Болит желудок 

Зарисуйте наружный слой гидры обозначив нервные клетки. Строение кишечнополостных. Практикум по зоологии беспозвоночных. Регенерация гидры обыкновенной

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.

71. Охарактеризуем Кишечнополостных.
Многочисленный тип водных многоклеточных свободноживущих и сидячих животных. Это двухслойные, имеющие лучевую симметрию животные, с мешковидным телом, окруженным щупальцами. В нем имеется пищеварительная полость. В строении наблюдается дифференциация клеток.

72. Зарисуем схему внешнего строения гидры.

73. Подпишем слои тела гидры и их клетки.

I. Энтодерма
II. Базальная мембрана
III. Эктодерма
1. Железистая клетка
2. Эпителиально-мускульная клетка
3. Стрекательная клетка
4. промежуточная клетка
5. Чувствительная клетка

74. Напишем о строении и функции стрекательных клеток.
Распределены по всей эктодерме, но особенно много их на щупальцах и вокруг рта. Стрекательная клетка имеет капсулу, похожую на пузырек, внутри которой находится свернутая спирально полая нить. На поверхности клетка расположен чувствительный шипик. В ответ на раздражение выбрасывается обжигающее или ядовитое содержимое. Стрекательные клетки служат для защиты.

75. Опишем процессы питания и пищеварения гидры.
Стрекательные нити опутывают добычу и парализуют ее. Затем гидра захватывает её щупальцами и направляет в ротовое отверстие. Проглоченная пища попадает в пищеварительную полость. Предварительно пища обрабатывается ферментами и измельчается в пищеварительной полости. Затем пищевые частицы фагоцитируются эпителиально-мускульными клетками и в них перевариваются.

76. Опишем процесс почкования гидры.

На теле гидры есть почки, которые, отрастая, образуют ротовое отверстие на переднем конце тела. Почка перешнуровывается у основания, отпадает и начинает самостоятельную жизнь. Часто процесс протекает так быстро, что до момента отпадания на почке успевают образоваться еще несколько новых отростков.

77. Подпишем основные стадии полового размножения гидры.


78. Напишем ответ о значении кишечнополостных.
Регулируют численность мелких животных в природе, участвуя в пищевых цепочках;
Используются в деятельности человека в виде коралловых рифов;
Корнероты употребляются в пищу;
Применяются в изготовлении украшений.

79. Выполним лабораторную работу.
1. Напишем размеры, форма, окраску тела.
Небольшие размеры до 2 см; тело гидры в форме продолговатого мешочка цилиндрической формы; травянисто-зеленый полупрозрачный цвет.

2. Подпишем основные части тела гидры.

3. Укажем количество щупалец.
5-12 щупалец

4. Опишем особенности реакции гидры.
Гидра способна ощущать прикосновения, изменения температуры, появление в воде других различных веществ и другие раздражения. От этого её нервные клетки возбуждаются. Если к гидре прикоснуться иглой, то по отросткам раздражение перейдет к другим нервным клеткам, а от них к кожно-мускульным клеткам. Это вызывает сокращение мускульных волоконец, а гидра сжимается в комочек.

К классу гидроидных относят беспозвоночных водных стрекающих животных. В их жизненном цикле зачастую присутствуют, сменяя друг друга, две формы: полип и медуза. Гидроидные могут собираться в колонии, но нередки и одиночные особи. Обнаруживают следы гидроидных даже в докембрийских слоях, однако из-за крайней непрочности их тел поиск весьма затруднен.

Яркий представитель гидроидных - пресноводная гидра , одиночный полип. Ее тело имеет подошву, стебелек и длинные относительно стебелька щупальца. Передвигается она, словно художественная гимнастка, - при каждом шаге делает мостик и кувыркается через «голову». Гидра повсеместно используется в лабораторных опытах, ее способность к регенерации и высокая активность стволовых клеток, обеспечивающая «вечную молодость» полипу, подтолкнула немецких ученых к поиску и изучению «гена бессмертия».

Типы клеток гидры

1. Эпителиально-мускульные клетки формируют внешние покровы, то есть являются основой эктодермы . Функция этих клеток - сокращать тело гидры или делать его длиннее, для этого они имеют мускульное волоконце.

2. Пищеварительно-мускульные клетки расположены в энтодерме . Они приспособлены к фагоцитозу, захватывают и перемешивают частички пищи, попавшие в гастральную полость, для чего каждая клетка снабжена несколькими жгутиками. В целом жгутики и ложноножки помогают пище проникать из кишечной полости в цитоплазму клеток гидры. Таким образом, пищеварение у нее идет двумя способами: внутриполостным (для этого там есть набор ферментов) и внутриклеточным.

3. Стрекательные клетки расположены в первую очередь на щупальцах. Они многофункциональны. Во-первых, гидра с их помощью защищается - рыба, желающая съесть гидру, обжигается ядом и бросает ее. Во-вторых, гидра парализует захваченную щупальцами добычу. В стрекательной клетке содержится капсулка с ядовитой стрекательной нитью, снаружи расположен чувствительный волосок, который после раздражения дает сигнал к «выстрелу». Жизнь стрекательной клетки скоротечна: после «выстрела» нитью она гибнет.

4. Нервные клетки , вместе с отростками похожими на звезды, лежат в эктодерме , под слоем эпителиально-мускульных клеток. Самая большая концентрация их у подошвы и щупалец. При любом воздействии гидра реагирует, что является безусловным рефлексом. Есть у полипа и такое свойство как раздражимость. Вспомним также, что «зонтик» медузы окаймлен скоплением нервных клеток, а в теле находятся ганглии.

5. Железистые клетки выделяют клейкое вещество. Находятся они в энтодерме и способствуют перевариванию пищи.

6. Промежуточные клетки - круглые, очень маленькие и недифференцированные - лежат в эктодерме . Эти стволовые клетки бесконечно делятся, способны превращаться в любые другие, соматические (кроме эпителиально-мускульных) или половые и обеспечивают регенерацию гидры. Встречаются гидры, не имеющие промежуточных клеток (следовательно, стрекательных, нервных и половых), способные к бесполому размножению.

7. Половые клетки развиваются в эктодерме . Яйцеклетка пресноводной гидры снабжена ложноножками, которыми она захватывает соседние клетки вместе с их питательными веществами. Среди гидр встречается гермафродитизм , когда яйцеклетки и сперматозоиды формируются у одной особи, но в разное время.

Прочие особенности пресноводной гидры

1. Дыхательной системы гидры не имеют, дышат они всей поверхностью тела.

2. Кровеносная система не сформирована.

3. Пищей для гидр служат личинки водных насекомых, разнообразные мелкие беспозвоночные, рачки (дафнии, циклопы). Непереваренные остатки пищи, как и у других кишечнополостных, удаляются обратно через ротовое отверстие.

4. Гидра способна к регенерации , за которую отвечают промежуточные клетки. Даже изрезанная на фрагменты, гидра достраивает необходимые органы и превращается в нескольких новых особей.

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


8. История открытия и изучения
9. Гидра как модельный объект

Эпителиально-мускульные клетки

Эпителиально-мускульные клетки эктодермы и энтодермы образуют основную массу тела гидры. У гидры около 20 000 эпителиально-мускульных клеток.

Клетки эктодермы имеют цилиндрическую форму эпителиальных частей и формируют однослойный покровный эпителий. К мезоглее прилегают сократимые отростки данных клеток, образующие продольную мускулатуру гидры.

Эпителиально-мускульные клетки энтодермы направлены эпителиальными частями в полость кишки и несут по 2-5 жгутиков, которые перемешивают пищу. Эти клетки могут образовывать ложноножки, с помощью которых захватывают частицы пищи. В клетках формируются пищеварительные вакуоли.

Эпителиально-мускульные клетки эктодермы и энтодермы представляют собой две независимые клеточные линии. В верхней трети туловища гидры они делятся митотически, а их потомки постепенно смещаются либо в сторону гипостома и щупалец, либо в сторону подошвы. По мере перемещения происходит дифференцировка клеток: так, клетки эктодермы на щупальцах дают клетки стрекательных батарей, а на подошве - железистые клетки, выделяющие слизь.

Железистые клетки энтодермы

Железистые клетки энтодермы выделяют в полость кишки пищеварительные ферменты, которые расщепляют пищу. Эти клетки образуются из интерстициальных клеток. У гидры около 5000 железистых клеток.

Интерстициальные клетки

Между эпителиально-мускульными клетками находятся группы мелких, округлых клеток, называемых промежуточными, или интерстициальными. У гидры их около 15 000. Это недифференцированные клетки. Они могут превращаться в остальные типы клеток тела гидры, кроме эпителиально-мускульных. Промежуточные клетки обладают всеми свойствами мультипотентных стволовых клеток. Доказано, что каждая промежуточная клетка потенциально способна дать как половые, так и соматические клетки. Стволовые промежуточные клетки не мигрируют, однако их дифференцирующиеся клетки-потомки способны к быстрым миграциям.

Нервные клетки и нервная система

Нервные клетки образуют в эктодерме примитивную диффузную нервную систему — рассеянное нервное сплетение. В энтодерме есть отдельные нервные клетки. Всего у гидры около 5000 нейронов. У гидры имеются сгущения диффузного плексуса на подошве, вокруг рта и на щупальцах. По новым данным, у гидры имеется околоротовое нервное кольцо, сходное с нервным кольцом, расположенным на крае зонтика у гидромедуз.

У гидры нет четкого деления на чувствительные, вставочные и моторные нейроны. Одна и та же клетка может воспринимать раздражение и передавать сигнал эпителиально-мускульным клеткам. Тем не менее, есть два основных типа нервных клеток — чувствительные и ганглиозные. Тела чувствительных клеток расположены поперек эпителиального пласта, они имеют неподвижный жгутик, окруженный воротничком из микроворсинок, который торчит во внешнюю среду и способен воспринимать раздражение. Ганглиозные клетки расположены в основании эпителиально-мускульных, их отростки не выходят во внешнюю среду. По морфологии большинство нейронов гидры — биполярные или мультиполярные.

В нервной системе гидры присутствуют как электрические, так и химические синапсы. Из нейромедиаторов у гидры обнаружены дофамин, серотонин, норадреналин, гамма-аминомасляная кислота, глютамат, глицин и многие нейропептиды.

Гидра - наиболее примитивное животное, в нервных клетках которого обнаружены чувствительные к свету белки опсины. Анализ гена опсина гидры позволяет предположить, что опсины гидры и человека имеют общее происхождение.

Стрекательные клетки

Основная статья: Книдоцит

Стрекательные клетки образуются из промежуточных только в области туловища. Сначала промежуточная клетка делится 3-5 раз, образуя кластер из предшественников стрекательных клеток, соединенных цитоплазматическими мостиками. Затем начинается дифференцировка, в ходе которой мостики исчезают. Дифференцирующиеся книдоциты мигрируют в щупальца. Стрекательные клетки наиболее многочисленные из всех клеточных типов, их у гидры около 55.000.

Стрекательная клетка имеет стрекательную капсулу, заполненную ядовитым веществом. Внутрь капсулы ввёрнута стрекательная нить. На поверхности клетки находится чувствительный волосок, при его раздражении нить выбрасывается и поражает жертву. После выстреливания нити клетки погибают, а из промежуточных клеток образуются новые.

У гидры есть четыре типа стрекательных клеток — стенотелы, десмонемы, голотрихи изоризы и атрихи изоризы. При охоте первыми выстреливают вольвенты. Их спиральные стрекательные нити опутывают выросты тела жертвы и обеспечивают ее удержание. Под действием рывков жертвы и вызванной ими вибрации срабатывают имеющие более высокий порог раздражения пенетранты. Шипы, имеющиеся у основания их стрекательных нитей, заякориваются в теле добычи, а через полую стрекательную нить в ее тело вводится яд.

Большое количество стрекательных клеток находится на щупальцах, где они образуют стрекательные батареи. Обычно в состав батареи входит одна крупная эпителиально-мускульная клетка, в которую погружены стрекательные клетки. В центре батареи находится крупная пенетранта, вокруг нее — более мелки вольвенты и глютинанты. Книдоциты соединены десмосомами с мускульными волокнами эпителиально-мускульной клетки. Большие глютинанты, видимо, в основном используются для защиты. Малые глютинанты используются только при передвижении гидры для прочного прикрепления щупальцами к субстрату. Их выстреливание блокируется экстрактами из тканей жертв гидры.

Выстреливание пенетрант гидры было изучено с помощью сверхвысокоскоростной киносъемки. Оказалось, что весь процесс выстреливания занимает около 3 мс. В его начальной фазе скорость его достигает 2 м/c, а ускорение составляет около 40.000 g; видимо, это один из самых быстрых клеточных процессов из известных в природе. Первым видимым изменением было увеличение объема стрекательной капсулы примерно на 10%, затем объем снижается почти до 50% от исходного. В дальнейшем выяснилось, что и скорость, и ускорение при выстреливании нематоцист были сильно недооценены; по данным 2006 года, на ранней фазе выстреливания скорость этого процесса составляет 9-18 м/с, а ускорение составляет от 1.000.000 до 5.000.000 g. Это позволяет нематоцисте массой около 1 нг развивать на кончиках шипов давление порядка 7 гПа, что сравнимо с давлением пули на мишень и позволяет пробивать достаточно толстую кутикулу жертв.

Половые клетки и гаметогенез

Как и всем животным, гидрам свойственна оогамия. Большинство гидр раздельнополы, но встречаются гермафродитные линии гидр. И яйцеклетки, и сперматозоиды образуются из i-клеток. Считается, что это особые субпопуляции i-клеток, которые можно отличить по клеточным маркерам и которые в небольшом количестве присутствуют у гидр и в период бесполого размножения.

При оогенезе ооциты фагоцитируют целые оогонии, а затем несколько ооцитов сливаются, после чего ядро одного из них превращается в ядро яйцеклетки, а остальные ядра дегенерируют. Эти процессы обеспечивают быстрый рост яйцеклетки.

Как недавно показано, при сперматозегензе имеет место программированная клеточная смерть части клеток-предшественников сперматозоидов и их фагоцитирование окружающими клетками эктодермы