Гидра

Гидры — это род животных, относящихся к Кишечнополостным. Их строение и жизнедеятельность часто рассматривают на примере типичного представителя — гидры пресноводной (гидры обыкновенной).

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.). Хотя гидры похожи на стебельки растений, это животные.

Внешнее строение гидры

Обычно размер гидры менее 1 см без учета длины щупалец. Жизненная форма ‒ одиночный полип, то есть колоний не образует, так как при бесполом размножении дочерние особи полностью отделяются от материнской. Также гидра не образует медуз.

Гидра имеет 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, после чего отправляет их в рот. Когда к гидре прикасается мелкое животное, то гидра его парализует и щупальцами отправляет в рот. Тело гидры способно сильно растягиваться, это помогает ей поглощать животных больше ее самой.

Гидра способна менять свою форму тела в определенных пределах. Она может изгибаться, наклоняться, укорачиваться и удлиняться, вытягивать щупальца.

Гидра может передвигаться кувырками. Она наклоняется и опирается на поверхность щупальцами. После этого она поднимает вверх подошву. Затем уже подошва опускается, после чего поднимаются щупальца. Однако есть и другой способ — опустив щупальца на субстрат, ползти, подтягивая подошву к щупальцам, после чего отодвигая щупальца от подошвы.

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.

Внутреннее строение гидры

Как все кишечнополостные по внутреннему строению тела гидра представляет собой двухслойный мешок, образующий замкнутую (есть только ротовое отверстие) кишечную полость.

Наружный слой клеток называется эктодермой, а внутренний — энтодермой. Между ними находится небольшой слой мезоглеи — неклеточного студенистого вещества, в котором могут находиться различные типы клеток или отростки клеток. Мезоглея в основном выполняет опорную функцию. В состав эктодермы и энтодермы входят несколько разновидностей клеток.

Эктодерма гидры

Эктодерму гидры составляют несколько видов клеток.

Кожно-мускульные клетки (эпителиально-мускульные, покровно-мускульные) наиболее многочисленные. Они создают покровы животного, а также отвечают за изменение формы тела (удлинение или уменьшение, изгибание). Их отростки содержат мышечные волоконца (находятся ближе к мезоглее), 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.

Покровно-мускульные клетки плотно прилегают друг к другу, они служат для защиты, сжатия и растяжения тела, передвижения, сгибание и разгибание щупалец.

Среди клеток эктодермы у гидры есть нервные клетки. У этих клеток есть тело и множество отростков, которыми они соединяются между собой, образуя нервную систему гидры. Такая нервная система называется диффузной. Сигналы от одной клетки передаются по сети другим. Часть отростков нервных клеток контактирует с кожно-мускульными и некоторыми другими клетками, заставляя их, когда надо, сокращаться. 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 несколько разновидностей стрекательных клеток. Больше всего их на щупальцах, где они располагаются группами (батареями). В стрекательной клетке есть капсула со свернутой нитью. 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 стрекательных клеток гидра не только ловит свою добычу, но и защищается от нападающих на нее животных. У одних стрекательных клеток нити пробивают покров членистоногого, у других ‒ впрыскивают внутрь яд, у третьих ‒ прилипают к жертве.

Срабатывание множества стрекательных клеток убивает мелких животных. После срабатывания стрекательная клетка заменяется на новую, которая образуется из промежуточных клеток.

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 древнегреческой мифологии, у которого отрастали новые головы взамен отрубленным.

В теле гидры осенью образуются половые клетки. В бугорках на ее теле развиваются либо сперматозоиды, либо яйцеклетки.

Энтодерма гидры

В состав энтодермы входят пищеварительно-мускульные и железистые клетки.

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.

Полученные после переваривания питательные вещества используются не только самой клеткой, но и переправляются в другие типы клеток по специальным канальцам. Непереваренные остатки выделяются в полость и удаляются через рот гидры.

Энтодерма выделяет в кишечную полость секрет — пищеварительный сок. Благодаря ему захваченное гидрой животное распадается на мелкие частички. У кишечнополостных сочетается полостное и внутриклеточное пищеварение.

Гидры дышат всей поверхностью тела растворенным в воде кислородом.

Размножение гидры

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

Бесполое размножение гидры

Бесполым способом гидры размножаются в благоприятное время года (в основном летом), когда у них достаточно пищи, чтобы активно расти. Осуществляется это размножение путем так называемого почкования. В нижней половине тела гидры сначала образуется выпячивание стенки, которое 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.

Половое размножение гидры

С наступлением осени, когда погода становится прохладной и пищи недостаточно, гидра приступает к половому размножению. После этого гидры гибнут, т. е. в природе гидра в лучшем случае живет с весны до осени (если считать стадию яйца, то с осени до осени, т. е. один год). В искусственных условиях (например в лаборатории) гидры могут жить очень долго (если не бесконечно), так как обладают высокой способностью к регенерации.

Половые клетки гидры образуются в эктодерме из промежуточных клеток. При этом на ее теле образуются бугорки. В одних созревают сперматозоиды (в одном бугорке их много), а в других — яйцеклетки (возможно по одной в бугорке). Не может быть, чтобы в одном бугорке были и яйцеклетки и сперматозоиды; но может быть, чтобы на теле одной и той же гидры были бугорки разного типа: одни со сперматозоидами, другие — с яйцеклетками. Такие виды гидр являются гермафродитами. Другие виды раздельнополы, то есть на одной особи развиваются либо яйцеклетки, либо сперматозоиды.

У сперматозоидов есть жгутик, с помощью которого они могут плыть. Бугорки на теле гидры разрываются и сперматозоиды плывут к яйцеклеткам. При слиянии одного сперматозоида и одной яйцеклетки образуется зигота. На ее поверхности образуется плотная оболочка и получается яйцо гидры, способное пережить зиму. Еще осенью зигота многократно делится, в результате в яйце образуется зародыш. Но развитие продолжается только весной. У зародыша гидры формируются два слоя (эктодерма и энтодерма). Весной, когда становится достаточно тепло, уже окончательно сформированные маленькие гидры прорывают оболочки своих яиц и выходят наружу.

Таким образом, половое размножение гидр можно также считать способом пережить неблагоприятный период года в форме яйца, имеющего защитную оболочку.