Гидра водяная. Размножение гидры: описание, особенности

Первым смог разглядеть и описать гидру натуралист А. Левенгук, который изобрел микроскоп. Этот ученый был самым значительным натуралистом XVII-XVIII веков.

Рассматривая водные растения при помощи своего примитивного микроскопа, Левенгук заметил странное существо, у которого имелись руки «в виде рогов». Ученый даже пронаблюдал за почкованием этих существ и разглядел их стрекательные клетки.

Строение пресноводной гидры

Гидра относится к кишечнополостным животным. Ее тело имеет трубковидную форму, в передней части находится ротовое отверстие, которое окружено венчиком, состоящим из 5-12 щупалец.

Под щупальцами тело гидры сужается и получается шейка, которая отделяет туловище от головы. Задняя часть тела сужена в стебелек или ножку, с подошвой на конце. Когда гидра сытая, ее тело в длине не превышает 8 миллиметров, а если гидра голодная, тело значительно длиннее.

Как у всех представителей кишечнополостных, тело гидры образовано двумя слоями клеток.

Внешний слой состоит из разнообразных клеток: одни клетки используются для поражения добычи, другие клетки обладают сократимостью, а третьи выделяют слизь. А во внешнем слое имеются нервные клетки, которые формируют сеть, покрывающую тело гиды.

Гидра является одним из немногих представителей кишечнополостных, который обитает в пресной воде, а большая часть этих существ живут в морях. Средой обитания гидр являются разнообразные водоемы: озера, пруды, канавы, речные заводи. Они селятся на водных растениях и корешках ряски, которая покрывает ковром все дно водоема. Если вода чистая и прозрачная, то гидры селятся на камнях у самого берега, образуя порой бархатный ковер. Гидры любят свет, поэтому отдают предпочтение неглубоким местам рядом с берегами. Эти существа могут различать направление света и двигаться к его источнику. Если гидры живут в аквариуме, они всегда перебираются в его освещенную часть.

Если в сосуд с водой поместить водные растения, то можно заметить, как по их листьям и стенкам сосуда ползают гидры. На подошве гидры имеется клейкое вещество, которое помогает ей прочно крепиться к водным растениям, камням и стенкам аквариума, оторвать гидру с ее места довольно сложно. Изредка гидра передвигается в поиске пище, это можно наблюдать в аквариумах, когда на стеке остается след в том месте, где гидра сидела. За несколько дней эти существа перемещаются не более чем на 2-3 сантиметра. Во время движения, гидра крепится к стеклу щупальцем, отрывает подошву и перетаскивает ее на новое место. Когда подошва крепится к поверхности, гидра выравнивается и снова опирается на свой щупалец, совершая шаг вперед.

Этот способ перемещения схож с передвижением гусениц бабочек пядениц, которых часто называют «землемерами». Но гусеница подтягивает заднюю часть к передней, а затем снова перемещает переднюю часть. А гидра во время передвижения каждый раз переворачивается через голову. Так гидра передвигается достаточно быстро, но имеется и другой, более медленный способ перемещения – когда гидра скользит на своей подошве. Некоторые особи могут открепляться от субстрата и плавать в воде. Они расправляют свои щупальца и мелено опускаются на дно. А вверх гидры поднимаются при помощи пузырька газа, формирующегося на подошве.

Как питаются пресноводные гидры

Гидры являются хищными существами, они питаются инфузориями, циклопами, мелкими рачками – дафниями и другой мелкой живностью. Иногда они поедают более крупных жертв, например небольших червей или личинок комара. Гидры даже могут наносить ущерб рыбоводческим прудам, поскольку они поедают только что проклюнувшихся из икры рыб.

Как охотится гидра, можно легко проследить в аквариуме. Она широко расставляет щупальца, которые формируют сеть, при этом она висит щупальцами вниз. Если наблюдать за гидрой, можно заметить, что ее тело, медленно раскачиваясь, описывает передней частью круг. Проплывающая мимо жертва задевается о щупальца, пытается освободиться, но затихает, поскольку стрекательные клетки парализуют ее. Гидра подтягивает добычу ко рту и начинает поедать.

Если охота успешная, гидра раздувается от количества съеденных рачков, а их глазки просвечиваются сквозь ее тело. Гидра может съесть добычу, превышающую ее по размеру. Рот гидры способен широко раскрываться, а тело значительно растягиваться. Порой изо рта гидры торчит часть жертвы, которая не поместилась вовнутрь.

Размножение гидры пресноводной

Если питания достаточно, гидры быстро размножаются. Размножение происходит почкованием. Процесс роста почки от крохотного бугорка до сформировавшейся особи занимает несколько дней. Нередко на теле гидры образуются несколько почек, в то время, пока молодая особь не отделилась от материнской гидры. Таким образом, у гидр происходит бесполое размножение.

Осенью, когда температура воды понижается, гидры могут размножаться и половым способом. На теле гидры образуются половые железы в виде вздутий. В одних вздутиях формируются мужские половые клетки, а в других — яйцевые клетки. Мужские половые клетки свободно плавают в воде и проникают в полость тела гидр, оплодотворяя неподвижные яйцеклетки. Когда образуются яйца, гидра, как правило, погибает. При благоприятных условиях из яиц выходят молодые особи.

Регенерация у пресноводной гидры

У гидр проявляется поразительная способность к регенерации. Если гидру разрезать пополам, то в нижней части быстро отрастут новые щупальца, а на верхней части – подошва.

В XVII веке голландский ученый Трамбле проводил с гидрами интересные эксперименты, в результат которых ему не просто удавалось выращивать новых гидр из кусочков, но и сращивать различные половинки гидр, получать семиглавых полипов и выворачивать их тела наизнанку. Когда был получен семиглавый полип, похожий на гидру из Древней Греции, этих полипов и стали называть гидрами.

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.

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.

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.