Когда происходит бесполое размножение гидры пресноводной. Когда происходит бесполое размножение гидры пресноводной

В результате пищеварения в клет ках энтодермы накапливаются питательные вещества, там же появляются зернышки продуктов выделения, выбрасываемые время от времени небольшими порциями в гастральную полость. Продукты выделения, а также не переваренные части пищи выбрасываются наружу через ротовое отверстие

Гидра

Тело гидры имеет вид продолговатого мешочка, стенки которого состоят из двух слоёв клеток — эктодермы и энтодермы.

Между ними лежит тонкая студенистая неклеточная прослойка — мезоглея, служащая опорой.

Эктодерма формирует покров тела животного и состоит из нескольких видов клеток: эпителиально-мускульные, промежуточные и стрекательные.

Самые многочисленные из них — эпителиально-мускульные.

За счёт мускульных волоконец, лежащих в основании каждой клетки, тело гидры может сокращаться, удлиняться и изгибаться.

Между эпителиально-мускульными клетками находятся группы мелких, округлых, с большими ядрами и небольшим количеством цитоплазмы клеток, называемых промежуточными.

При повреждении тела гидры, они начинают усиленно расти и делиться. Они могут превращаться в остальные типы клеток тела гидры, кроме эпителиально-мускульных.

В эктодерме находятся стрекательные клетки, служащие для нападения и защиты. В основном они расположены на щупальцах гидры. Каждая стрекательная клетка содержит овальную капсулу, в которой свёрнута стрекательная нить.

Строение стрекательной клетки со свернутой стрекательной нитью

Если добыча или враг прикоснётся к чувствительному волоску, который расположен снаружи стрекательной клетки, в ответ на раздражение стрекательная нить выбрасывается и вонзается в тело жертвы.

Строение стрекательной клетки с выброшенной стрекательной нитью

По каналу нити в организм жертвы попадает вещество, способное парализовать жертву.

Существует несколько типов стрекательных клеток. Нити одних пробивают кожные покровы животных и вводят в их тело яд. Нити других обвиваются вокруг добычи. Нити третьих — очень клейкие и прилипают к жертве. Обычно гидра «стреляет» несколькими стрекательными клетками. После выстрела стрекательная клетка погибает. Новые стрекательные клетки формируются из промежуточных.

Строение внутреннего слоя клеток

Энтодерма выстилает изнутри всю кишечную полость. В её состав входят пищеварительно-мускульные и железистые клетки.

Пищеварительная система

Пищеварительно-мускульных клеток больше других. Мускульные волоконца их способны к сокращению. Когда они укорачиваются, тело гидры становится более тонким. Сложные движения (передвижение «кувырканием»), происходит за счёт сокращений мускульных волоконцев клеток эктодермы и энтодермы.

Каждая из пищеварительно-мускульных клеток энтодермы имеет 1-3 жгутика. Колеблющиеся жгутики создают ток воды, которым пищевые частички подгоняются к клеткам. Пищеварительно-мускульные клетки энтодермы способны образовывать ложноножки, захватывать и переваривать в пищеварительных вакуолях мелкие пищевые частицы.

Строение пищеварительно-мускульной клетки

Имеющие в энтодерме железистые клетки выделяют внутрь кишечной полости пищеварительный сок, который разжижает и частично переваривает пищу.

Добыча захватывается щупальцами с помощью стрекательных клеток, яд которых быстро парализует мелких жертв. Координированными движениями щупалец добыча подносится ко рту, а затем с помощью сокращений тела гидра «надевается» на жертву. Пищеварение начинается в кишечной полости (полостное пищеварение), заканчивается внутри пищеварительных вакуолей эпителиально-мускульных клеток энтодермы (внутриклеточное пищеварение). Питательные вещества распределяются по всему телу гидры.

Когда в пищеварительной полости оказываются остатки жертвы, которые невозможно переварить, и отходы клеточного обмена, она сжимается и опорожняется.

Дыхание

Гидра дышит растворённым в воде кислородом. Органов дыхания у неё нет, и она поглощает кислород всей поверхностью тела.

Кровеносная система

Выделение

Выделение углекислого газа и других ненужных веществ, образующихся в процессе жизнедеятельности, осуществляется из клеток наружного слоя непосредственно в воду, а из клеток внутреннего слоя — в кишечную полость, затем наружу.

Нервная система

Под кожно-мускульными клетками располагаются клетки звездчатой формы. Это нервные клетки (1). Они соединяются между собой и образуют нервную сеть (2).

Нервная система и раздражимость гидры

Если дотронутся до гидры (2), то в нервных клетках возникает возбуждение (электрические импульсы), которое мгновенно распространяется по всей нервной сети (3) и вызывает сокращение кожно-мускульных клеток и всё тело гидры укорачивается (4). Ответная реакция организма гидры на такое раздражение — безусловный рефлекс.

Важно! Ученые проводили опыты, показавшие, что можно не только получить несколько гидр из одной, но и сращивать части разных особей. Можно даже вывернуть такое животное наизнанку, от чего гидра превращается в семиглавого полипа.

Строение пресноводной гидры

Тело животного имеет форму радиально-симметричной трубки: спереди расположено отверстие, которое она используется как рот, оно окружено венчиком из 5-12 щупалец. Каждое “укутано” в узкоспециализированные язвительные клетки. При контакте с жертвой они вырабатывают нейротоксины, выполняя функции добывания пищи. Под ними есть маленькое сужение — шейка. Она разделяет голову и туловище. Задний конец животного сужается в ножку, который также называют “стебельком”. Она заканчивается подошвой (базальным диском). Ножка служит опорой для тела, с ее помощью гидра может прикрепляться к другим поверхностям. На базальной подошве имеются сальниковые клетки, которые выделяют липкую жидкость. Для передвижения животное приклеивается к соседней опоре щупальцами и отпускает ножку, переставляя ее дальше, и так пока не доберется до цели. Также она может скользить на базальном диске или недолго плавать.

Важно! Если гидра поела, длина ее тела будет около 5-8 мм, а если нет — намного длиннее. Поэтому детально ее можно рассмотреть только под микроскопом.

Рис. 2. Бесполое размножение гидры Между ними проходит слой мезоглея (межклеточного вещества). На наружном слое есть разные клетки: одни — предназначены для парализации во время охоты и защиты, другие — для выделения слизи, третьи — для передвижения и т.д.

Важно! Дыхание и выделение продуктов обмена веществ проходят у гидры по всей поверхности тела. Поступление кислорода осуществляется через кожу.

Гидра имеет несколько простых рефлексов. Она может реагировать на механические воздействия, температуру, свет, химические соединения и другие раздражители.

Клеточный состав тела

• Эпителиально-мускульные . Обеспечивают способность двигаться.
• Железистые . Вырабатывают ферменты, необходимые для пищеварения.
• Интерстициальные . Промежуточный тип. Они могут становиться клетками других видов при необходимости.
• Нервные . Отвечают за рефлексы. Они есть по всему телу, соединяясь в сеть.
• Стрекательные . Содержат парализующее вещество. Существуют для защиты и питания.

Особенности размножения гидры включают в себя еще и удивительную способность к восстановлению, в результате которого регенерируется новая особь. Из отдельного кусочка тела, составляющего порой менее одной сотой части всего объема, может образовываться целый организм.

Нервная система

Нервные клетки, образующие сеть по всему телу, расположены в мезоглее, а отростки клеток отходят наружу и внутрь тела гидры. Такой тип строения нервной системы называется диффузным. Особенно много нервных клеток располагается у гидры вокруг рта, на щупальцах и подошве. Таким образом, у кишечнополостных уже появляется простейшая координация функций.

Гидрозои обладают раздражимостью. При раздражении нервных клеток различными раздражителями (механическими, химическими и др.) воспринятое раздражение распространяется по всем клеткам. Благодаря сокращению мускульных волоконец тело гидры может сжиматься в комочек.

Таким образом, впервые в органическом мире у кишечнополостных появляются рефлексы. У животных этого типа рефлексы еще однообразны. У более организованных животных они в процессе эволюции усложняются.

Пищеварительная система

Все гидры хищники. Захватив, парализовав и убив добычу при помощи стрекательных клеток, гидра своими щупальцами подтягивает ее к ротовому отверстию, которое способно очень сильно растягиваться. Далее пища попадает в гастральную полость, выстеленную железистыми и эпителиально-мускульными клетками энтодермы.

Пищеварительный сок вырабатывают железистые клетки. В нем имеются протеолитические ферменты, которые способствуют усвоению белков. Пища в гастральной полости переваривается пищеварительными соками и распадается на мелкие частицы. В клетках энтодермы имеется по 2-5 жгутиков, перемешивающих пищу в гастральной полости.

Псевдоподии эпителиально-мускульных клеток захватывают частицы пищи и в дальнейшем происходит внутриклеточное пищеварение. Непереваренные остатки пищи удаляются через рот. Таким образом, у гидроидных впервые появляется полостное, или внеклеточное, пищеварение, идущее параллельно с более примитивным внутриклеточным пищеварением.

Все гидры хищники. Захватив, парализовав и убив добычу при помощи стрекательных клеток, гидра своими щупальцами подтягивает ее к ротовому отверстию, которое способно очень сильно растягиваться. Далее пища попадает в гастральную полость, выстеленную железистыми и эпителиально-мускульными клетками энтодермы.

Бесполое размножение гидры

Бесполым способом гидры размножаются в благоприятное время года, когда у них достаточно пищи, чтобы активно расти. Осуществляется это размножение путем так называемого почкования. В нижней половине тела гидры сначала образуется небольшая выпуклость, потом она начинает расти. При достижении определенного размера на выпуклости образуются щупальца и прорывается рот. До образовании подошвы кишечные полости материнской и дочерней особей сообщаются между собой.

Когда дочерняя особь сформируется полностью, она наклоняется и прикрепляется к субстрату своими щупальцами. В это время материнская гидра наклоняется в другую сторону и также удерживает себя щупальцами за объект, на котором находится. Гидры тянут себя в разные стороны и отрываются друг от друга. После этого снова выпрямляются щупальцами вверх.

Такими образом, гидры при бесполом размножении не образуют колоний (как, например, коралловые полипы), а существуют в виде одиночных полипов.

Бесполое размножение

В благоприятных условиях гидра обычно размножается почкованием. Вначале происходит небольшое выпячивание на стенке тела, которое медленно превращается в маленький бугорок (почку). Постепенно он увеличивается в размерах, вытягиваясь, и на нем образуются щупальца, между которыми можно рассмотреть ротовое отверстие. Сначала молодая гидра соединяется с материнским телом при помощи тоненького стебелька.

Через некоторое время этот молодой отросток отделяется и начинает самостоятельную жизнь. Этот процесс очень напоминает то, как происходит у растений развитие побега из почки, поэтому бесполое размножение гидры и называется почкованием.

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.

Питание пресноводной Гидры

Стрекательные капсулы своими нитями опутывают добычу и парализуют ее. Обработанная таким образом добыча захватывается щупальцами и направляется в ротовое отверстие. Гидры могут «осилить» весьма крупную добычу, превосходящую их по величине, например даже мальков рыб. Растяжимость ротового отверстия и всего тела у них велика.

Они очень прожорливы — одна гидра может проглотить за короткий срок до полдюжины дафний. Проглоченная пища попадает в гастральную полость. Пищеварение у гидр, по-видимому, комбинированное — внутри- и внеклеточное. Пищевые частицы затягиваются клетками энтодермы при помощи псевдоподий внутрь и там перевариваются.

В результате пищеварения в клет ках энтодермы накапливаются питательные вещества, там же появляются зернышки продуктов выделения, выбрасываемые время от времени небольшими порциями в гастральную полость. Продукты выделения, а также не переваренные части пищи выбрасываются наружу через ротовое отверстие

Половое размножение

Когда наступают холода или условия становятся не совсем благоприятны для жизнедеятельности гидры (высыхание водоема или длительное голодание), в эктодерме происходит образование половых клеток. В наружном слое нижней части тела образуются яйца, а в особых бугорках (мужских гонадах), которые расположены ближе к ротовой полости, развиваются сперматозоиды. На каждом из них имеется длинный жгутик. С помощью него сперматозоид может перемещаться в воде, чтобы достигнуть яйца и оплодотворить его. Так как половое размножение гидры происходит осенью, образующийся зародыш покрывается защитной оболочкой и ложится на дно водоема на всю зиму, и только с наступлением весны начинает развиваться.

Выделяют 2 формы размножения гидры:

1. Бесполый. С наступлением лета на теле полипа образуется выпуклость. Постепенно вырастая, она приобретает щупальца и рот. Этот своеобразный отросток связывается с «родительницей» тоненькой нитью, которая со временем разрывается, после чего молодая особь начинает самостоятельное существование.
2. Половой. Яйцеклетки и сперматозоиды развиваются осенью. Встретившись, половые клетки создают оплодотворенное яйцо, из которого по весне появляется новая гидра.

После гибели полипа сперматозоиды покидают его тело.

Интересный факт: Примечательно, что даже клетки из механически отделенной пресноводной гидры могут восстановиться и в течение примерно недели вновь собраться в работающее животное. Как этот процесс происходит, ученые до сих пор не понимают полностью.

Социальная структура и размножение

Фото: Пресноводная гидра в воде

Пресноводная гидра подвергается двум взаимоисключающим способам размножения: при теплых температурах (18-22° C) они размножаются бесполым путем почкования. Размножение у пресноводных гидр обычно происходит бесполым способом, известным как «почкование». Подобный бутону рост на теле «родительской» пресноводной гидры в конечном итоге вырастает в новую особь, которая становится отделенной от родителя.

Когда условия суровые, или есть нехватка пищи, пресноводные гидры могут размножаться половым путем. Одна особь может производить мужские и женские половые клетки, которые попадают в воду, где происходит оплодотворение. Яйцо превращается в личинку, которая покрыта крошечными, похожими на волосы структурами, известными как реснички. Личинка может либо немедленно осесть и превратиться в гидру, либо оказаться в прочном внешнем слое, который позволяет ей выживать в суровых условиях.

Интересный факт: При благоприятных условиях (она очень неприхотлива) пресноводная гидра способна «генерировать» до 15 небольших гидр в месяц. Это означает, что каждые 2-3 дня она делает свою копию. Одна пресноводная гидра всего за 3 месяца способна произвести 4000 новых гидр (учитывая, что «дети» также приносят 15 гидр в месяц).

Осенью, с наступлением холодной погоды, все гидры погибают. Материнский организм разлагается, но яйцо остается живым и зимует. Весной оно начинает активно делиться, клетки располагаются в два слоя. С наступлением теплой погоды небольшая гидра прорывается в скорлупу яйца и начинает самостоятельную жизнь.

Естественные враги пресноводных гидр

Фото: Как выглядит пресноводная гидра

В естественно среде обитания пресноводные гидры имеют мало врагов. Один из их врагов – инфузория триходина, которая способна ее атаковать. Некоторые виды морских блох могут жить на ее теле. Свободноживущий плоский червь планария питается пресноводной гидрой. Тем не менее, не стоит использовать этих животных для борьбы с гидрой в аквариуме: например, триходины и планарии – те же противники для рыбы, что и для пресноводной гидры.

Еще один враг пресноводной гидры – большая прудовая улитка. Но ее также не стоит содержать в аквариуме, так как она переносит некоторые инфекции рыб и способна питаться деликатными аквариумными растениями.

Некоторые аквариумисты помещают голодных молодых гурами в аквариум с пресноводной гидрой. Другие борются с ней, используя знания ее поведения: они знают, что гидра предпочитает хорошо освещенные места. Они затеняют все стороны аквариума, кроме одной, и помещают стекло изнутри этой стены. В течении 2-3 дней там соберется почти вся пресноводная гидра. Стекло вынимается и очищается.

Эти маленькие животные очень восприимчивы к ионам меди в воде. Поэтому еще один способ, который используют для борьбы с ними – взять медный провод, снять изоляционную крышку и закрепить пучок над воздушным насосом. Когда все гидры умирают, провод удаляется.

Стрекательные капсулы своими нитями опутывают добычу и парализуют ее. Обработанная таким образом добыча захватывается щупальцами и направляется в ротовое отверстие. Гидры могут «осилить» весьма крупную добычу, превосходящую их по величине, например даже мальков рыб. Растяжимость ротового отверстия и всего тела у них велика.

Чем опасна гидра в аквариуме

Для рыбок, имеющих размеры более четырех сантиметров, гидры не представляют опасности. Они, скорее, служат своеобразным индикатором того, насколько правильно кормит рыб хозяин. Если еды дается слишком много, она распадается в воде на мельчайшие кусочки, тогда можно увидеть, как быстро начинают плодиться гидры в аквариуме. Чтобы лишить их этого пищевого ресурса, необходимо уменьшить количество корма.

В аквариуме, где обитают очень крошечные рыбки или мальки, появление и размножение гидры довольно опасно. Это может привести к различным бедам. В первую очередь исчезнут мальки, а оставшиеся рыбки будут постоянно испытывать химические ожоги, которые причиняют щупальца гидры. В аквариум этот организм может попасть с живым кормом, с принесенными из природного водоема растениями и т. д.

Для борьбы с гидрой следует выбирать такие методы, которые не смогут принести вреда обитающим в аквариуме рыбкам. Проще всего воспользоваться любовью гидр к яркому свету. Хотя остается загадкой, каким образом она его воспринимает при отсутствии органов зрения. Нужно затенить все стенки аквариума, кроме одной, к которой прислоняют с внутренней стороны такого же размера стекло. В течение дня гидры перебираются поближе к свету и размещаются на поверхности этого стекла. После чего остается только его аккуратно достать – и рыбкам уже ничего не угрожает.

Благодаря высокой способности к размножению в условиях аквариума гидры способны очень быстро расплодиться. Это следует учитывать и внимательно следить за их появлением, чтобы вовремя избежать неприятностей.

Продолжительность жизни

Но если гидра обладает столь впечатляющими способностями к регенерации, означает ли, что она бессмертна?

В конце XIX века действительно была выдвинута версия о бессмертии этого полипа. Эту теорию пытались опровергнуть или доказать все последующее столетия. Наконец, в 1997 г. ученый по фамилии Мартинез опытным путем доказал отсутствие смертности в 3 группах испытуемых гидр. Эксперимент длился почти 4 года, а результаты его напрямую связывали такую особенность полипов с их возможностями к регенерации.

Еще один исследователь по фамилии Джеймс Воупал склонился к подтверждению результатов исследования Мартинеза, проведя ряд собственных опытов. Так, за много лет кропотливой работы им был проведен эксперимент с более чем 2000 гидр. Полипы жили в поистине королевских условиях: каждый имел свой участок для обитания, их регулярно кормили и трижды в неделю меняли воду в аквариуме. Ученый отметил, что почти за 8 лет наблюдений уровень смертности гидр был приблизительно постоянным, т. е. 1 случай на 165 особей в год. При этом возраст существ не играл никакой роли (в лаборатории обитали и 40-летние экземпляры).

Разумеется, не следует сбрасывать со счетов также естественные условия обитания полипов: окружающий мир с его болезнями, хищниками и прочими опасностями. Таким образом, говорить о вечной молодости и бессмертии полипов не приходится.

Тем не менее, гидра была и остается самым интересным объектом для исследования механизма старения и его отсутствия. Крохотная гидра — предмет пристального наблюдения и жарких споров ученых на протяжении нескольких столетий. Действительно ли это существо открыло для себя секрет вечной молодости? Вполне вероятно, ведь способность этих полипов к самовосстановлению поистине поражает. Возможно, в самом недалеком будущем загадка гидры будет раскрыта, и люди научатся применять механизм замедления старения на человечестве.