Форма тела гидр трубчатая. Ротовое отверстие этих животных покрыто щупальцами. Гидры живут в воде, а своими стрекательными щупальцами убивают и подносят ко рту добычу.
Тип - КишечнополостныеКласс - Гидроидные
Род/Вид - Gidra vulgaris, H.oligactis и др.
Основные данные:
РАЗМЕРЫ
Длина:
6-15 мм.
РАЗМНОЖЕНИЕ
Вегетативное:
имеет характер почкования. На теле материнской особи появляется почка, из которой постепенно развивается дочерняя особь.
Половое:
большинство видов гидр раздельнополы. В гонадах скапливаются клетки, из которых развиваются яйца. В семенника развиваются спермии.
ОБРАЗ ЖИЗНИ
Привычки:
живут в пресных и солоноватых водах.
Еда:
планктон, мальки рыб, инфузории.
Продолжительность жизни:
нет данных.
РОДСТВЕННЫЕ ВИДЫ
К типу кишечнополостных принадлежит более 9 000 видов, некоторые из них (15-20) живут только в пресных водах.
Пресноводные гидры - одни из самых мелких хищников. Несмотря на это, они способны обеспечить себя едой. Гидры имеют трубчатую форму тела. С помощью подошвы они прикрепляются к подводным растениям или камням и шевелят щупальцами в поисках добычи. Гидры зеленого цвета содержат в себе фотосинтезирующие водоросли.
ЕДА
Гидра - это хищное животное, живущее в воде. Она питается мелкими организмами, живущими в воде, например, инфузориями, малощетинковыми червями, планктонными рачками, водяными блохами, насекомыми и их личинками, также мальками рыб. Гидра, которая охотится, прикрепляется к водному растению, ветке или листку и повисает на них. Ее щупальца очень широко раскрыты. Они постоянно совершают круговые поисковые движения. Если одно из них коснется жертвы, к нему устремляются другие. Гидра парализует добычу ядом стрекальных клеток. Парализованную добычу гидра щупальцами подтягивает к ротовому отверстию. Мелких животных она заглатывает целыми. Если жертва больше гидры, хищница широко раскрывает рот, стенки ее тела растягиваются. Если такая добыча настолько большая, что не помещается в гастральную полость, то гидра заглатывает только ее часть и, в меру переваривания, проталкивает жертву все глубже.
ОБРАЗ ЖИЗНИ
Гидры живут поодиночке. Однако в особо богатых на пищу местах охотится сразу несколько гидр. Так получается потому, что водное течение приносит много корма в определенное место. Гидры рода Нуйга предпочитают пресный водоем. Эти животные были открыты исследователем, который изобрел микроскоп, А. Левенгуком (1632-1723). Другой ученый, Г. Трамбле, обнаружил, что гидры легко восстанавливают утраченные части тела. Невзрачное трубчатое тело, увенчанное щупальцами, которые растут вокруг ротового отверстия, и подошва на конце тела - вот основные черты внешнего облика гидры. Гастральна полость этого животного сплошная. Щупальца полые. Стенки тела состоят из двух слоев клеток. Есть железистые клетки, расположенные в средней части тела гидры. Различные виды очень похожи между собой. Они различаются в основном цветом (а, как следствие, разные цвета говорят о какой-нибудь особенности строения). У гидр ярко-зеленого цвета в теле живут симбиотические водоросли. Гидры реагируют на свет и плывут в направлении к нему. Эти животные малоподвижны. Большую часть своей жизни они проводят в прикрепленном состоянии, ожидая добычу. Подошвой, как присоской, гидры прочно прикрепляются к растениям.
РАЗМНОЖЕНИЕ
Гидры размножаются двумя способами - половым и вегетативным. Вегетативное размножение представлено почкованием. При пригодных внешних условиях на теле гидры развивается несколько почек. В самом начале бутон похож на маленький холмик, позже на его внешнем конце появляются миниатюрные щупальца. Щупальца растут, на них появляются стрекательные клетки. Нижняя часть тела дочерней особи истончается, у гидры открывается ротовое отверстие, молодая особь ответвляется и начинает самостоятельную жизнь. Эти животные размножаются почкованием в теплое время года. С наступлением осени гидры приступают к половому размножению. В гонадах образуются половые клетки. Гонада трескается, и из нее выходит яйцо. Примерно в это же время в семенниках других гидр образуются спермии. Они также покидают гонаду и плавают в воде. Одна из них оплодотворяет яйцо. В яйце развивается зародыш. Под защитой двойной оболочки он зимует на дне. Весной из яйца выходит полностью сформированная гидра.
ИЗВЕСТНО ЛИ ТЕБЕ, ЧТО...
- Гидра не стареет, поскольку каждая клетка ее тела обновляется через несколько недель. Это животное живет только в теплое время года. С началом зимы все взрослые гидры погибают. Перезимовать могут только их яйца, защищенные прочной двойной оболочкой, - ембриотекой.
- Гидры легко восстанавливают свои утраченные конечности. Ученый Г. Трамбле (1710-1784) в результате проведенных им многочисленных опытов получил семиглавого полипа, у которого отрастали отрезанные головы. Он был похож на мифическое существо - Лернейскую гидру, побежденную героем древней Греции - Гераклом.
- Во время постоянных движений в воде гидра производит довольно оригинальные акробатические трюки.
ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИДРЫ
Щупальца: ротовое отверстие окружено венчиком с 5-12 щупалец со стрекальными клетками. С их помощью животное парализует добычу и затягивает ее в рот. Гидра, которая охотится, прикрепляется к твердой поверхности, и, широко расставив щупальца, делает ими круговые поисковые движения.Тело: форма тела трубчатая. На переднем конце ротовое отверстие, окруженное щупальцами. Аборальна пора находится посередине подошвы. Стенка гидры состоит из двух слоев клеток. Пищеварительные процессы происходят в средней части тела.
Ротовое отверстие: покрыто венчиком щупалец. Щупальцами гидра подтягивает животное в рот и заглатывает его.
Нога: задний конец гидры сужен - это нога, которая имеет на конце подошву.
Гонады: образуются в эктодерме и имеют вид бугорков. В них скапливаются половые клетки.
Купол: длина около 13 мм. Это для самообороны. Гидра взимается и образует плотный купол.
Бутон: вегетативное размножение гидры имеет характер почкования. На теле одновременно может появиться несколько почек. Почки быстро растут.
МЕСТА ПРОЖИВАНИЯ
Пресноводные гидры живут в пресных и солоноватых водах. Они населяют реки, озера, болота и другие водоемы. Наибольшего распространения получили виды обычная и бурая гидры.
СОХРАНЕНИЕ
Каждый вид рода проживающего на определенной территории. В наши дни исчезновение им не грозит.
Гидра обыкновенная обитает в пресноводных водоемах, крепится одной стороной своего тела к водным растениям и подводным объектам, ведет малоподвижный образ жизни, питается мелкими членистоногими (дафниями, циклопами и др.). Гидра является типичным представителем кишечнополостных и обладает характерными особенностями их строения.
Внешнее строение гидры
Размер тела гидры около 1 см без учета длины щупалец. Тело имеет цилиндрическую форму. С одной стороны находится ротовое отверстие, окруженное щупальцами . С другой стороны - подошва , им животное крепится с предметам.
Количество щупалец может быть различным (от 4 до 12).
Гидра имеет жизненную форму одиночный полип (т. е. колоний не образует, так как при бесполом размножении дочерние особи полностью отделяются от материнской; также гидра не образует медуз). Бесполое размножение осуществляется почкованием . При этом в нижней половине тела гидры вырастает новая маленькая гидра.
Гидра способна менять свою форму тела в определенных пределах. Она может изгибаться, наклоняться, укорачиваться и удлиняться, вытягивать щупальца.
Внутреннее строение гидры
Как все кишечнополостные по внутреннему строению тела гидра представляет собой двухслойный мешок, образующий замкнутую (есть только ротовое отверстие) кишечную полость . Внешний слой клеток называется эктодермой , внутренний - энтодермой . Между ними находится студенистое вещество мезоглея , в основном выполняющая опорную функцию. В состав эктодермы и энтодермы входят несколько разновидностей клеток.
Больше всего в эктодерме эпителиально-мускульных клеток . В основании этих клеток (ближе к мезоглее) есть мускульные волоконца, сокращение и расслабление которых обеспечивает движение гидры.
У гидры есть несколько разновидностей стрекательных клеток . Больше всего их на щупальцах, где они располагаются группами (батареями). В стрекательной клетке есть капсула со свернутой нитью. На поверхности клетки наружу «смотрит» чувствительный волосок. Когда жертвы гидры проплывают мимо и касаются волосков, то из клетки выстреливает стрекательная нить. У одних стрекательных клеток нити пробивают покров членистоногого, у других - впрыскивают внутрь яд, у третьих - прилипают к жертве.
Среди клеток эктодермы у гидры есть нервные клетки . У каждой клетки есть множество отростков. Соединяясь с их помощью, нервные клетки образуют нервную систему гидры. Такая нервная система называется диффузной. Сигналы от одной клетки передаются по сети другим. Некоторые отростки нервных клеток контактируют с эпителиально-мускульными клетками и заставляют их, когда надо, сокращаться.
У гидр есть промежуточные клетки . От них образуются другие типы клеток, кроме эпителиально-мускульных и пищеварительно-мускульных. Все эти клетки обеспечивают высокую способность гидры к регенерации, т. е. восстановлению утраченных частей тела.
В теле гидры осенью образуются половые клетки . В бугорках на ее теле развиваются либо сперматозоиды, либо яйцеклетки.
В состав энтодермы входят пищеварительно-мускульные и железистые клетки.
У пищеварительно-мускульной клетки со стороны, обращенной к мезоглее, есть мускульное волоконце, как и у эпителиально-мускульных клеток. С другой стороны, обращенной в кишечную полость, клетка имеет жгутики (как у эвглены) и образует ложноножки (как у амебы). Пищеварительная клетка подгребает жгутиками пищевые частицы и захватывает их ложноножками. После этого внутри клетки образуется пищеварительная вакуоль. Полученные после переваривания питательные вещества используются не только самой клеткой, но и переправляются в другие типы клеток по специальным канальцам.
Железистые клетки выделяют в кишечную полость пищеварительный секрет, который обеспечивает распад добычи и ее частичное переваривание. У кишечнополостных сочетается полостное и внутриклеточное пищеварение.
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.
В благоприятных условиях гидры могут жить годами, десятилетиями и столетиями, не старея и не теряя в плодовитости.
С гидрами мы встречаемся ещё в школе: с одной стороны, гидрой звали мифическое чудище, фигурирующее в одном из подвигов Геракла, с другой - то же имя носят крохотные кишечнополостные, обитающие в пресноводных водоёмах. Размер их тела - всего 1-2 см, внешне они выглядят, как трубки с щупальцами на одном конце; но, несмотря на небольшие размеры и сидячий образ жизни, они всё-таки хищники, которые с помощью щупалец и находящихся в них стрекательных клеток обездвиживают и хватают добычу - существ ещё более мелких, чем сами гидры.
Гидра Hydra vulgaris с отпочковывающимся клоном. (Фото Konrad Wothe / Minden Pictures / Corbis.)
Компания гидр Hydra viridissima. (Фото Albert Lleal / Minden Pictures / Corbis.)
При этом у них есть одна особенность, которая упоминается в любом учебнике по биологии. Мы говорим о чрезвычайно развитой способности к регенерации: гидра может восстановить любую часть своего тела благодаря огромному запасу плюрипотентных стволовых клеток. Такие клетки способны бесконечно делиться и давать начало всем типам тканей, всем разновидностям других клеток. Но когда стволовая клетка в процессе дифференцировки становится мышечной, или нервной, или какой-то ещё, делиться она перестаёт. И у человека такие «всемогущие» стволовые клетки есть только на ранних этапах эмбрионального развития, а потом их запас быстро исчерпывается; вместо них появляются другие, более специализированные стволовые клетки, которые так же могут делиться очень много раз, но принадлежат они уже каким-то отдельным тканям. Гидре же повезло больше, с ней «всемогущие» стволовые клетки остаются на всю жизнь.
Но сколько длится жизнь гидры? Если она способна постоянно обновлять сама себя, следует ли отсюда, что она бессмертна? Известно, что даже стволовые клетки, которые есть у взрослых людей и животных, постепенно стареют и тем самым вносят свой вклад в общее старение организма. Может ли быть так, что гидре старение незнакомо? Джеймс Воупал (James W. Vaupel ) из Института демографических исследований Общества Макса Планка и его коллеги утверждают, что так оно и есть. В статье в журнале PNAS авторы работы описывают результаты многолетнего эксперимента с 2 256 гидрами «в главных ролях». Животные росли в лаборатории и в почти идеальных условиях: у каждого был свой участок, никакого недостатка в еде и регулярная, три раза в неделю, замена воды в аквариуме.
Старение легче всего заметить по увеличивающейся смертности (то есть в молодой популяции умирать будут реже, чем в старой) и по снижению плодовитости. Однако за восемь лет наблюдений ничего такого не случилось. Уровень смертности был всё время постоянным и составлял примерно один случай на 167 особей в год, независимо от возраста. (Среди обитателей лаборатории были 41-летние экземпляры, которые, однако, представляли собой клоны, то есть биологически они были гораздо старше, но как отдельно взятый индивидуум их наблюдали только последние несколько лет.) Плодовитость - у гидр, кроме бесполого самоклонирования, есть и половое размножение - тоже оставалась постоянной у 80%. У остальных 20% она то повышалась, то понижалась, что, вероятно, происходило из-за изменений в условиях обитания - ведь даже в лаборатории какие-то факторы остаются неучтёнными.
Конечно, в естественных условиях, с хищниками, болезнями и прочими экологическими неприятностями гидрам вряд ли в полной мере удаётся насладиться вечной юностью и бессмертием. Однако сами по себе они, очевидно, действительно не стареют и, как следствие, не умирают. Возможно, что на Земле есть ещё какие-то организмы с таким же удивительным свойством, но, если пытаться и дальше разгадывать биологическую загадку старения - и его отсутствия - гидра остаётся всё-таки наиболее удобным объектом исследования.
Два года назад тот же Джеймс Воупал с коллегами опубликовал в Nature статью, в которой говорилось о связи старения и продолжительности жизни. Оказалось, что у многих видов смертность никак не меняется с возрастом, а у некоторых вероятность умереть молодым оказывается даже выше. Гидра в той работе тоже присутствовала: согласно расчётам, даже через 1 400 лет 5% гидр в лабораторном аквариуме будут оставаться в живых (остальные просто равномерно умрут за такой более чем внушительный срок). Как видим, в целом результаты с этими кишечнополостными получились столь любопытными, что сейчас с ними сделали ещё одну отдельную статью.
Гидра - простейший организм из отряда Кишечнополостные. Практически в каждом водоеме обитает этот пресноводный полип. Он представляет собой полупрозрачное студенистое тело, похожее на самостоятельно передвигающийся желудок, где у гидры происходит переваривание пищи.
Как питается гидра
Размер этого простейшего организма редко превышает 2 см. Внешне гидра напоминает слизистую трубочку зеленоватого или бурого окраса. Цвет ее зависит от съеденной пищи. Одним концом тела она прикрепляется к растениям, камням или корягам, находящимся в воде, другим ловит добычу. В основном ею являются мелкие беспозвоночные - дафнии, циклопы, олигохеты-наидиды. Иногда пищей служат и мелкие рачки, а также мальки рыб.
Ротовое отверстие гидры окружено щупальцами, которых насчитывается от шести до двадцати штук. Они находятся в постоянном движении. Как только жертва прикасается к ним, расположенные в щупальцах, немедленно выбрасывают остроконечную нить, содержащую яд. Вонзаясь в приблизившееся животное, она парализует его и, подтягивая щупальцами, подносит ко рту. При этом создается впечатление, что тело ее как бы надевается на жертву, оказывающуюся таким образом в кишечнике, где начинается переваривание пищи у гидры. Стрекательная капсула с ядом может использоваться лишь единожды, после чего она замещается новой.
Строение пищеварительной системы
Тело гидры очень похоже на двухслойный мешок, которого носит название эктодерма, а внутренний - энтодерма. Между ними находится бесструктурное вещество, именуемое мезоглеей.
Состав внутреннего слоя, где у гидры происходит переваривание пищи, представляют в основном железистые и пищеварительные клетки. Первые выделяют в кишечную полость пищеварительный сок, под действием которого съеденный корм разжижается и распадается на мелкие частички. Другие клетки внутреннего слоя захватывают эти кусочки и втягивают их внутрь.
Таким образом, процесс пищеварения начинается в кишечной полости, а заканчивается внутри клеток энтодермы. Все остатки пищи, которые не удалось переварить, выбрасываются наружу через рот.
Как происходит у гидры
Пищеварительные клетки внутреннего слоя имеют на конце от 1 до 3 жгутиков, с помощью которых мелкие частицы пищи втягиваются внутрь и перевариваются. Отсутствие транспортной системы в организме гидры усложняет задачу обеспечения клеток эктодермы питательными веществами, учитывая, что мезоглея достаточно плотная. Проблема эта решается благодаря имеющимся выростам на клетках обоих слоев. Они пересекают соединяясь через щелевые контакты. Органические молекулы в виде аминокислот и моносахаридов, проходя по ним, обеспечивают питание эктодермы.
Когда там, где у гидры происходит переваривание пищи, остаются отходы клеточного обмена, она сжимается, в результате чего происходит опорожнение.