Hidrasejtek. Hidra (nemzetség) - A test sejtösszetétele Miért felelős a Hidrában található mirigysejt?

A cikkben az olvasók megtudhatják, mi az a hidra. Megismerkedhet a felfedezés történetével, ennek az állatnak és élőhelyének jellemzőivel is.

Az állat felfedezésének története

Mindenekelőtt tudományos definíciót kell adni. Az édesvízi hidra a hidroid osztályba tartozó, ülő (életmódban) koelenterátumok nemzetsége. Ennek a nemzetségnek a képviselői viszonylag lassú áramlású folyókban vagy pangó víztestekben élnek. A talajhoz (alul) vagy a növényekhez kapcsolódnak. Ez egy ülő, egyetlen polip.

Az első információt arról, hogy mi a hidra, a holland tudós, a mikroszkóp tervezője, Antonie van Leeuwenhoek adta. Ő volt a tudományos mikroszkópia megalapítója is.

Részletesebb leírást, valamint a hidra táplálkozási, mozgási, szaporodási és regenerációs folyamatait Abraham Tremblay svájci tudós tárta fel. Eredményeit a „Memoirs on the history of a genus édesvízi polipok” című könyvben írta le.

Ezek a felfedezések, amelyek a beszélgetés tárgyává váltak, nagy hírnevet hoztak a tudósnak. Jelenleg úgy gondolják, hogy a kísérleti zoológia kialakulásához a nemzetség regenerációjának tanulmányozásával kapcsolatos kísérletek szolgáltak lendületül.

Később Carl Linnaeus tudományos nevet adott a nemzetségnek, amely az ókori görög mítoszokból származik a lernaeai hidráról. A tudós talán egy mitikus lénnyel társította a nemzetség nevét annak regeneráló képessége miatt: amikor egy hidra fejét levágták, egy másik nőtt a helyére.

Testfelépítés

A „Mi a Hydra?” témakört bővítve a nemzetség külső leírását is meg kell adni.

A test hossza egy millimétertől két centiméterig terjed, és néha egy kicsit több is. A hidra teste hengeres, előtte csápokkal körülvett száj (számuk elérheti a tizenkettőt). Hátul van egy talp, aminek segítségével az állat mozogni tud, kapcsolódni tud valamihez. Szűk pórus van rajta, amelyen keresztül folyadék- és gázbuborékok szabadulnak fel a bélüregből. Az egyed ezzel a buborékkal együtt leválik a támaszról és felfelé úszik. Ebben az esetben a fej a vízoszlopban van. Ily módon az egyed szétszóródik a tározóban.

A hidra szerkezete egyszerű. Más szóval, a test egy táska, amelynek falai két rétegből állnak.

Életfolyamatok

A légzés és a kiválasztás folyamatairól szólva elmondható: mindkét folyamat a test teljes felületén zajlik. A kiválasztásban fontos szerepet játszanak a sejtes vakuolák, amelyek fő funkciója az ozmoreguláció. Lényege abban rejlik, hogy a vakuolák eltávolítják az egyirányú diffúziós folyamatok következtében a sejtekbe bekerülő maradék vizet.

A hálószerkezetű idegrendszer jelenlétének köszönhetően az édesvízi hidra a legegyszerűbb reflexeket hajtja végre: az állat reagál a hőmérsékletre, a mechanikai stimulációra, a világításra, a vegyi anyagok jelenlétére a vízi környezetben és egyéb környezeti tényezőkre.

A Hydra étrendje kis gerinctelen állatokból áll - küklopsz, daphnia, oligochaeták. Az állat csápok segítségével fogja be a zsákmányt, és a csípősejt mérge gyorsan hat rá. Ezután a csápok a szájba viszik a táplálékot, ami a testösszehúzódásoknak köszönhetően mintegy a zsákmányra kerül. A hidra a száján keresztül dobja ki a maradék táplálékot.

A hidra kedvező körülmények között ivartalanul szaporodik. A coelenterátum testén rügy képződik, és egy ideig nő. Később csápjai fejlődnek ki, és a szája is kitörik. A fiatal egyed elválik az anyától, csápokkal tapad az aljzathoz, és önálló életmódot kezd.

A hidra ivaros szaporodása ősszel kezdődik. Testén gonádok képződnek, és csírasejtek képződnek bennük. A legtöbb egyed kétlaki, de előfordul hermafroditizmus is. A tojás megtermékenyítése az anya testében történik. A kialakult embriók kifejlődnek, télen az imágó elpusztul, az embriók pedig a tározó alján telelnek át. Ebben az időszakban felfüggesztett animációba esnek. Így a hidrák fejlődése közvetlen.

Hidra idegrendszer

Mint fentebb említettük, a hidra hálós szerkezetű. A test egyik rétegében az idegsejtek alkotják a diffúz idegrendszert. A másik rétegben nem sok idegsejt található. Összesen körülbelül ötezer neuron található az állat testében. Az egyednek idegfonatai vannak a csápokon, a talpon és a száj közelében. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a hidrának van egy periorális ideggyűrűje, amely nagyon hasonlít a hydromedusa ideggyűrűjéhez.

Az állatnak nincs meghatározott idegsejtjei külön csoportokra osztva. Az egyik sejt irritációt észlel, és jelet továbbít az izmoknak. Idegrendszerében kémiai és elektromos szinapszisok (két neuron érintkezési pontja) vannak.

Opszin fehérjéket is találtak ebben a primitív állatban. Van egy olyan feltételezés, hogy az emberi és a hidraopzinok közös eredetûek.

Növekedés és regenerációs képesség

A hidrasejtek folyamatosan megújulnak. A test középső részén osztódnak, majd a talphoz és a csápokhoz költöznek. Itt halnak meg és lehámlik. Ha az osztódó sejtek feleslegben vannak, akkor a test alsó részében lévő vesékbe költöznek.

A hidra képes regenerálódni. Még azután is, hogy a testet több részre vágják, mindegyik visszaáll eredeti formájába. A test orális végéhez közelebb eső oldalon a csápokat és a szájat, a másik oldalon pedig a talpat. Az egyén képes kilábalni az apró darabokból.

A testrészek információt tárolnak a test tengelyének mozgásáról az aktin citoszkeleton szerkezetében. Ennek a szerkezetnek a megváltozása zavarokhoz vezet a regenerációs folyamatban: több tengely alakulhat ki.

Élettartam

Ha arról beszélünk, hogy mi a hidra, fontos beszélni az egyének életciklusának időtartamáról.

A tizenkilencedik században azt feltételezték, hogy a hidra halhatatlan. A következő évszázad folyamán egyes tudósok megpróbálták bizonyítani, mások pedig cáfolni. Csak 1997-ben Daniel Martinez végül bebizonyította egy négy évig tartó kísérlettel. Van olyan vélemény is, hogy a hidra halhatatlansága magas regenerációval jár. Az pedig, hogy a középső zóna folyóiban télen felnőttek halnak meg, nagy valószínűséggel az élelemhiány vagy a kedvezőtlen tényezőknek való kitettség következménye.

COELENTERATA TÍPUS

Hidroid osztály (Hidrozoa)

Hidra édesvíz (Hydra fusca)

A hidroidok képviselője az édesvízi hidra. A hidra tavakban, tavakban, folyókban él, és hengeres alakja van. Az egyik végén egy száj van, amelyet 5-12 vékony hosszúság vesz körül csápok, egy másik - egyetlen. A talp segítségével a hidrát tárgyakhoz rögzítik. A hidra teste 1-1,5 cm hosszú.

A hidra jellemző radiális szimmetria(94. ábra).

A hidra testének falai két rétegből állnak: a külső - ektodermaés belső - endoderma. Közöttük van egy szerkezet nélküli tömeg - mesoglea.

A hidra testén belül van gyomorüreg.

A szájnyílás az étkezésre és az emésztetlen maradványok eltávolítására szolgál (95. ábra).

Rizs. 94.Édesvízi hidra hosszmetszete.

Az ektoderma sejtek differenciálódnak hám, hám-izmos, intersticiális (köztes), csípős, ideges.

Az epiteliális izomsejtek testtel és két összehúzódási folyamattal rendelkeznek. Ezek a folyamatok a test mentén helyezkednek el. Amikor összehúzódnak, a test megvastagodik és megrövidül.

A hám-izomsejtek között kis intersticiális sejtek találhatók. Ezeknek köszönhetően szaporító- és szúrósejtek képződnek. A szúrósejtek ovális, sűrű falú csípőkapszulát tartalmaznak. A kapszula folyadékkal van megtöltve; A kapszula belsejében spirálszál található, a sejt felszínén vékony tapintható szőr található. Amikor ez a haj irritált, a csípős kapszula egy rugalmas szálat dob ​​ki. A szúrósejtek a hidrát szolgálják támadásra és védekezésre (96. ábra).

Rizs. 95. Hydra Hydra fusca.

A- a hidra általános képe; B- hosszanti vágás: 1 - száj; 2 - gyomor üreg; 3 - szár; 4 - talp; 5 - petesejt; 6 - spermiumok: 7 - ektoderma; 8 - endoderma; BAN BEN- keresztmetszet; G - idegsejtek; D - ektodermális hám-izomsejt: 1 - mag; E - a hidra testfalának hosszanti metszete: 1 - ektoderma sejt; 2 - endoderma sejt; 3 - mesoglea; 4 - idegsejt; 5 - hám izomsejt; 6 - intersticiális sejt; 7 - alapmembrán; 8 - szúró sejt; 9 - mirigysejt.

Rizs. 96.Szúró sejt. 1 - szúró kapszula; 2 - tapintható haj; 3 - szúró szál tüskékkel; 4 - tüskék; 5 - mag.

Rizs. 97.Az idegsejtek elhelyezkedése a hidra testében (Hesse szerint).

Rizs. 98.Hidra ingerlékenység.

Az ektoderma csillag alakú idegsejteket tartalmaz. Folyamatokkal kapcsolódnak egymáshoz, diffúz idegrendszert alkotva (95. (d), 97., 98. ábra).

Endodermkibéleli a teljes gyomorüreget (99. ábra).

Rizs. 99.A hidratest endoderma sejtjének (belső rétegének) felépítése.

Sejtek endodermaáltal különböztetett meg hám-izmos, emésztő, mirigyes, ideges.

Az endodermális hám-izomsejtek izomfolyamatai a test hossztengelyéhez képest keresztirányban helyezkednek el. Amikor összehúzódnak, a hidra teste beszűkül és elvékonyodik.

Az endodermális sejtek gyomorüreg felé irányuló epiteliális része 1-3 flagellát hordoz, és képes pszeudopodia képzésére, amely képes megragadni az apró táplálékrészecskéket. Ez az intracelluláris emésztés.

Az endoderma mirigysejtjei emésztőnedvet választanak ki közvetlenül a gyomorüregbe, ahol az emésztés is megtörténik. A Hydra egyesíti az intracelluláris és az üreges emésztést. A hidra daphniával és küklopszokkal táplálkozik. A hidra a test teljes felületén lélegzik.

Hidra fajták aszexuálisÉs szexuálisan(100. ábra).

Nál nél aszexuális szaporodás a hidra testén képződnek vese Fokozatosan növekszik a méretük, hidra alakot vesznek fel, és elválnak az anya testétől (101. ábra).

Rizs. 100.Hydra fusca kis nagyítással.

A- hidra hím ivarmirigyekkel; B- hidra női ivarmirigyekkel; BAN BEN-

bimbózó hidra (Polyansky szerint).

Rizs. 101.Hidra bimbózó.

Amikor a hőmérséklet csökken, a hidra szexuálisan szaporodik.

Hidra - hermafrodita. A csírasejtek az ektoderma intersticiális sejtjeiből képződnek. Azokon a helyeken, ahol a csírasejtek képződnek, gumók jelennek meg.

Rizs. 102.Hidra ivaros szaporodás.

A peték közelebb helyezkednek el az alaphoz, a spermiumok pedig közelebb a hidra szájához. Keresztmegtermékenyítés.Ősszel a petesejt az anya testében megtermékenyül, sűrű héjjal körülvéve, majd a hidra elpusztul. A peték tavaszig nyugalmi állapotban maradnak, amikor is új hidrák fejlődnek ki belőlük (102. ábra).

A Hydra képes regeneráció.

Kérdések az önkontrollhoz

1. Milyen élőlények többsejtűek?

2. Ki a hidroid osztály képviselője?

3. Hol él a hidra?

4. Milyen a hidra szerkezete?

5. Hány sejtrétegből áll a hidratest?

6. Hogyan differenciálódnak az ektoderma sejtek?

7. Milyen felépítésűek a csípős sejtek, és milyen funkciókat látnak el?

8. Hogyan differenciálódnak az endoderma sejtek?

9. Hogyan működik a hidraemésztés? 10.Hogyan szaporodik a hidra?

11.Hogyan történik az ivartalan szaporodás a hidrában? 12. Hogyan történik az ivaros szaporodás a Hydrában?

A „Subkingdom Multicellular. Coelenterates típus

gumók tavasz

intracelluláris emésztés

teljesítmény

gyomorüreg

hermafrodita

hidra

hidroid daphnia

differenciálódás diffúz idegrendszeri flagella

mirigysejtek állatok folyadékvédelem

csillag alakú

coelenterál

sejteket

intersticiális sejtek

idegsejtek

szúró sejtek

hám izomsejtek

hámsejtek

anyai szervezet

mesoglea

többsejtű

támadás

emésztetlen maradványok

oktatás

tó

megtermékenyítés

szervezet

szervek

ősz

bázis

tapintható hajkapcsolat

emésztőnedvek

élelmiszer-részecskék

felület

egyetlen

alkirályság

tétel

reprezentatív

étkezés

folyamat

tavacska

pszeudopodia munka

radiális szimmetria

irritáció

méretek

aszexuális szaporodás

szexuális szaporodás

regeneráció

eredmény

folyók

nemzetség

szájnyílás

rendszer

rétegek

kontraktilis folyamatok nyugalmi állapot spirál filamentum testfal szúró kapszula testszövet típusa

rugalmas menet funkció

funkcionális egység

Küklopsz

csápok

endoderma

Ebbe az osztályba elsősorban a tengerekben és részben édesvízi testekben élők tartoznak. Az egyének lehetnek polipok vagy medúza formájúak. A 7. osztályos biológia iskolai tankönyvben a hidroid osztály két rendjének képviselőit veszik figyelembe: a polip hidra (Hydra rend) és a keresztes medúza (Trachymedusa rend). A vizsgálat központi tárgya a hidra, további tárgya a kereszt.

Hidras

A hidrákat a természetben számos faj képviseli. Édesvízi testeinkben a tavifű, fehér liliom, tavirózsa, békalencse stb. leveleinek alsó oldalán élnek.

Édesvízi hidra

Szexuálisan a hidrák lehetnek kétlakiak (például barna és vékony) vagy hermafroditák (például közönséges és zöldek). Ettől függően a herék és a peték vagy ugyanazon az egyeden (hermafroditák), vagy különböző (hím és nőstények) fejlődnek ki. A csápok száma a különböző fajokban 6 és 12 vagy több között változik. A zöld hidrának különösen sok csápja van.

Oktatási célból elegendő megismertetni a tanulókkal az összes hidrára jellemző szerkezeti és viselkedési jellemzőket, figyelmen kívül hagyva a speciális faji jellemzőket. Ha azonban zöld hidrát talál a többi hidra között, érdemes elidőzni ennek a fajnak a zoochorellákkal való szimbiotikus kapcsolatán, és felidézni egy hasonló szimbiózist. Ebben az esetben az állati és növényi világ kapcsolatainak egyik olyan formájával van dolgunk, amely a természetben az anyagok körforgását támogatja. Ez a jelenség széles körben elterjedt az állatok körében, és szinte minden típusú gerinctelennél előfordul. El kell magyarázni a hallgatóknak, hogy mi a kölcsönös előnyök itt. Egyrészt a szimbionta algák (zoochorella és zooxanthellae) menedéket találnak gazdáik szervezetében, és asszimilálják a szintézishez szükséges szén-dioxid- és foszforvegyületeket; másrészt a gazdaállatok (jelen esetben a hidrák) oxigént kapnak az algáktól, megszabadulnak a felesleges anyagoktól, és az algák egy részét is megemésztik, további táplálékot kapva.

Nyáron és télen is dolgozhat a hidrákkal, meredek falú akváriumokban, teáspoharakban vagy levágott nyakú palackokban tarthatja (a falak görbületének eltávolítása érdekében). Az edény alját jól megmosott homokréteg boríthatja, és célszerű 2-3 elodea ágat leereszteni a vízbe, amelyre a hidrákat rögzítik. Ne helyezzen más állatokat (kivéve a daphniákat, küklopszokat és egyéb élelmiszereket) a hidrákkal együtt. Ha a hidrákat tisztán, helyben és megfelelő táplálkozással tartják, körülbelül egy évig élhetnek, így hosszú távú megfigyeléseket és kísérletsorozatokat végezhetnek rajtuk.

A hidrák tanulmányozása

A hidrák nagyítóval történő vizsgálatához Petri-csészébe vagy óraüvegre helyezzük, mikroszkópos vizsgálatkor tárgylemezre helyezzük, a fedőlemez alá üveg hajcső darabokat helyezve, hogy a tárgy ne törjön össze. Amikor a hidrák az edény üvegéhez vagy a növények ágaihoz tapadnak, meg kell vizsgálni a megjelenésüket, meg kell jegyezni a testrészeket: a száj csápsorral végződik, a test, a szár (ha van) és a talp. Megszámolhatja a csápok számát, és feljegyezheti a relatív hosszukat, amely a hidra telítettségének függvényében változik. Ha éhesek, nagyon kinyújtóznak élelmet keresve, és elvékonyodnak. Ha üvegrúd vagy vékony drót végével megérinti a hidra testét, védekező reakciót figyelhet meg. Az enyhe irritációra válaszul a hidra csak az egyes megzavart csápokat távolítja el, fenntartva a test többi részének normális megjelenését. Ez helyi reakció. De erős irritáció esetén minden csáp lerövidül, és a test összehúzódik, hordó alakú formát öltve. A hidra ebben az állapotban meglehetősen hosszú ideig marad (megkérheti a tanulókat, hogy időzítsék a reakció időtartamát).

Annak bizonyítására, hogy a hidra külső ingerekre adott reakciói nem sztereotip jellegűek és egyénre szabhatók, elegendő az ér falát kopogtatni, és enyhe megrázkódtatást okozni benne. A hidrák viselkedésének megfigyelése megmutatja, hogy némelyikük tipikus védekező reakciót mutat (a test és a csápok lerövidülnek), mások csak kis mértékben rövidítik meg a csápokat, míg mások ugyanabban az állapotban maradnak. Következésképpen az irritáció küszöbe a különböző egyéneknél eltérőnek bizonyult. A hidra függővé válhat egy bizonyos irritációtól, amelyre nem reagál. Például, ha gyakran megismétel egy tű injekciót, amely a hidra testének összehúzódását okozza, akkor ennek az ingernek az ismételt használata után az nem reagál rá.

A hidrák rövid távú kapcsolatot alakíthatnak ki a csápok kinyújtásának iránya és az akadály között, amely korlátozza ezeket a mozgásokat. Ha a hidrát úgy rögzítjük az akvárium széléhez, hogy a csápok csak egy irányba húzhatók ki, és ilyen körülmények között tartsuk egy ideig, majd lehetőséget adunk a szabad cselekvésre, akkor a korlátozás megszüntetése után nyújtsa ki a csápokat főleg abba az irányba, amely a kísérletben szabad volt. Ez a viselkedés az akadályok eltávolítása után körülbelül egy óráig fennáll. 3-4 óra elteltével azonban ennek a kapcsolatnak a megsemmisülése figyelhető meg, és a hidra ismét minden irányban egyenletesen keresi a csápjaival. Ebből következően ebben az esetben nem feltételes reflexről van szó, hanem csak annak hasonlóságáról.

A hidrák nemcsak mechanikai, hanem kémiai ingereket is jól megkülönböztetnek. Elutasítják az ehetetlen anyagokat, és megragadják azokat az élelmiszer-tárgyakat, amelyek kémiailag hatnak a csápok érzékeny sejtjeire. Ha például egy hidrának kínálsz egy kis darab szűrőpapírt, az elutasítja, mint ehetetlen, de amint a papírt húslével áztatják vagy nyállal megnedvesítik, a hidra lenyeli és elkezdi megemészteni ( kemotaxis!).

Hidra táplálkozás

Általában úgy tartják, hogy a hidrák kis daphniákkal és küklopszokkal táplálkoznak. Valójában a hidrák tápláléka meglehetősen változatos. Lenyelhetik a fonálférgeket, a coretra lárvákat és néhány más rovart, kis csigákat, gőtelárvákat és fiatal halakat. Ezenkívül fokozatosan felszívják az algákat, sőt az iszapot is.

Tekintettel arra, hogy a hidrák még mindig jobban kedvelik a daphniát, és nagyon vonakodnak a küklopsz evésétől, kísérletet kell végezni a hidrák és a rákfélék közötti kapcsolat meghatározására. Ha egyenlő számú daphniát és küklopszot teszel egy pohárba hidrákkal, majd egy idő után megszámolod, hány maradt, kiderül, hogy a daphnia nagy részét megeszik, és sok küklopsz túléli. Mivel a hidrák könnyebben eszik a daphniát, amelyet télen nehéz beszerezni, ezt a táplálékot valami elérhetőbb és könnyebben beszerezhető táplálékkal kezdték helyettesíteni, nevezetesen vérférgekkel. A vérférgeket az ősszel befogott iszappal együtt egész télen akváriumban lehet tartani. A vérférgesség mellett a hidrákat húsdarabokkal és darabokra vágott gilisztákkal etetik. Azonban minden mással szemben jobban szeretik a gilisztát, és rosszabbul eszik a gilisztát, mint a húsdarabokat.

Meg kell szervezni a hidrák etetését különféle anyagokkal, és megismertetni a tanulókkal ezen coelenterátusok táplálkozási viselkedését. Amint a hidra csápjai hozzáérnek a zsákmányhoz, elkapják a táplálékdarabot, és egyidejűleg kilövik a szúró sejteket. Ezután a szájnyíláshoz viszik az érintett áldozatot, a száj kinyílik és beszívják az ételt. Ezt követően a hidra teste megduzzad (ha a lenyelt zsákmány nagy volt), és a benne lévő áldozat fokozatosan megemésztődik. A lenyelt étel méretétől és minőségétől függően 30 perctől több óráig tart a lebontás és az asszimiláció. Az emésztetlen részecskék ezután a szájon keresztül távoznak.

A hidrasejtek funkciói

A csalánsejtekkel kapcsolatban figyelembe kell venni, hogy ez csak egy a csípős sejtek közül, amelyek mérgező anyagot tartalmaznak. Általánosságban elmondható, hogy a hidra csápjain háromféle szúró sejtcsoport található, amelyek biológiai jelentősége eltérő. Először is, egyes szúrósejtjei nem védekezésre vagy támadásra szolgálnak, hanem a kötődés és a mozgás további szervei. Ezek az úgynevezett glutánsok. Speciális ragasztószálakat dobnak ki, amelyekkel a hidrák az aljzathoz tapadnak, amikor csápok segítségével (sétálva vagy megfordulva) egyik helyről a másikra mozognak. Másodszor, vannak szúró sejtek - volventok, amelyek egy szálat lőnek ki, amely az áldozat teste köré tekered, és a csápok közelében tartja. Végül maguk a csalánsejtek – a penetránsok – kiszabadítanak egy szálat, amely egy szondával van felfegyverkezve, amely átszúrja a zsákmányt. A csípősejt kapszulájában található méreg a fonalcsatornán keresztül behatol az áldozat (vagy ellenség) sebébe, és megbénítja annak mozgását. Számos penetráns együttes hatására az érintett állat elpusztul. A legfrissebb adatok szerint a Hidrában a csalánsejtek egy része csak az állatok szervezetéből a vízbe kerülő anyagokra reagál, védekező fegyverként funkcionál. Így a hidrák képesek különbséget tenni az élelmiszerek és az ellenségek között a körülöttük élő szervezetek között; támadják az előbbit, és védekeznek az utóbbi ellen. Következésképpen neuromotoros reakciói szelektíven hatnak.

A hidrák akváriumi életének hosszú távú megfigyeléseinek megszervezésével a tanárnak lehetősége nyílik megismertetni a tanulókkal ezeknek az érdekes állatoknak a különféle mozgásait. Először is feltűnőek az úgynevezett spontán mozgások (minden ok nélkül), amikor a hidra teste lassan inog, és a csápok helyzetüket változtatják. Egy éhes hidrában kutató mozdulatokat figyelhetünk meg, amikor teste vékony csővé nyúlik, és a csápok nagymértékben megnyúlnak, és olyan pókhálószálakká válnak, amelyek egyik oldalról a másikra vándorolnak, körkörös mozdulatokat végezve. Ha plankton élőlények vannak a vízben, ez végső soron az egyik csáp érintkezéséhez vezet a prédával, majd gyors és energikus akciók sorozata történik, amelyek célja az áldozat megfogása, megtartása és megölése, szájhoz húzása stb. Ha a hidrát megfosztják az élelemtől, sikertelen zsákmánykeresés után elválik az aljzattól, és más helyre költözik.

A hidra külső felépítése

Felmerül a kérdés: hogyan kapcsolódik a hidra és hogyan válik le arról a felületről, amelyen volt? A tanulóknak el kell mondani, hogy a hidra talpán az ektodermában vannak mirigysejtek, amelyek ragacsos anyagot választanak ki. Ezenkívül van egy lyuk a talpban - az aborális pórus, amely a rögzítőberendezés része. Ez egyfajta tapadókorong, amely egy ragasztóanyaggal működik együtt, és szorosan nyomja a talpat az aljzathoz. Ugyanakkor az idő is elősegíti a leválást, amikor a víz nyomása egy gázbuborékot présel ki a testüregből. A hidrák leválása az aborális póruson keresztül gázbuborék felszabadulásával, majd a felszínre való lebegéssel nemcsak elégtelen táplálkozás, hanem a népsűrűség növekedése esetén is előfordulhat. A levált hidrák, miután egy ideig a vízoszlopban úsztak, új helyre ereszkednek le.

Egyes kutatók a lebegtetést népességszabályozási mechanizmusnak tekintik, amely a népességszám optimális szintre emelésének eszköze. Ezt a tényt a tanár felhasználhatja az általános biológia tanfolyam idősebb diákjaival való munka során.

Érdekes megjegyezni, hogy egyes hidrák a vízoszlopba belépve néha felületi feszültségű fóliát használnak a rögzítéshez, és ezáltal átmenetileg a neuston részévé válnak, ahol táplálékot találnak maguknak. Egyes esetekben lábukat kiemelik a vízből, majd talpukkal a fólián lógnak, máskor pedig tátott szájjal, a víz felszínén szétterített csápokkal tapadnak a fóliára. Természetesen az ilyen viselkedést csak hosszú távú megfigyelésekkel lehet észrevenni. Ha a hidrákat másik helyre mozgatja anélkül, hogy elhagyná az aljzatot, három mozgási mód figyelhető meg:

1. csúszótalp;
2. séta a test húzásával csápok segítségével (mint a lepkehernyók);
3. átfordul a fején.

A hidrák fénykedvelő organizmusok, amint azt megfigyelhetjük, ha megfigyeljük mozgásukat az edény megvilágított oldalára. A speciális fényérzékeny szervek hiánya ellenére a hidrák meg tudják különböztetni a fény irányát és arra törekedni. Ez a pozitív fototaxis, amelyet az evolúció során fejlesztettek ki, mint hasznos tulajdonságot, amely segít felismerni az élelmiszer-tárgyak koncentrálódási helyét. A hidra által táplálkozó plankton rákfélék általában nagy koncentrációban találhatók meg a tározók jól megvilágított és napmeleg vízzel rendelkező területein. Azonban nem minden fényintenzitás vált ki pozitív reakciót a hidrában. Kísérletileg beállíthatja az optimális világítást, és megbizonyosodhat arról, hogy a gyenge fénynek nincs hatása, a nagyon erős fénynek pedig negatív reakciója van. A hidrák testük színétől függően a napspektrum különböző sugarait részesítik előnyben. Ami a hőmérsékletet illeti, könnyen látható, hogy a hidra hogyan nyújtja ki csápjait a felmelegített víz felé. A pozitív termotaxist ugyanaz az ok magyarázza, mint a fent említett pozitív fototaxist.

Hidraregeneráció

A hidrák nagyfokú regenerációval rendelkeznek. Egy időben Peebles megállapította, hogy a hidra testének legkisebb része, amely képes az egész szervezet helyreállítására, 1/200. Nyilvánvalóan ez az a minimum, amelynél még fennáll annak lehetősége, hogy a hidra élő testét teljes terjedelmében megszervezzék. Nem nehéz bevezetni a tanulókat a regeneráció jelenségeibe. Ehhez több kísérletet kell végezni egy darabokra vágott hidrával, és meg kell szervezni a helyreállítási folyamatok lefolyásának megfigyelését. Ha a hidrát egy csúszdára helyezi, és megvárja, amíg kinyújtja a csápjait, ebben a pillanatban célszerű 1-2 csápot levágni. Vágni vékony boncolóval vagy úgynevezett lándzsával lehet. Ezután a csápok amputációja után a hidrát tiszta kristályosítóba kell helyezni, üveggel letakarva és védeni kell a közvetlen napfénytől. Ha a hidrát keresztben két részre vágják, akkor az elülső rész viszonylag gyorsan helyreállítja a hátsó részt, amely ebben az esetben a szokásosnál valamivel rövidebbnek bizonyul. A hátsó rész lassan növeszti az elülső végét, de még mindig csápokat, szájnyílást képez és teljes értékű hidrává válik. A hidra szervezetében egész életében regenerációs folyamatok zajlanak, mivel a szöveti sejtek elhasználódnak, és folyamatosan köztes (tartalék) sejtek váltják fel őket.

Hidra szaporodás

A hidrák bimbózással és szexuálisan szaporodnak (ezeket a folyamatokat az iskolai tankönyv írja le - biológia 7. osztály). Egyes hidrafajok tojásstádiumban telelnek át, ami ebben az esetben egy amőba, euglena vagy csillós cisztához hasonlítható, mivel jól bírja a téli hideget és tavaszig életképes marad. A bimbózási folyamat tanulmányozásához egy vesével nem rendelkező hidrát külön edénybe kell helyezni, és fokozott táplálékkal kell ellátni. Kérje meg a tanulókat, hogy jegyzeteket és megfigyeléseket készítsenek, rögzítve az átültetés időpontját, az első és az azt követő rügyek megjelenésének idejét, a fejlődési szakaszok leírását és vázlatát; vegyük észre és jegyezzük fel a fiatal hidra az anya testétől való elválásának idejét. Amellett, hogy megismertetik a tanulókkal a bimbózás útján történő ivartalan (vegetatív) szaporodás mintáit, vizuális képet kell kapniuk a hidrák reproduktív apparátusáról. Ehhez nyár második felében vagy ősszel több hidrapéldányt kell eltávolítani a tározóból, és meg kell mutatni a tanulóknak a herék és a tojások helyét. Kényelmesebb a hermafrodita fajokkal foglalkozni, amelyeknél a peték közelebb fejlődnek a talphoz, a herék pedig közelebb a csápokhoz.

Kereszt Medúza

Ez a kis hidroid medúza a Trachymedusae rendjébe tartozik. Ebből a rendből a nagy formák a tengerekben, a kicsik pedig az édesvizekben élnek. De még a tengeri trachymedúzák között is vannak kis méretű medúzák - gonionema vagy kereszthal. Esernyőjük átmérője 1,5-4 cm között változik. Kuril-szigetek. A diákoknak tudniuk kell róluk, mivel ezek a medúzák a Távol-Kelet partjainál úszók csapásai.

A medúza a „kereszt” elnevezést a barna gyomorból kilépő, sötétsárga sugárirányú csatornák kereszteződéséből kapta, amely jól látható az átlátszó zöldes harangon (esernyőn) keresztül. Akár 80 mozgatható csáp, szúrószálak csoportjai övekbe rendezve lógnak az esernyő szélén. Minden csápnak van egy szívója, amellyel a medúza a zosterhez és más víz alatti növényekhez tapad, amelyek part menti bozótokat alkotnak.

Reprodukció

A keresztfű ivarosan szaporodik. A négy radiális csatorna mentén elhelyezkedő ivarmirigyekben szaporodási termékek fejlődnek ki. A megtermékenyített petékből kis polipok képződnek, amelyekből új medúzák születnek, amelyek ragadozó életmódot folytatnak: megtámadják a halivadékokat és a kis rákféléket, megfertőzve őket erősen mérgező szúrósejtek mérgével.

Veszély az emberekre

A tengervizet sótalanító heves esőzések során a medúzák elpusztulnak, száraz években azonban elszaporodnak, és veszélyt jelentenek az úszókra. Ha valaki testével megérinti a keresztet, az utóbbi tapadókoronggal tapad a bőrhöz, és számos fonalféreg szálat szúr bele. A sebekbe behatoló méreg égési sérülést okoz, amelynek következményei rendkívül kellemetlenek, sőt egészségre is veszélyesek. Néhány percen belül a bőr kipirosodik és felhólyagosodik. Egy személy gyengeséget, szívdobogásérzést, derékfájást, végtagzsibbadást, légzési nehézségeket, néha száraz köhögést, bélrendszeri rendellenességeket és egyéb betegségeket tapasztal. Az áldozatnak sürgős orvosi ellátásra van szüksége, amely után 3-5 napon belül megtörténik a gyógyulás.

A keresztek tömeges megjelenésének időszakában az úszás nem ajánlott. Ilyenkor megelőző intézkedéseket szerveznek: a víz alatti bozótokat lekaszálják, a fürdőhelyeket finomszemű hálókkal kerítik be, sőt a fürdőzés teljes tilalmát is bevezetik.

Az édesvízi trachymedúzák közül említést érdemel a kisméretű (legfeljebb 2 cm átmérőjű) craspedacusta medúza, amely egyes területeken, így a moszkvai régióban is megtalálható tározókban, folyókban és tavakban. Az édesvízi medúza létezése azt jelzi, hogy a tanulók tévednek, amikor a medúzát kizárólag tengeri állatnak gondolják.

A közönséges hidra édesvízi víztestekben él, teste egyik oldalán vízi növényekhez és víz alatti tárgyakhoz kötődik, mozgásszegény életmódot folytat, kis ízeltlábúakkal (daphnia, küklopsz stb.) táplálkozik. A hidra a coelenterátumok tipikus képviselője, és szerkezetük jellegzetes vonásai vannak.

A hidra külső felépítése

A hidra testmérete körülbelül 1 cm, nem számítva a csápok hosszát. A test hengeres alakú. Az egyik oldalon van csápokkal körülvett szájnyílás. A másik oldalon - egyetlen, tárgyakhoz rögzítik az állatot.

A csápok száma változhat (4-től 12-ig).

A hidrának egyetlen életformája van polip(azaz nem alkot kolóniákat, mivel az ivartalan szaporodás során a leányegyedek teljesen elkülönülnek az anyától; a hidra sem képez medúzát). Megtörténik az ivartalan szaporodás bimbózó. Ugyanakkor egy új kis hidra nő a hidra testének alsó felében.

A Hydra bizonyos határokon belül képes megváltoztatni a test alakját. Képes meghajlítani, hajlítani, rövidíteni és meghosszabbítani, valamint kinyújtani a csápjait.

Mint minden coelenterát, a test belső felépítését tekintve a hidra egy kétrétegű tasak, amely zárt szerkezetet alkot (csak egy szájnyílás van) bélüreg. A sejtek külső rétegét ún ektoderma, belső - endoderma. Közöttük kocsonyás anyag van mesoglea, főleg támogató funkciót lát el. Az ektoderma és az endoderma többféle sejtet tartalmaz.

Leginkább az ektodermában hám izomsejtek. E sejtek tövében (közelebb a mesogleához) izomrostok találhatók, melyek összehúzódása és ellazulása biztosítja a hidra mozgását.

A Hydrának több fajtája is van szúró sejtek. Legtöbbjük a csápokon található, ahol csoportokban (elemekben) helyezkednek el. A csípősejt egy feltekert szálú kapszulát tartalmaz. A sejt felszínén egy érzékeny szőr „néz ki”. Amikor a hidra áldozatai elúsznak és megérintik a szőrszálakat, egy szúrós cérna lövell ki a ketrecből. Egyes szúrósejtekben a szálak átszúrják az ízeltlábú fedelét, másokban mérget fecskendeznek be, másokban az áldozathoz tapadnak.

Az ektoderma sejtek közül a Hydra rendelkezik idegsejtek. Minden sejtnek számos folyamata van. Segítségükkel összekapcsolódva az idegsejtek alkotják a hidra idegrendszert. Az ilyen idegrendszert diffúznak nevezik. Az egyik cellából érkező jelek a hálózaton keresztül továbbítódnak mások felé. Az idegsejtek egyes folyamatai érintkeznek a hám izomsejtekkel, és szükség esetén összehúzódást okoznak.

A hidráknak van köztes sejtek. Belőlük más típusú sejtek képződnek, kivéve a hám-izmos és az emésztő-izmos sejteket. Mindezek a sejtek magas szintű regenerációs képességet biztosítanak a hidrának, vagyis helyreállítják az elveszett testrészeket.

A hidra testében ősszel keletkeznek csírasejtek. A hímivarsejtek vagy a petesejtek a testén lévő gumókban fejlődnek ki.

Az endoderma emésztőizomzatból és mirigysejtekből áll.

U emésztőizomsejt a mesoglea felőli oldalon egy izomrost található, mint a hám izomsejtek. A másik oldalon, a bélüreg felé néző sejtben flagellák (mint az euglena) találhatók, és pszeudopodákat képeznek (mint az amőba). Az emésztősejt flagellákkal szedi fel a táplálékrészecskéket, és állábúakkal fogja meg őket. Ezt követően a sejt belsejében emésztési vakuólum képződik. Az emésztés után nyert tápanyagokat nem csak maga a sejt használja fel, hanem speciális tubulusokon keresztül más típusú sejtekhez is eljutnak.

Mirigysejtek emésztési váladékot választanak ki a bélüregbe, amely biztosítja a zsákmány lebontását és részleges emésztését. A coelenterátumokban az üreges és az intracelluláris emésztés kombinálódik.

ábra: Édesvízi hidra szerkezete. A hidra radiális szimmetriája

Az édesvízi hidrapolip élőhelye, szerkezeti jellemzői és életfunkciói

A tiszta, átlátszó vízzel rendelkező tavakban, folyókban vagy tavakban a vízinövények szárán egy kis áttetsző állat található - polip hidra(a „polip” jelentése „többlábú”). Ez egy kötődő vagy ülő, coelenterate állat, számos csápok. Egy közönséges hidra teste szinte szabályos hengeres alakú. Az egyik végén van száj 5-12 vékony, hosszú csápból álló corolla veszi körül, a másik vége szár formájában megnyúlt. egyetlen a végén. A talp segítségével a hidra különféle víz alatti tárgyakhoz rögzíthető. A hidra teste a szárral együtt általában legfeljebb 7 mm hosszú, de a csápok több centiméterre is kinyúlhatnak.

A hidra radiális szimmetriája

Ha egy képzeletbeli tengelyt rajzol a hidra teste mentén, akkor a csápjai minden irányban eltérnek ettől a tengelytől, mint a fényforrásból érkező sugarak. Valamilyen vízi növényről lelógva a hidra folyamatosan imbolyog, és lassan mozgatja csápjait, prédára lesve. Mivel a zsákmány bármely irányból megjelenhet, a sugárirányban elhelyezett csápok felelnek meg a legjobban ennek a vadászati ​​módnak.
A sugárzási szimmetria általában a kötődő életmódot folytató állatokra jellemző.

Hidra bélüreg

A hidra teste zsák alakú, amelynek falai két sejtrétegből állnak - a külső (ektoderma) és a belső (endoderma). A hidra testében van bélüreg(innen a típus neve - coelenterates).

A hidrasejtek külső rétege az ektoderma.

ábra: a sejtek külső rétegének felépítése - hidra ektoderma

A hidrasejtek külső rétegét - ektoderma. Mikroszkóp alatt a hidra külső rétegében - az ektodermában - többféle sejt látható. Itt leginkább bőrizmok vannak. Ezek a sejtek oldaluk érintésével létrehozzák a hidra fedelét. Minden ilyen sejt tövében összehúzódó izomrost található, amely fontos szerepet játszik az állat mozgásában. Amikor mindenki szálkás bőr-izmos a sejtek összehúzódnak, a hidra teste összehúzódik. Ha a rostok csak a test egyik oldalán húzódnak össze, akkor a hidra ebbe az irányba hajlik. Az izomrostok munkájának köszönhetően a hidra lassan mozoghat egyik helyről a másikra, felváltva „lépkedhet” a talpával és a csápjaival. Ez a mozdulat a fejed feletti lassú bukfencezéshez hasonlítható.
A külső réteg tartalmaz és idegsejtek. Csillag alakúak, mivel hosszú folyamatokkal vannak felszerelve.
A szomszédos idegsejtek folyamatai érintkeznek egymással és kialakulnak idegfonat, amely a hidra egész testét lefedi. Néhány folyamat megközelíti a bőr-izom sejteket.

Hidra ingerlékenység és reflexek

A Hydra képes érzékelni az érintést, a hőmérséklet-változásokat, a vízben oldott különféle anyagok megjelenését és egyéb irritációkat. Emiatt idegsejtjei izgatottak lesznek. Ha egy vékony tűvel megérinti a hidrát, akkor az egyik idegsejt irritációjából származó izgalom a folyamatok mentén átkerül a többi idegsejtekbe, és azokból a bőr-izomsejtekbe. Emiatt az izomrostok összehúzódnak, és a hidra labdává zsugorodik.

Kép: Hydra ingerlékenysége

Ebben a példában egy összetett jelenséggel ismerkedünk meg az állati testben - reflex. A reflex három egymást követő szakaszból áll: az irritáció észlelése, gerjesztés átadása ettől az irritációtól az idegsejtek mentén és válasz testet bármilyen cselekvéssel. A hidra felépítésének egyszerűsége miatt reflexei nagyon egységesek. A jövőben sokkal összetettebb reflexekkel ismerkedünk meg jobban szervezett állatoknál.

Hidra szúró sejtek

Minta: hidraszál vagy csalánsejtek

A hidra egész teste és különösen a csápjai nagy számmal ülnek szúrós, vagy csalán sejteket. Ezen sejtek mindegyike összetett szerkezettel rendelkezik. A citoplazmán és a sejtmagon kívül egy buborékszerű szúrókapszulát is tartalmaz, amibe egy vékony cső van összehajtva - szúró szál. Kilóg a ketrecből érzékeny haj. Amint egy rákféle, kis hal vagy más kis állat hozzáér egy érzékeny szőrhöz, a csípős fonal gyorsan kiegyenesedik, a vége kidobódik és átszúrja az áldozatot. A cérna belsejében áthaladó csatornán keresztül méreg kerül a zsákmány testébe a csípős kapszulából, kis állatok pusztulását okozva. Általában sok szúró sejtet lőnek ki egyszerre. Ezután a hidra a csápjaival a szájához húzza a zsákmányt és lenyeli. A csípős sejtek védelmet nyújtanak a hidra számára is. A halak és a vízi rovarok nem esznek hidrákat, amelyek megégetik ellenségeiket. A kapszulákból származó méreg a nagytestű állatok szervezetére gyakorolt ​​hatásában csalánméregre emlékeztet.

A sejtek belső rétege a hidra endoderma

ábra: a sejtek belső rétegének felépítése - hidra endoderma

A sejtek belső rétege - endoderma A. A belső réteg - az endoderma - sejtjei összehúzódó izomrostokkal rendelkeznek, de ezeknek a sejteknek a fő szerepe a táplálék megemésztése. Emésztőnedvet választanak ki a bélüregbe, amelynek hatására a hidra zsákmánya meglágyul és apró részecskékre bomlik. A belső réteg egyes sejtjei több hosszú flagellával vannak felszerelve (mint a flagellált protozoákban). A flagellák állandó mozgásban vannak, és a részecskéket a sejtek felé sodorják. A belső réteg sejtjei képesek állábúakat (mint egy amőba) kiszabadítani, és táplálékot fogni velük. A további emésztés a sejt belsejében, vakuólumokban (mint a protozoákban) megy végbe. Az emésztetlen ételmaradványok a szájon keresztül távoznak.
A hidrának nincsenek speciális légzőszervei, a vízben oldott oxigén a teste teljes felületén keresztül behatol a hidrába.

Hidraregeneráció

A hidra testének külső rétege nagyon kicsi, kerek sejteket is tartalmaz, nagy magokkal. Ezeket a sejteket ún közbülső. Nagyon fontos szerepet játszanak a hidra életében. A test bármilyen károsodása esetén a sebek közelében található köztes sejtek gyorsan növekedni kezdenek. Belőlük bőr-izom, ideg- és egyéb sejtek képződnek, és a sebzett terület gyorsan begyógyul.
Ha keresztben vágunk egy hidrát, akkor az egyik felén csápok nőnek, és megjelenik a száj, a másikon pedig egy szár. Kapsz két hidrát.
Az elveszett vagy sérült testrészek helyreállításának folyamatát ún regeneráció. A hidrának nagyon fejlett regenerációs képessége van.
A regeneráció ilyen vagy olyan mértékben más állatokra és emberekre is jellemző. Így a gilisztákban a kétéltűeknél (békák, gőték) a teljes végtagok, a szem különböző részei, a farok és a belső szervek regenerálhatók. Amikor egy személyt megvágnak, a bőr helyreáll.

Hidra szaporodás

A hidra ivartalan szaporodása bimbózással

ábra: Hidra ivartalan szaporodás bimbózás útján

A hidra ivartalanul és ivarosan szaporodik. Nyáron egy kis gumó jelenik meg a hidra testén - a test falának kiemelkedése. Ez a gumó nő és nyúlik. A végén csápok jelennek meg, és száj tör ki közöttük. Így alakul ki a fiatal hidra, amely eleinte egy szár segítségével marad kapcsolatban az anyával. Kívülről mindez egy növényi hajtás bimbóból való kifejlődésére hasonlít (innen a jelenség neve - bimbózó). Amikor a kis hidra felnő, elválik az anya testétől, és önálló életet kezd.

Hidra ivaros szaporodás

Őszre, a kedvezőtlen körülmények beálltával a hidrák elpusztulnak, de előtte nemi sejtek fejlődnek ki szervezetükben. A csírasejteknek két típusa van: tojásdad, vagy nőstény, és spermiumok, vagy férfi reproduktív sejtek. A spermiumok hasonlóak a flagellated protozoákhoz. Elhagyják a hidra testét, és hosszú flagellum segítségével úsznak.

ábra: Hidra ivaros szaporodás

A hidra tojássejtje hasonló az amőbához, és állábúakkal rendelkezik. A spermium a petesejttel együtt felúszik a hidrához, és behatol annak belsejébe, és mindkét nemi sejt magja egyesül. Esemény megtermékenyítés. Ezt követően a pszeudopodákat visszahúzzuk, a sejtet lekerekítjük, és a felületén vastag héj képződik - a tojás. Ősz végén a hidra elpusztul, de a tojás életben marad, és a fenékre esik. Tavasszal a megtermékenyített tojás osztódni kezd, a kapott sejtek két rétegben vannak elrendezve. Belőlük egy kis hidra fejlődik ki, amely a meleg idő beálltával a tojáshéj törésén keresztül jön ki.
Így a többsejtű állati hidra élete elején egy sejtből áll - egy tojásból.