Гидры не стареют. Пресноводная гидра - строение, питание, размножение, регенерация Передвигается гидра

По своему строению гидра очень просто устроенное пресноводное животное, что совсем не мешает ей, попав в аквариум, демонстрировать высокий темп размножения. Гидры могут причинить вред маленьким аквариумным рыбкам и малькам.

Сразу читать о том, как бороться с гидрой в аквариуме >>>

Вообще-то гидра - это просто "бродячий желудок", снабженный щупальцами, но этот желудок много чего умеет делать, даже размножаться двумя способами: бесполым и половым путем. Гидра действительно настоящее чудовище. Длиннющие, вооруженные особыми стрекательными капсулами щупальца. Рот, который растягивается так, что может поглотить жертву, намного превосходящую саму гидру по размерам. Гидра ненасытна. Она питается постоянно. Поедает несметное количество добычи, вес которой превосходит её собственный. Гидра всеядна. В пищу ей годятся и дафния с циклопом, и говядина.

Фото 1. Гидра под микроскопом. Щупальца кажутся узловатыми из-за многочисленных стрекательных капсул. Эти капсулы у гидры аж трех различных типов и по своему строению весьма похожи на полярные капсулы , что свидетельствует о некотором родстве этих совсем не похожих друг на друга организмов.

Рисунок из В.А. Догель ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

В борьбе за еду гидра безжалостна. Если две гидры вдруг схватят одну и ту же добычу, то ни одна не уступит. Гидра никогда не выпускает то, что попало в её щупальца. Более крупное чудище начнет вместе с жертвой подтаскивать к себе конкурента. Сначала оно проглотит саму добычу, а потом и более мелкую гидру. В сверхвместительную утробу (она может растянуться в несколько раз!) попадут и жертва, и менее удачливый второй хищник. Но гидра несъедаема! Пройдет немного времени и более крупный монстр просто выплюнет назад своего более мелкого собрата. Причем все, что этот последний успел съесть сам, будет полностью отнято победителем. Проигравший снова увидит свет Божий, будучи выжатым до самой последней капли чего-либо съедобного. Но пройдет совсем немного времени и жалкий комочек слизи опять расправит щупальца и снова станет опасным хищником.

По сути дела пресноводный полип, именуемый гидрой - просто бродячий желудок, вооруженный аппаратом для захвата пищи. Он представляет собой продолговатый мешок, который прикрепляется дном (подошвой) к какому-нибудь подводному предмету. На противоположной стороне расположены щупальца, венцом окружающие ротовое отверстие. Это единственное видимое отверстие в теле гидры: через него она и заглатывает пищу, и выбрасывает вон непереваренные остатки. Рот ведет во внутреннюю полость, которая является "органом" пищеварения. Животных такого строения ранее относили к типу кишечнополостных. В настоящее время валидное название этого типа - стрекающие (Cnidaria) - это очень древние и примитивные по своей организации организмы. Если разрезать гидру поперек на две части, то утроба гидры в буквальном смысле станет бездонной. Рот с щупальцами будет неутомимо продолжать ловить добычу и глотать её. Насыщения не наступит, ведь все, что проглочено просто вывалится с другой стороны. Но полип не погибнет. В конце концов, из каждой части рассеченной надвое гидры вырастет вполне полноценный монстр. Да что там надвое, гидру можно разделить на сто частей, из каждой вырастет новая тварь. Гидр рассекали вдоль множественными разрезами. В итоге получался пучок гидр, сидящих на одной подошве.

Теперь вам должно быть понятно с какими проблемами пришлось столкнуться Гераклу в борьбе с Лернейской Гидрой. Сколько он ни рубил у нее головы, каждый раз на их месте отрастали новые и новые. Как всегда в любом мифе есть доля правды. Но гидра не мифическое, а вполне реальное существо. Это обычный обитатель наших водоемов. В аквариум она может попасть вместе с живым кормом, с замороженными кустарным способом природными кормами (мороженым мотылем) и опрометчиво принесенными домой водными растениями из природы. И если вдруг в вашем аквариуме заведется этот по-своему уникальный зверь, то делать-то что?

Фото 3. Гидры могут размножаться половым и бесполым путем. Последний представляет собой почкование. Вот этот процесс почкования как раз тут и показан: видно как на большой гидре (материнском организме) формируется маленькая (дочерний организм).

Во-первых, можно и ничего не делать. Для рыб крупнее 4 сантиметров гидра не опасна. Это только мифическая была большой, а те, что из настоящей жизни - маленькие (самые большие вырастают сантиметров до двух, если считать их длину вместе с расправленными щупальцами). В аквариуме гидры питаются остатками корма и могут служить хорошим индикатором, правильно ли хозяин кормит своих рыб или нет? Если корма задается чрезмерное количество или он распадается в воде на очень мелкие и многочисленные кусочки, которые рыбы уже не собирают, то гидр расплодится до чрезвычайности много. Они тесными рядами рассядутся на всех освещенных поверхностях. Есть у них такая слабость - свет любят. Увидев изобилие гидр, хозяин аквариума должен прийти к определенным выводам: то ли марку корма сменить, то ли кормить меньше, то ли рыбок-санитаров завести. Тут главное лишить гидр обильного пищевого ресурса, тогда они постепенно сами сойдут на нет.

В аквариуме, где живут небольшие рыбки, а тем более подрастают совсем еще крошечные мальки, гидрам не место. В таком домашнем водоеме они способны принести много бед. Если не будете с ними бороться, то мальков вскоре не останется совсем, а мелкие рыбки будут страдать от химических ожогов, которые гидры им будут причинять своими стрекательными клетками, расположенными в щупальцах. Внутри каждой такой стрекательной клетки лежит крупная овальная капсула с торчащим наружу чувствительным волоском, а в самой капсуле - скрученная в спираль нить, представляющая собой тонкую трубочку, по которой в тело пойманной жертвы подается парализующий яд. Если какой-нибудь водный организм, например дафния или даже небольшая рыбка, случайно коснется щупальца, то в действие придут целые батареи стрекательных клеток. Выброшенные из капсул стрекательные нити парализуют и фиксируют жертву. Подобно множеству микроскопических гарпунов (клетки пенетранты), клейких липучек (клетки глютинанты) и опутывающих нитей (клетки вольвенты) они надежно прикрепят её к щупальцам. Плавно изгибаясь, щупальца подтянут беспомощную добычу к "безразмерной" глотке. Вот почему, столь примитивно устроенное создание, простой комочек слизи, всего лишь мешок для переваривания пищи с щупальцами, является столь грозным хищником.

Выбор средств борьбы с гидрой зависит от того, в каком аквариуме она поселилась. Если в выростном, то тут нельзя использовать ни химических, ни биологических средств борьбы - есть риск нежных еще малёчков загубить. Но можно использовать любовь гидр к свету. Весь аквариум затеняют, а освещенным оставляют только одно из боковых стекол. К этому стеклу изнутри аквариума прислоняют еще одно стекло, такой величины, чтобы оно в аквариум поместилось и закрыло собой большую часть поверхности боковой стенки. К концу дня все гидры переберутся к свету и рассядутся на этом стекле. Остается только аккуратно вынуть его и все! Ваши мальки спасены! Как гидры окажутся на освещенной стенке? Ног у них нет, но они могут "ходить". Для этого гидра изгибается в нужном направлении все сильнее и сильнее, пока щупальцами не коснется субстрата, на котором сидит. Затем, в буквальном смысле встает на "голову" (на щупальца то есть, головы-то в нашем понимании у нее вообще нет!) и уже противоположный конец своего тела, который теперь оказался сверху (тот, где у нее расположена подошва), начинает изгибать в сторону света. Вот так, кувыркаясь, и движется гидра к освещенному месту. Но это существо передвигается таким образом только, если торопится куда-нибудь. Обычно же оно просто очень медленно скользит по слизи, которую выделяют клетки подошвы. А вот как и чем гидра воспринимает свет, чтобы знать куда передвигаться - это вопрос без ответа, ведь специализированного органа зрения у неё нет.

Когда гидра спешит, она передвигается с помощью "кульбитов"

Как еще можно победить гидру? Химическим оружием! Очень не любит она присутствия в воде солей тяжелых металлов, особенно меди. Так что обычные медьсодержащие средства для лечения рыб из зоомагазина тут вполне помогут. К примеру, можно использовать Сера оодинопур (Sera oodinopur). Кроме того, эффективными должны быть и препараты для борьбы с улитками, в состав которых также, как правило, входит медь - Сера снейлпур (Sera snailpur) . Следовательно, если в вашем аквариуме поселились гидры, то это не только плохая, но и хорошая новость: вода, которой вы пользуетесь, свободна от солей тяжелых металлов.
При отсутствии указанных выше и им подобных покупных средств, можно в борьбе с гидрой пользоваться самодельным раствором раствором медного купороса. Подойдет методика, описанная в статье про .

Фото 4. На коряге благоденствуют гидры. В этом аквариуме живут красные попугаи. Они неохотно подбирают мелкие частички корма со дна. Вот почему на коряге скопилось много ила, в котором кипит жизнь, а гидры находят обильную пищу.

Есть еще и биологическое оружие для борьбы с гидрой. Если у вас аквариум с разными мирными рыбками средней величины, то заведите еще парочку . Свое название эти рыбы получили из-за особого строения своих сильно развитых губ, которые как нельзя лучше приспособлены для чистки стекол и камней в аквариуме от всяческих обрастаний и остатков несъеденного корма. Движения губ этих забавных рыбок очень напоминают поцелуй, особенно тогда, когда они, конфликтуя друг с другом, толкаются широко разинутыми ртами, отсюда и их название. Эти рыбки быстро "зацелуют" всех имеющихся в аквариуме гидр - дочиста!
Целующиеся гурами со временем вырастают до заметных размеров - сантиметров до пятнадцати, поэтому, если ваш аквариум небольшой, то для борьбы с гидрой следует использовать других лабиринтовых рыбок: петушков , макроподов, мраморных гурами . Они не растут такими большими.

Фото 5. Вслед за красными попугаями в аквариум с гидрами были поселены мраморные гурами. Всего за одни сутки они "вылизали" корягу дочиста! От гидр не осталось и следа, да и залежи ила с коряги исчезли.

Как видно, от пресноводной гидры в отличие от мифической, можно легко избавиться. Второй подвиг Геракла для этого совершать не потребуется. Но прежде чем истребить гидр, понаблюдайте за ними. Ведь это и вправду интереснейшие существа. Одна их способность изменять форму своего тела, немыслимо растягиваться и сокращаться чего стоит.

В середине 18 века, когда развлечения с микроскопом стали модой в избранном обществе, изданные естествоиспытателем Абраамом Трамбле "Мемуары к истории одного рода пресноводных полипов с руками в форме рогов" - это он гидру так описал - стали настоящим бестселлером.
Гидры представляют собой дошедший до наших времен осколок очень древней жизни. Несмотря на всю свою удивительную примитивность, эти существа живут на белом свете уже не менее шестисот миллионов лет!

В наших водоемах можно встретить несколько видов гидр, которые в настоящее время зоологи относят к трем различным родам. Длинностебельчатая гидра (Pelmatohydra oligactis) - крупная, с пучком очень длинных нитевидных щупалец, в 2-5 раз превышающих длину её тела. Обыкновенная, или бурая гидра (Hydra vulgaris) - щупальца приблизительно вдвое длиннее тела, а само тело, как и у предыдущего вида сужается ближе к подошве. Тонкая, или серая гидра (Hydra attennata) - на "тощий желудок" тело этой гидры имеет вид тонкой трубочки равномерной толщины, а щупальца только слегка длиннее тела. Зеленая гидра (Chlorohydra viridissima) с короткими, но многочисленными щупальцами, травянистого зеленого цвета. Эта зеленая окраска возникает из-за присутствия в теле гидры зеленых одноклеточных водорослей - зоохлорелл, которые снабжают гидру кислородом, а сами находят для себя в теле гидры очень комфортную среду, богатую солями азота и фосфора.
Читайте дополнительные материалы о гидре и смотрите фотографии с гидрой на стеклах аквариума на .

При написании этой статьи использованы материалы из следующих книг:
1. А.А. Яхонтов. "Зоология для учителя", т. 1, Москва, "Просвещение", 1968 г.
2. Я.И. Старобогатов. "Раки, моллюски", Лениздат, 1988 г.
3. Н.Ф. Золотницкий. "Аквариум любителя", Москва, "ТЕРРА", 1993 г.
4. В.А. Догель "Зоология беспозвоночных", Москва, "Советская наука", 1959 г.

Владимир Ковалев

Обновлено 21 04 2016

• 28987 просмотров

Гидра биология описаниевнутреннее строение фото образ жизни питание размножение зашита от врагов

Латинское название Hydrida

Для характеристики строения гидроидного полипа можно воспользоваться в качестве примера пресноводными гидрами, сохраняющими весьма примитивные черты организации.

Внешнее и внутреннее строение

Гидры имеют удлиненное, мешковидное тело, способное довольно сильно вытягиваться и сжиматься почти в шаровидныи комочек. На одном конце помещается рот; этот конец называется ротовым или оральным полюсом. Рот расположен на небольшом возвышении - ротовом конусе, окруженном щупальцами, способными очень сильно вытягиваться и укорачиваться. В вытянутом состоянии щупальца в несколько раз превышают длину тела гидры. Количество щупалец различно: их может быть от 5 до 8, а у некоторых гидр и больше. У гидры различают центральный желудочный, несколько более расширенный отдел, переходящий в суженный стебелек, оканчивающийся подошвой. При помощи подошвы гидра прикрепляется к стеблям и листьям водных растений. Подошва расположена на конце тела, который называется аборальным полюсом (противоположным ротовому, или оральному).

Стенка тела гидры состоит из двух слоев клеток - эктодермы и энтодермы, разделенных тонкой базальной перепонкой, и ограничивает единственную полость - гастральную, открывающуюся наружу ротовым отверстием.

У гидр и других гидроидных эктодерма соприкасается с энтодермой по самому краю ротового отверстия. У пресноводных гидр гастральная полость продолжается и в полые внутри щупальца, а их стенки также образованы эктодермой и энтодермой.

Эктодерма и энтодерма гидры состоят из большого числа клеток различных типов. Главную массу клеток как эктодермы, так и энтодермы составляют эпителиально-мускульные клетки. Их наружная цилиндрическая часть похожа на обычные эпителиальные клетки, а основание, прилегающее к базальной перепонке, вытянуто веретенообразно и представляет собой два сократимых мускульных отростка. В эктодерме сократимые мускульные отростки этих клеток вытянуты в направлении продольной оси тела гидры. Их сокращения обусловливают укорочение тела и щупалец. В энтодерме мускульные отростки вытянуты в кольцевом направлении, поперек оси тела. Их сокращение оказывает противоположное действие: тело гидры и ее щупальца сужаются и одновременно удлиняются. Таким образом, мускульные волокна эпителиально-мускульных клеток эктодермы и энтодермы, противоположные по своему действию, составляют всю мускулатуру гидры.

Среди эпителиально-мускульных клеток расположены или поодиночке, или, чаще, группами различные стрекательные клетки. У одного и того же вида гидр, как правило, имеется несколько типов стрекательных клеток, выполняющих различные функции.

Наиболее интересны стрекательные клетки, обладающие крапивными свойствами, называемые пенетрантами. Эти клетки выбрасывают при раздражении длинную нить, которая вонзается в тело добычи. Стрекательные клетки обычно грушевидной формы. Внутри клетки помещается стрекательная капсула, прикрытая сверху крышечкой. Стенка капсулы продолжается внутрь, образуя шейку, которая переходит далее в полую нить, свернутую в спираль и замкнутую на конце. У места перехода шейки в нить внутри расположены три шипика, сложенные вместе и образующие стилет. Кроме того, шейка и стрекательная нить усажены изнутри мелкими шипиками. На поверхности стрекательной клетки расположен особый чувствительный волосок - книдоциль, при малейшем раздражении которого происходит выбрасывание стрекательной нити. Сначала открывается крышечка, вывертывается шейка, и стилет вонзается в покров жертвы, причем шипы, составляющие стилет, раздвигаются и расширяют отверстие. Сквозь это отверстие вывертывающаяся нить вонзается в тело. Внутри стрекательной капсулы содержатся вещества, обладающие крапивными свойствами и парализующие или убивающие добычу. Раз выстрелившая стрекательная нить не может быть вновь использована гидроидом. Такие клетки обычно погибают и заменяются новыми.

Другого рода стрекательные клетки гидр - вольвенты. Они не обладают крапивными свойствами, и выбрасываемые ими нити служат для удержания добычи. Они обвиваются вокруг волосков и щетинок ракообразных и т. п. Третья группа стрекательных клеток - это глютинанты. Они выбрасывают клейкие нити. Эти клетки имеют значение как при удержании добычи, так и при передвижении гидры. Стрекательные клетки обычно, особенно на щупальцах, расположены группами- «батареями».

В эктодерме находятся маленькие недифференцированные клетки, так называемые интерстициальные, за счет которых развиваются многие типы клеток, главным образом стрекательные и половые. Интерстициальные клетки расположены часто группами у основания эпителиально-мускульных клеток.

Восприятие раздражений у гидры связано с наличием в эктодерме чувствительных клеток, служащих рецепторами. Это узкие, высокие клеточки, имеющие на внешней стороне волосок. Глубже, в эктодерме, ближе к основанию кожно-мускульных клеток, расположены нервные клетки, снабженные отростками, при помощи которых они контактируют друг с другом, а также с рецепторными клетками и сократимыми волокнами кожно-мускульных клеток. Нервные клетки расположены в глубине эктодермы разбросанно, образуя своими отростками сплетение в виде сеточки, причем это сплетение гуще на околоротовом конусе, у основания щупалец и на подошве.

В эктодерме расположены также железистые клетки, выделяющие клейкие вещества. Они концентрируются на подошве и на щупальцах, помогая гидре временно прикрепляться к субстрату.

Таким образом, в эктодерме гидры имеются клетки следующих типов: эпителиально-мускульные, стрекательные, интерстициальные, нервные, чувствительные, железистые.

Энтодерма обладает меньшей дифференцировкой клеточных элементов. Если основные функции эктодермы защитная и двигательная, то основная функция энтодермы пищеварительная. В соответствии с этим большая часть клеток энтодермы состоит из эпителиально-мускульных клеток. Эти клетки снабжены 2-5 жгутиками (чаще двумя), а также способны образовывать на поверхности псевдоподии, захватывать ими, а за-тем переваривать частицы пищи. Кроме этих клеток, в энтодерме имеются особые железистые клетки, выделяющие пищеварительные ферменты. В энтодерме имеются также нервные и чувствительные клетки, но в значительно меньшем количестве, чем в эктодерме.

Таким образом, в энтодерме также представлено несколько типов клеток: эпителиально-мускульные, железистые, нервные, чувствительные.

Гидры не все время остаются прикрепленными к субстрату, они могут передвигаться с одного места на другое весьма своеобразно. Чаще всего гидры передвигаются «шагая», подобно гусеницам бабочек-пядениц: гидра наклоняется оральным полюсом к предмету, на котором сидит, прилипает к нему щупальцами, затем подошва отрывается от субстрата, подтягивается к оральному концу и снова прикрепляется. Иногда гидра, прикрепившись к субстрату щупальцами, поднимает стебелек с подошвой вверх и сразу заносит его на противоположную сторону, как бы «кувыркаясь».

Гидра Питание

Гидры - хищники, питаются они подчас довольно крупной добычей: рачками, личинками насекомых, червями и т. п. При помощи стрекательных клеток они захватывают, парализуют и убивают добычу. Затем жертва щупальцами подтягивается к сильно растяжимому ротовому отверстию и продвигается в гастральную полость. При этом желудочный отдел тела сильно раздувается.

Переваривание пищи у гидры, в отличие от губок, лишь частично происходит внутриклеточно. Это связано с переходом к хищничеству и захватыванием довольно крупной добычи. В гастральную полость выделяется секрет железистых клеток энтодермы, под влиянием которого пища размягчается и превращается в кашицу. Затем мелкие частицы пищи захватываются пищеварительными клетками энтодермы, и процесс пищеварения завершается внутриклеточно. Так у гидроидных впервые возникает внутриклеточное или полостное пищеварение,котороепроисходит одновременно с более примитивным внутриклеточным.

Защита от врагов

Крапивные клетки гидры не только поражают добычу, но и защищают гидру от врагов, причиняя ожоги нападающим на нее хищникам. И все же есть такие животные, которые питаются гидрами. Таковы, например, некоторые ресничные черви и особенно Microstomum lineare, некоторые брюхоногие моллюски (прудовики), личинки комара Corethra и др.

Способность к регенерации у гидры очень велика. Опыты, проведенные Трамбле еще в 1740 г., показали, что кусочки тела гидры, разрезанной на несколько десятков частей, регенерируют в целую гидру. Впрочем, высокая регенерационная способность свойственна не только гидрам, но и многим другим кишечнополостным.

Размножение

Гидры размножаются двумя способами - бесполым и половым.

Бесполое размножение гидр происходит путем почкования. В природных условиях почкование гидр происходит в течение всего летнего периода. В лабораторных условиях почкование гидр наблюдается при достаточно интенсивном питании и температуре 16-20° С. На теле гидры образуются небольшие вздутия - почки, представляющие собой выпячивание наружу эктодермы и энтодермы. В них за счет размножающихся клеток происходит дальнейший рост эктодермы и энтодермы. Почка увеличивается в размерах, ее полость сообщается с гастральной полостью материнской особи. На свободном, внешнем конце почки, наконец, образуются щупальца и ротовое отверстие.

Вскоре оформившаяся молодая гидра отделяется от материнской особи.

Половое размножение гидр в природе наблюдается обычно осенью, а в лабораторных условиях его можно наблюдать при недостаточном питании и понижении температуры ниже 15-16° С. Одни гидры раздельнополы (Реlmatohydra oligactis), другие гермафродиты (Chlorohydra viridissima).

Половые железы - гонады - возникают у гидр в виде бугорков в эктодерме. У гермафродитных форм мужские и женские гонады образуются в различных местах. Семенники развиваются ближе к оральному полюсу, а яичники - ближе к аборальному. В семенниках образуется большое количество подвижных сперматозоидов. В женской гонаде созревает только одно яйцо. У гермафродитных форм созревание сперматозоидов по времени предшествует созреванию яиц, чем обеспечивается перекрестное оплодотворение и исключается возможность самооплодотворения. Яйца оплодотворяются в теле материнской особи. Оплодотворенное яйцо одевается оболочкой и в таком состоянии зимует. Гидры после развития половых продуктов, как правило, погибают, а весной из яиц выходит новое поколение гидр.

Таким образом, у пресноводных гидр в природных условиях происходит сезонная смена форм размножения: в течение всего лета гидры интенсивно почкуются, а осенью (для средней полосы России - во второй половине августа), с понижением температуры в водоемах и уменьшением количества корма, они перестают размножаться почкованием и переходят к половому размножению. Зимой гидры погибают, и перезимовывают только оплодотворенные яйца, из которых весной выходят молодые гидры.

К отряду гидр относится также пресноводный полип Polipodium hydriforme. Ранние стадии развития этого полипа проходят в икринках стерлядей и наносят им большой вред. В наших водоемах встречается несколько видов гидр: стебельчатая гидра (Pelmatohydra oligactis), обыкновенная гидра (Hydra vulgaris), зеленая гидра (Chlorohydra viridissima) и некоторые другие.

Движение . Гидра может перемещаться с места на место. Передвижение это происходит по-разному: или гидра, дугообразно изгибаясь, присасывается щупальцами и отчасти железистыми клетками, окружающими рот, к субстрату и затем подтягивает подошву, или гидра как бы «кувыркается», прикрепляясь попеременно то подошвой, то щупальцами.

Питание . 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 псев доподий 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

I — особь с мужскими гонадами; II —особь с женскими гонадами

Размножение . Размножаются гидры бесполым и половым путем. Пр; бесполом размножении на гидрах образуются почки, постепенна отрывающиеся от материнского организма. Почкование гидр при благоприятных условиях питания может проходить очень интенсивно; наблюдения показывают, что за 12 дней число гидр может увеличиться в 8 раз. В течение летнего периода гидры размножаются обычно почкованием, но с наступлением осени начинается половое размножение, причем гидры могу быть и гермафродитные и раздельнополые (стебельчатая гидра).

Половые продукты образуются в эктодерме из интерстициальных клеток. В этих местах эктодерма вздувается в виде бугорков, в которых образуются или многочисленные сперматозоиды, или одна амебовидная яйцеклетка. После оплодотворения, происходящего на теле гидры, яйце клетка покрывается оболочкой. Такое покрытое оболочкой яйцо перезимовывает, и весной из него выходит молодая гидра. Личиночная стадия гидр отсутствует.

Еще интересные статьи

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.

Эктодерма

эпителиально-мускульная клетка

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.

Энтодерма

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.

Строение желистой клетки

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

Отсутствует.

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 .

Половые клетки

С приближением холодов осенью в эктодерме гидры из промежуточных клеток образуются половые клетки.

Различают два вида половых клеток: яйцевые, или женские половые клетки, и сперматозоиды, или мужские половые клетки.

Яйца находятся ближе к основанию гидры, сперматозоиды развиваются в бугорках, расположенных ближе к ротовому отверстию.

Яйцевая клетка гидры похожа на амёбу. Она снабжена ложноножками и быстро растет, поглощая соседние промежуточные клетки.

Строение яйцевой клетки гидры

Строение сперматозоида гидры

Сперматозоиды по внешнему виду напоминают жгутиковых простейших. Они покидают тело гидры и плавают с помощью длинного жгутика.

Оплодотворение. Размножение

Сперматозоид подплывает к гидре с яйцевой клеткой и проникает внутрь нее, причем ядра обеих половых клеток сливаются. После этого ложноножки втягиваются, клетка округляется, на ее поверхности выделяется толстая оболочка — образуется яйцо. Когда гидра погибает и разрушается, яйцо остается живым и падает на дно. С наступлением тёплой погоды живая клетка, находящаяся внутри защитной оболочки, начинает делиться, образующиеся клеточки располагаются в два слоя. Из них развивается маленькая гидра, которая выходит наружу через разрыв оболочки яйца. Таким образом, многоклеточное животное гидра в начале своей жизни состоит всего из одной клетки — яйца. Это говорит о том, что предки гидры были одноклеточными животными.

Бесполое размножение гидры

При благоприятных условиях гидра размножается бесполым путём. На теле животного (обычно в нижней трети туловища) образуется почка, она растет, затем формируются щупальца и прорывается рот. Молодая гидра отпочковывается от материнского организма (при этом материнский и дочерний полипы прикрепляются щупальцами к субстрату и тянут в разные стороны) и ведет самостоятельный образ жизни. Осенью гидра переходит к половому размножению. На теле, в эктодерме закладываются гонады - половые железы, а в них из промежуточных клеток развиваются половые клетки. При образовании гонад гидр формируется медузоидный узелок. Это позволяет предполагать, что гонады гидры - сильно упрощенные споросаки, последний этап в ряду преобразования утраченного медузоидного поколения в орган. Большинство видов гидр раздельнополы, реже встречается гермафродитизм. Яйцеклетки гидр быстро растут, фагоцитируя окружающие клетки. Зрелые яйцеклетки достигают диаметра 0,5-1 мм. Оплодотворение происходит в теле гидры: через специальное отверстие в гонаде сперматозоид проникает к яйцеклетке и сливается с ней. Зигота претерпевает полное равномерное дробление, в результате которого образуется целобластула. Затем в результате смешанной деламинации (сочетание иммиграции и деламинации) осуществляется гаструляция. Вокруг зародыша формируется плотная защитная оболочка (эмбриотека) с выростами-шипиками. На стадии гаструлы зародыши впадают в анабиоз. Взрослые гидры погибают, а зародыши опускаются на дно и зимуют. Весной продолжается развитие, в паренхиме энтодермы путем расхождения клеток образуется кишечная полость, затем формируются зачатки щупалец, и из-под оболочки выходит молодая гидра. Таким образом, в отличие от большинства морских гидроидных, у гидры отсутствуют свободноплавающие личинки, развитие у неё прямое.

Регенерация

Гидра обладает очень высокой способностью к регенерации. При разрезании поперек на несколько частей каждая часть восстанавливает «голову» и «ногу», сохраняя исходную полярность - рот и щупальца развиваются на той стороне, которая была ближе к оральному концу тела, а стебелек и подошва - на аборальной стороне фрагмента. Целый организм может восстанавливаться из отдельных небольших кусочков тела (менее 1/100 объёма), из кусочков щупалец, а также из взвеси клеток. При этом сам процесс регенерации не сопровождается усилением клеточных делений и представляет собой типичный пример морфаллаксиса.

Передвижение

В спокойном состоянии щупальца вытягиваются на несколько сантиметров. Животное медленно водит ими из стороны в сторону, подстерегая добычу. При необходимости гидра может медленно передвигаться.

«Шагающий» способ передвижения

«Шагающий» способ передвижения гидры

Изогнув своё тело (1) и прикрепившись щупальцами к поверхности предмета (субстрата), гидра подтягивает к переднему концу тела подошву (2). Затем шагающее движение гидры повторяется (3,4).

«Кувыркающий» способ передвижения

«Кувыркающий» способ передвижения гидры

В другом случае она словно через голову кувыркается, поочерёдно прикрепляясь к предметам то щупальцами, то подошвой (1-5).

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.