматозоиды и яйцеклетки образуются на разных особях, называются раздельнополыми животными, а те, у которых эти клетки образуются на теле одного организма, называются гермафродитами.
Гидра обладает способностью легко восстанавливать утраченные части тела – этот процесс носит название регенерация.