Бесполое размножение гидры по почкованию
- Почкование — это форма бесполого размножения, которая возникает в результате разрастания части клетки или области тела, что приводит к отделению от исходного организма на двух особей.
- Размножается гидра бесполым почкованием. Летом, когда животное сытое и здоровое, обычным способом размножения является бутонизация. Это происходит в любое время года.
- Выпуклость появляется из-за многократного митотического деления интерстициальных клеток эпидермиса около середины или в базальной части тела.
- Растет в виде зачатка, стенка которого состоит из эпидермиса и гастродермы, а внутренний просвет продолжает желудочно-сосудистую полость родителя.
- Бутон увеличивается в размерах, на его свободном конце образуется рот и круг из щупалец.
- Как только почка полностью развивается, она сжимается в качестве основы (точки прикрепления к родительской гидре) и, наконец, отделяется от родительского тела, чтобы стать независимым организмом.
- Этот процесс может занять около 3 дней от начала до конца.
- Иногда несколько почек появляются одновременно у одного родителя, и они, в свою очередь, могут давать вторичные почки, так что образуется группа, которая временно напоминает колониального гидроида.
Половое размножение гидры
- Гидра размножается половым путем за счет слияния гамет, когда условия окружающей среды становятся неблагоприятными (обычно осенью).
- Такие факторы, как изменение температуры (низкие температуры) и отсутствие достаточных источников пищи, заставляют организм начать развитие гонад в рамках подготовки к половому размножению.
- Половое размножение у гидры ограничено только определенными периодами.
- При половом размножении гонады временно развиваются из интерстициальных клеток эпидермиса, которые накапливаются, образуя выпуклости в теле.
- Выпуклость гонад отличается от выпуклости почек, поскольку мезоглоя и гастродерма не входят в гонады.
- Некоторые виды являются гермафродитом.
- Большинство видов являются однополыми или двудомными, в котором пол отдельно.
- Самец меньше по размеру и имеет от 1 до 8 конических семенников с сосковой структурой над ними, тогда как самка крупнее и имеет 10–2 яичника.
- Даже у видов-гермафродитов избегают самооплодотворения, потому что сперматозоиды и яйцеклетки созревают в разное время. Яички созревают раньше, чем яичники (протандроз).
Яички
- Семенники — это конические возвышения стенки тела, количество которых варьируется от нескольких до многих.
- Он образован быстро размножающимися интерстициальными клетками эпидермиса, который снаружи покрыт защитной капсулой, состоящей из крупных эпидермальных клеток.
- Обычно они располагаются около дистального или орального конца тела, а если их много, то они могут покрывать большую часть тела.
- Заключенные таким образом интерстициальные клетки превращаются в сперматоциты, каждый из которых затем дважды делится с образованием четырех сперматозоидов.
- Интерстициальные клетки у основания конического выроста (семенники) действуют как сперматогонии. Они подвергаются типичному сперматогенезу и проходят первичную, вторичную и сперматидную стадии, становясь сперматозоидами.
- У каждого сперматозоида впереди есть ядерный материал (коническая головка), короткая шейка и волнистый хвост.
- В зрелом состоянии сперматозоиды выделяются через разрыв стенки семенника на его апикальном выступе, напоминающем сосок, таким образом освобожденные сперматозоиды плавают в воде, где они остаются активными в течение дня или двух.
Яичники
- Яичники — это яйцевидные образования, расположенные около базального конца тела.
- У зеленой гидры обычно присутствует одна завязь, а у коричневой гидры формируется до восьми завязей.
- Образуется в результате размножения интерстициальных клеток, составляющих первичные оогонии.
- Одна из оогоний, обычно расположенная в центре, становится больше и амебовидной с большим ядром, называемым ооцистой.
- Ооциста питается более мелкими соседними интерстициальными клетками, которые становятся желтком или резервной пищей, которую нужно использовать позже, пока молодая гидра все еще не имеет рта для еды.
- Ооциста сильно увеличивается в размерах и претерпевает два деления созревания, в результате чего образуются 2 полярных тела и сокращаются хромосомы до гаплоидного числа, равного 15 в случае Pelmatohydra.
- Зрелая яйцеклетка — это женская половая клетка, которая представляет собой большую сферическую массу, нагруженную желточными гранулами и занимающую большую часть пространства внутри яичника.
- Когда яйцо созревает, эпидермис над ним разрывается и отделяется, образуя чашеобразный сосуд, содержащий обнаженное яйцо.
- Яйцеклетка не освобождается сразу, а остается прикрепленной к стенке яичника.
- Один яичник обычно содержит одну яйцеклетку, но редко встречаются 2 (Chllorohydra viridissima), а еще больше (Hydra dioecia) яйцеклеток.
- Яйцеклетка выделяет вокруг себя студенистое вещество.
Оплодотворение
- Оплодотворение происходит, когда спелые сперматозоиды выходят из семенников, плавают в воде, пока не приблизятся к выдавленной яйцеклетке и не окружат ее.
- Несколько сперматозоидов могут проникнуть через студенистую оболочку, но только один попадает в яйцеклетку и полностью сливается с ней. Этот процесс называется оплодотворением, а оплодотворенная яйцеклетка — яйцеклеткой или зиготой.
- Мужское и женское ядра объединяются, образуя слияние или ядро зиготы.
- Яйцеклетка погибнет и выродится, если оплодотворение не произойдет в течение короткого времени после ее обнажения.
Общая характеристика кишечнополостных
Как и все кишечнополостные, гидра является водным обитателем. Она предпочитает мелкие лужи, озера или реки с небольшим течением, которые позволяют им прикрепляться к растениям или придонным предметам.
Классы кишечнополостных представлены гидроидными, медузами и коралловыми полипами. Для всех их представителей характерна лучевая, или радиальная симметрия. Эта черта строения связана с малоподвижным образом жизни. При этом в центре тела животного можно поставить воображаемую точку, от которой во все стороны провести лучи.
Все кишечнополостные являются многоклеточными животными, однако они не образуют тканей. Их тело представлено двумя слоями специализированных клеток. Внутри расположена кишечная полость, в которой происходит переваривание пищи. Различные классы кишечнополостных различаются образом жизни:
- Гидроидные прикрепляются к субстрату при помощи подошвы и являются одиночными.
- Коралловые полипы также неподвижны, но образуют колонии, в состав которых сотни тысяч особей.
- Медузы активно плавают в толще воды. При этом их колокол сокращается и вода с силой выталкивается. Такое движение называется реактивным.
Развитие
Развитие начинается так же после оплодотворения, когда яйцеклетка или зигота все еще прикреплены к родителю, подвергаясь дроблению или сегментации.
Расщепление
Поскольку в яйце мало желтка, дробление неопределенное, полное и равное (холобластическое), в результате чего образуются бластомеры — клетки одинакового размера.
Бластуляция
- Расщепление приводит к образованию полого сферического шара, называемого бластулой или целобластулой, с узкой полостью (бластоцель).
- Равные клетки или бластомеры располагаются в едином поверхностном слое.
Гаструляция
- Некоторые клетки бластулярной стенки отслаиваются и мигрируют внутрь (мультиполярная ингрессия).
- В то время как другие клетки образуют внешние и внутренние клетки путем тангенциального деления (первичного отслоения). В результате бластоцель полностью заполняется новыми клетками, а полая бластула превращается в твердую гаструлу.
- Грастула состоит из одного слоя внешних клеток, образующих эктодерму, и внутренней твердой массы клеток, образующих энтодерму.
Гастроцель
- Вскоре в центральной твердой массе энтодермальных клеток появляется новая полость, называемая гастроцель или архентерон.
- Вокруг гаструлы образуется двухслойная защитная оболочка или киста, позволяющая эмбриону пережить изменения окружающей среды.
- Внешний слой стенки кисты толстый, роговой или хитиноидный и колючий, а внутренний слой представляет собой тонкую студенистую оболочку.
- Эмбрион остается в спящем состоянии до улучшения условий окружающей среды.
- Он выдерживает сушку и замораживание, выдерживает засуху и зиму. Также вероятно, что эта стадия отдыха служит для рассеивания, так как она может быть перенесена ветром или в грязи на ногах животных к другим водоемам, в которых присутствует вода.
Вылупление
- С наступлением благоприятных условий воды и температуры развитие возобновляется.
- Интерстициальные клетки возникают в эктодерме, а мезоглоя секретируется между двумя клеточными слоями.
- Зародыш удлиняется, и на одном конце образуется круг из зачатков щупалец, в середине которого появляется рот.
- По мере увеличения размера зародыша оболочка или киста разрывается, и из него вылупляется молодая гидра с щупальцами. Вскоре перерастает во взрослую особь.
- В развитии гидры нет свободных личиночных стадий.
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.
Регенерация
- Регенерация — это способность организма восстанавливать утраченные или поврежденные части тела. Обычно это происходит после несчастного случая, но может быть вызвано искусственно путем.
- Гидра обладает огромной способностью к регенерации, которую обнаружил Авраам Трембли в 1745 году. С тех пор Гидра стала излюбленным материалом для экспериментов по регенерации.
- Если живое животное гидры разрезать на 2 или 3 или более частей, каждая недостающая часть вырастет и станет целым животным.
- Фрагмент гидры диаметром 1/6 мм и более способен регенерировать целого человека.
- Это не размножение, а нормальный метод размножения.
- Регенерация гидр стала возможной благодаря удивительной генеративной способности тотипотентных интерстициальных клеток.
- Одной из характерных черт регенерирующего элемента у Гидры является то, что она сохраняет полярность. На конце, расположенном возле рта, развиваются рот и щупальцы, а на конце, расположенном ближе к основанию, формируется новый педальный диск.
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).
Бессмертие в Гидре
- П. Брайен (1955) и другие заметили, что гидра, потенциально бессмертна из-за того, что она заменяет старые клетки тела новыми каждые 45 дней.
- Прямо под щупальцами находится зона роста, где интерстициальные клетки дают начало всем другим клеткам тела. При образовании новых клеток старые клетки выталкиваются к концам щупалец и педального диска, откуда они выпадают наружу.
- По мере того как старые клетки теряются с любого полюса Гидры, новые продолжают заменять старые, позволяя Гидре продолжать жить в течение длительного периода времени.
- Было показано, что если интерстициальные клетки зоны роста разрушаются, то гибель гидры наступает в течение нескольких дней.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Рефлексы
Строение гидры таково, что она способна чувствовать изменение температуры, химического состава воды, а также прикосновения и другие раздражители. Нервные клетки животного способны возбуждаться. Например, если дотронуться до него кончиком иглы, то сигнал от ощутивших прикосновение нервных клеток передастся остальным, а от нервных клеток – к эпителиально-мускульным. Кожно-мускульные клетки среагируют и сократятся, гидра сожмется в комок.
Такая реакция – яркий пример рефлекса. Это сложное явление, состоящее из последовательных этапов – восприятия раздражителя, передачи возбуждения и ответной реакции. Строение гидры очень простое, поэтому и рефлексы однообразны.
