Разом з рослинами, необробленим ґрунтом, водою і найчастіше живими кормами з природного водоймища в акваріум потрапляють різні тварини, багато з яких завдають відчутної шкоди його мешканцям. Ці тварини не викликають у риб хвороб у класичному розумінні, але нерідко є причиною їх загибелі або загибелі їх потомства. Однак не поспішайте зараховувати їх до своїх ворогів - вони небезпечні тільки для мешканців акваріума, а для істинно допитливої людини можуть стати об'єктами спостережень і навіть наукових відкриттів. І, мабуть, першою у цьому ряду слід назвати гідру.
Гідра - типовий представник кишковопорожнинних тварин, що стоїть біля самої основи еволюційного дерева багатоклітинних тварин.
Відкрив її за допомогою своїх дивовижних мікроскопів найбільший натураліст XVII-XVIII століть Антоні ван Левенгук. Але ця унікальна тварина не привернула уваги усіних. І невідомо, як довго гідра перебувала б у невідомості, якби в 1740 році тридцятирічний швейцарський учитель Трамблі не виявив цю дивовижну істоту. Щоб краще ознайомитись з ним, допитливий учитель розчленував його на дві частини. З одного шматка, названого ним «головою», виросло нове тіло, на іншому – нова «голова». За чотирнадцять днів із двох половинок сформувалося два нові живі організми.
Після такого відкриття Трамбле зайнявся глибоким та серйозним вивченням гідри. Результати своїх досліджень він виклав у книзі «Мемуари до історії одного роду прісноводних поліпів з руками у вигляді рогів» (1744).
Однак прості спостереження за поведінкою та розмноженням (брунькуванням) тварини, звичайно ж, не могли задовольнити натураліста, і він для перевірки своїх припущень зайнявся проведенням експериментів.
Один із найвідоміших дослідів Трамблі полягає в тому, що за допомогою свинячої щетинки він вивернув гідру навиворіт, тобто її внутрішня сторона стала зовнішньою. Після цього тварина жила, як ні в чому не бувало, але, як виявилося, зовсім не тому, що після вивертання зовнішня сторона почала виконувати функції внутрішньої, а тому, що клітини внутрішнього шару, який раніше був зовнішнім, проникли через новий зовнішній шар і зайняли своє колишнє місце.
В інших своїх дослідах Трамбле все більше подрібнював гідру, але вона щоразу відновлювалася, і межі цього не було. Тепер уже відомо, що гідра здатна відновитися з 1/200 частини свого тіла. А тоді це вражало навіть наймастичніших вчених і спонукало їх займатися такою проблемою біології, як регенерація.
З часу проведення Трамблі дослідів над гідрою пройшло близько 250 років. Про гідру написано сотні статей і книг, але й досі вона займає уми дослідників.
Загальновідомо, що тварини ніяк не реагують на радіоактивні промені і, потрапивши до їхньої зони, можуть отримати смертельну дозу та загинути. Досліди із зеленою гідрою (Chlorohydra viridissima) показали, що вона якимось чином відчуває смертельну небезпеку і прагне уникнути джерела випромінювання.
Загибель гідри викликає і занадто велика доза рентгенівських променів, зменшення дози залишає її живими, але пригнічує розмноження. Але зовсім несподіваним чином діють на тваринах малі дозування; у них посилюється процес брунькування, підвищується здатність до самовідновлення.
Дивними виявилися результати дослідів із фарбуванням стінки акваріума у всі кольори спектру. З'ясувалося, що гідри, що не мають будь-яких органів зору, розрізняють кольори, причому кожен вид віддає перевагу своєму: зелені гідри, наприклад, «люблять» синьо-фіолетовий колір, бурі (Hydra oligactis) – синьо-зелений.
Що ж є гідрою? Зовні вона нагадує рукавичку, поставлену вертикально, пальцями вгору, тільки пальців-щупалець у неї від 5 до 12. Більшість видів відразу під щупальцями є невелике звуження, що відокремлює «голову» від тулуба. У головній частині гідри є ротовий отвір, що веде до гастральної порожнини. Стінки тіла гідри, як і у всіх кишковопорожнинних, двошарові. Зовнішній шарскладається ec клітин декількох типів: шкірно-м'язових, що приводять гідру в рух; нервових, що дають можливість відчувати дотику, зміни температури, наявність у воді домішок та інші подразники; проміжних, що найактивніше беруть участь у відновленні пошкоджених або втрачених частин тіла; і нарешті, стрімких, розташованих здебільшого на щупальцях.
Кишковопорожнинні - єдина група тварин, що володіє таким видом зброї, як клітки. Окрім обов'язкової для всіх живих клітин протоплазми, в кліті стрекальної укладена міхуровоподібна капсула, всередині якої згорнута спіраллю стрікальна нитка.
Прикріпившись підошвою до якого-небудь субстрату, гідра розставляє щупальця, які перебувають у постійному русі, При виявленні жертви нитка кожної зі стрекальних клітин стрімко розпрямляється і встромляється гострим кінцем у видобуток. По каналу, що йде всередині нитки, зі стрілянної капсули в тіло видобутку потрапляє отрута, що викликає її загибель. Стрічальна капсула може бути використана лише один раз; розряджену капсулу гідра скидає та заміщає новою, яка утворюється зі спеціальних клітин.
Перетравлення їжі здійснює внутрішній шарклітин: вони виділяють у гастральну порожнину травний сік, під впливом якого видобуток гідри розм'якшується та розпадається на дрібні частки. Кінець клітини внутрішнього шару, звернений в гастральїуй порожнину, забезпечений, як у джгутикових найпростіших, декількома довгими джгутиками, які знаходяться в постійному русі і підгрібають частинки до клітин. , як у найпростіших, усередині клітини, у травних вакуолях.
Мали рацію ті вчені, які вважали, що як справжній хижак гідра харчується тільки тваринами. Детальними дослідженнями встановлено, що гідра засвоює жири, білки та вуглеводи лише тваринного походження.
Розмножуються гідри двома способами - вегетативним та статевим. Вегетативне розмноження відбувається брунькуванням. Відділившись від материнського організму, молоді гідри починають жити самостійно.
Після рясного брунькування гідра виснажується, і протягом деякого часу нирок на ній не утворюється. Але при хорошому харчуваннівона досить швидко відновлює свої ресурси і знову починає бруднитися. За п'ять літніх місяців вона здатна виготовити тридцять поколінь із двадцяти п'яти молодих гідрів кожне. Розмноження брунькуванням відбувається за сприятливої ситуації.
З настанням несприятливих умов – при осінніх холодах, посусі, заболочуванні водойми, надлишку вуглекислого газу – гідра переходить до статевого розмноження. Більшість видів роздільностатевих, але є види, в тілі яких утворюються як чоловічі, так і жіночі гонади.
Гонади знаходяться у зовнішньому шарі клітин. У жіночих особин вони мають вигляд кулястих тіл, у кожному з яких знаходиться по одній яйцеклітині, схожій на амебу; вона швидко росте, поїдаючи навколишні проміжні клітини, і досягає в поперечнику півтора міліметри. Виросла яйцеклітина округляється і поділяється на дві нерівні частини, у результаті число хромосом в ядрі яйцеклітини скорочується вдвічі. Дозріле яйце виходить назовні з гонади через розрив у її стінці, але залишається з'єднаним з тілом гідри за допомогою тонкої ніжки.
Одночасно в чоловічих гонадах інших гід утворюються спермії, що на вигляд нагадують джгутикових найпростіших. Залишивши гонади. вони плавають за допомогою довгого джгута і, нарешті, один із сперміїв, розшукавши яйце, проникає до нього. Відразу після цього починається дроблення.
Зародок гідри покритий зовні двома оболонками, зовнішня з яких досить товста та пронизана хітином. Під таким захистом він успішно переносить несприятливі умови. При настанні весняного потепління, сезону дощів тощо молода гідра розриває стінку захисної оболонки і починає самостійне життя.
Якщо ви хочете поспостерігати за гідрою, поселіть її в акваріумі, де немає інших мешканців, інакше будуть з'їдені дрібні тварини, які служать кормом для риб, а найголовніше – знищені личинки та мальки. Потрапивши в нерестовик або виростний акваріум, гідра, швидко розмножившись брунькуванням, відразу розправиться з молоддю риб.
Але використовувати цих тварин для боротьби з гідрою в акваріумі недоцільно: триходини та планарії такі ж вороги риб. а видобути гідрамеб та рачків-анхістропусів непросто. Є у гідрів ще один ворог - прісноводний молюск ставок. але і він не годиться, тому що є переносником деяких хвороб риб і до того ж любить поласувати ніжними водяними рослинами.
Деякі любителі садять в акваріум, куди потрапила гідра, голодних молодих гурамі. Інші борються з нею, використовуючи особливості її поведінки. Так, гідри люблять селитися у найбільш освітлених ділянках акваріума. Достатньо з усіх боків, крім однієї, затінити акваріум, а до єдиної освітленої стінки притулити скло, і через дві-три доби майже всі гідри зберуться на ньому. Потім скло треба вийняти та очистити.
Гідри дуже чутливі до присутності у воді міді. Один із способів боротьби заснований на тому, що над розпилювачем поміщають клубок мідного дроту без ізоляції. Після загибелі всіх гідр дріт з акваріума прибирають.
З успіхом застосовують і деякі хімічні речовини:
сульфат амонію з розрахунку 5 грамів на 100 літрів води, одноразово,
азотнокислий амоній – 6 грамів на 100 літрів води, триразово, з інтервалом у три доби;
перекис водню (в акваріумі без рослин за достатньої штучної аерації) з розрахунку - дві чайні ложки на 10 літрів води. Необхідну кількість 3%-ного розчину спочатку розводять у 200-300 мл води, а потім повільно виливають в акваріум над працюючим розпилювачем.
Щоб боротьба з гідрою була ефективнішою, потрібно застосувати не один, а два або навіть три способи одночасно.
Список літератури
С.Шарабурін. Гідра.
Будова кишковопорожнинних
на прикладі прісноводної гідри
Зовнішній вигляд гідри; стінка тіла гідри; гастроваскулярна порожнина; клітинні елементи гідри; розмноження гідри
Прісноводна гідра як лабораторний об'єкт при вивченні кишковопорожнинних наступними перевагами: широким поширенням, доступністю культивування і головне - ясно вираженими рисами типу Кишковопорожнинні та підтипу. Однак вона не придатна для вивчення життєвого циклукишковопорожнинні (див. стор 72-76).
Відомо кілька видів прісноводних гідр, що об'єднуються в одне сімейство. Hydridae;з їхнього життєвого циклу випала медузоїдна стадія. Серед них найбільшим поширенням відрізняється Hydra oligactis.
Робота 1. Зовнішній вигляд гідри.Не важко розрізнити чотири відділи в тілі гідри - головний, тулуб, стеблинка та підошву (рис. 24). Витягнутий та загострений виступ тіла -
Мал. 24. Гідра стебельчаста. А- Зовнішній вигляд (дещо збільшено); Б- гідра з ниркою, що розвивається, чоловічими і жіночими гонадами:
1
- підошва та місце прикріплення гідри до субстрату; 2
- стеблинка; 3
- Тулубний відділ; 4 -
отвір травної порожнини; 5
- щупальця; 6
- Оральний кінець: 7
- абоальний кінець; 8
- гіпостом
ротовий конус (або гіпостом) несе на вершині ротовий отвір, а біля основи свого оточений радіально розташованими щупальцями. Гіпостом і щупальцями утворюють головний відділ тіла, або голову. Кінець тіла, що несе гіпостом, називають оральним, протилежний – аборальним. Більшість тіла представлена здутим, розширеним тулубом, безпосередньо наступним за головним відділом. Кзади від нього звужена частина тіла - стеблинка переходить у
сплощена ділянка - підошву; клітини її виділяють клейкий секрет, за допомогою якого гідра прикріплюється до субстрату. Подібна будова тіла дозволяє провести через нього кілька або багато площин симетрії; кожна розділить тіло на пиві однорідні половини (одна їх представить дзеркальне відображення інший). У гідри ці площини проходять по радіусах (або діаметрах) поперечного розрізутіла гідри, і перетинаються в поздовжньої осітіла. Таку симетрію називають радіальною (див. рис. 23).
На живому матеріалі можна простежити за пересуванням гідри. Прикріпившись підошвою до субстрату, гідра довго залишається на одному місці. Свій оральний кінець вона повертає в різні боки і "облавлює" щупальцями навколишній простір. Пересувається гідра способом так званого кроку. Витягнувши тіло вздовж поверхні субстрату, вона прикріплюється оральним кінцем, відокремлює підошву та підтягує аборалиний кінець, прикріплюючи його поблизу орального; так здійснюється один "крок", який потім багаторазово повторюється. Іноді вільний кінець тіла перекидається на протилежний бік укріпленого головного кінця, і тоді крокування ускладнюється перекиданням через голову.
Хід роботи. 1. Розглянути живу гідру. Для цього приготувати тимчасовий мікролреларат із живих гідр; покривне скло забезпечити високими пластиліновими ніжками. Спостереження вести під мікроскопом за малого збільшення (або під штативною лупою). Замалювати контури тіла гідри і позначити на малюнку всі відписані вище елементи її зовнішньої будови. 2. Простежити за скороченням і витягуванням тіла тварини: при поштовху, струшуванні або іншому подразненні тіло гідри стиснеться в грудку; через кілька хвилин, після того, як гідра заспокоїться, тіло її набуде довгасту, майже циліндричну форму (довжиною до 3 см).
Робота 2. Стінка тіла гідри.Клітини в тілі гідри розташовані в два шари: зовнішній, або ектодерма, і внутрішній, або ендодерма. На всьому протязі, від гіпостому до підошви включно, клітинні шари добре простежуються, оскільки розділені, точніше - пов'язані, особливим неклітинним драглистим речовиною, що утворює також суцільний проміжний шар, або опорну платівку(Рис, 25).. Завдяки цьому всі клітини виявляються пов'язаними в єдину цілісну систему, а еластичність опорної пластинки надає і підтримує властиву гідро форми тіла.
Ектодермальні клітини в переважній більшості більш менш однорідні, сплощені, впритул прилягають одна до одної і безпосередньо пов'язані з зовнішнім середовищем.
Мал. 25. Схема будови тіла гідри. А- поздовжній розріз тіла з перетином (поздовжнім) щупалець; Б- Поперечний розріз через тулубний відділ; У- топографія клітинних та інших структурних елементів на ділянці поперечного розрізу через стінку тіла гідри; Г- Нервовий апарат; дифузно розподілені нервові клітини в ектодермі:
1
- Підошва; 2
-стеблинка; 3
- Тулуб; 4
- Гастральна порожнина; 5 - щупальце (стінка та порожнина); 6
- гіпостом та ротовий отвір у ньому; 7
- ектодерма; 8 -
ендодерма; 9 -
опорна платівка; 10
- місце переходу ектодерми до ендодерми; 11 - 16 -
клітини гідри (11
- стріляльні, 12
- чутливі, 13
- проміжні (інтерстиціальні), 14
- травні, 15
- залізисті, 16
- нервові)
Примітивна покривна тканина, яку вони утворюють, ізолює внутрішні частини тіла тварини від зовнішнього середовищата захищає їх від впливу останньої. Ендодермальні клітини також здебільшого однорідні, хоча і здаються зовні різними через утворення тимчасових протоплазматичних виростів-псевдолодій. Ці клітини витягнуті впоперек тіла, одним кінцем звернені до ектодерма, а іншим - всередину тіла; кожна з них забезпечена одним-двома джгутиками (на препараті не виявляються). Це травні клітини, що здійснюють перетравлення їжі та всмоктування; грудочки їжі захоплюються псевдоподіями, а неперетравні залишки викидаються кожною клітиною самостійно. Процес внутрішньоклітинноготравлення у гідри примітивний і нагадує подібний процес у найпростіших. Так як ектодерма і ендодерма утворені двома групами спеціалізованих клітин, гідра служить прикладом початкової диференціювання клітинних елементів у багатоклітинному організмі та утворення примітивних тканин (рис. 25).
Поживні речовини частково асимілюються травними клітинами ендодерми, частково транспортуються проміжним неклітинним шаром; ектодермальні клітини; одержують поживні речовини через опорну пластинку, а можливо - безпосередньо від травних, через свої відростки, що прободають опорну пластинку. Очевидно, опорна платівка, хоч і позбавлена клітинної будови, грає дуже істотну роль життя гідри.
Хід роботи. 1. Ознайомитись із будовою стінки тіла гідри. Розглянути при малому збільшенні мікроскопа розташування шарів у стінці тіла гідри на постійному забарвленому препараті медіанного зрізу через тіло тварини. 2, схематично замалювати стінку тіла (контурно, без зображення меж між клітинами); відзначити на малюнку ектодерму, ендодерму до опорну пластинку та вказати їх функції,
Робота 3. Гастроваєкулярна порожнину.Вона відкривається на оральному кінці ротом, що служить єдиним отвором, через який порожнина повідомляється із зовнішнім середовищем (див. рис. 25). Усюди, включаючи ротовий конус, вона оточена (або вистелена) ендодермою. Обидва клітинні шари межують у ротового отвору. Обом джгутиками ендодермальні клічки створюють струми води в порожнині.
В ендодермі є спеціальні клітини - залізисті (на препараті не видимі), - які виділяють травні соки в порожнину (див. рис. 25, 26). Їжа, (наприклад, упіймані рачки) через ротовий отвір потрапляє в порожнину, де вона частково перетравлюється. Неперетравні залишки їжі видаляються через той самий єдиний отвір, який служить
Мал. 26. Ізольовані клітини гідри: А- Епітеліально-м'язова клітина ектодерми (сильно збільшена). Сукупність скоротливих м'язових волоконець у відростку малюнку залита тушшю, навколо неї - шар прозорої протоплазми; Б- Група клітин ендодерми. Між травними клітинами одна залозиста та одна чутлива; У- інтерстиціальна клітина між двома ендодермальними клітинами:
1
- 8
- епітеліально-м'язова клітина ( 1
- епітеліальна ділянка, 2
- ядро, 3
- протоплазма, 4
- включення, вакуолі, 5
- Зовнішній кутикулярний шар, 6 -
м'язовий відросток, 7
- протоплазматичний футляр, 8
- м'язові волоконця); 9
- Ендодер. малюку клітини; 10 -
їх джгутики; 11 -
залізиста клітина; 12 -
опорна платівка;13
- чутлива клітина; 14
- інтерстиційна клітина
не лише ротом, а й порошицею. Порожнина гідри продовжується і в такі ділянки тіла, як стеблинка та щупальця (див. рис. 24); сюди проникають перетравлені речовини; перетравлення ж їжа тут не відбувається.
У гідри здійснюється двоїсте травлення: внутрішньоклітинне- більш примітивне (описано вище) і позаклітинне, або порожнинне властиве багатоклітинним тваринам і вперше виникло у кишковопорожнинних.
Морфологічно та функціонально порожнина гідри відповідає кишечнику вищих тварин і може бути названа гастральною. Особливої системи, що транспортує поживні речовини, гідра не має; частково цю функцію виконує та ж порожнина, яка тому називається гастроваскулярний.
Хід роботи. 1, На мікропрепараті поздовжнього розрізу при малому збільшенні мікроокопа розглянути форму гастроваскулярної порожнини та її положення у тілі гідри. Звернути увагу на вистилання порожнини (на всьому її протязі) ендодермальними клітинами. У цьому слід переконатися, розглянувши гіпостом при великому збільшенні мікроскопа. 2. Знайти ділянки гастроваскулярної порожнини, які беруть участь у перетравленні їжі. Усі спостереження замалювати, позначивши малюнку
функції різних ділянок порожнини. 3, Розглянути та замалювати при малому збільшенні мікроскопа поперечний зріз через тіло гідри. Показати на малюнку циліндричну форму тіла, розташування клітинних шарів та опорної пластинки, відмінність між ектодермальними та ендодермальними клітинами, замкнутість порожнини (крім ротового отвору).
Робота 4. Клітинні елементи гідри.При всіх морфологічних та фізіологічних відмінностях клітини обох шарів у гідри подібні настільки, що становлять єдиний тип епітеліально-м'язових клітин(Див. рис. 26). Кожна з них має міхурову або циліндричну ділянку з ядром у центрі його; це епітеліальна частина, що утворює покриви в ектодермі і травний шар в ендодермі. У основи клітини відходять скорочувальні відростки - м'язовий елемент клітини.
Подвійний характер у будові клітини відповідає двоїста назва цього типу клітин.
М'язові відростки епітеліально-м'язових клітин прилягають до опорної платівки. В ектодермі вони розташовуються вздовж тіла (на препараті це не видно), і їх скороченням тіло гідри коротшає; в ендодермі, навпаки, вони спрямовані поперек тіла і при їх скороченні тіло гідри зменшується в поперечному перерізіі витягується у довжину. Так поперемінною дією м'язових відростків клітин ектодерми та ендодерми здійснюється скорочення та витягування у довжину гідри.
Епітеліальні ділянки виглядають по-різному, залежно від місця розташування клітини: у зовнішньому або внутрішньому шарі, тулубі або підошві.
Подвійний характер будови епітеліально-м'язової клітини відповідає двоїста функція.
Дуже дрібні клітинні елементи - клітки (кропивні клітини, книдобласти) - розташовані групами в ектодермі щупальця (рис. 27). Центр такої групи, що називається стріляльною батареєю, зайнятий відносно великою клітиною, - пенетрантою та декількома дрібнішими - вольвентами. Менш численні жалюгідні батареї є також в ектодермі тулубного відділу. Найбільш загальні риси книд про ластів такі: протоплазматичне тіло, особливий клітинний органоїд - стріляльна капсула (книда) і важко розрізняється тонкий шипик, що стирчить назовні або короткий волосок, іменований книдоциль (рис.27).
При більш детальному ознайомленні з кропив'яними клітинами можна розрізнити три їх форми. Пенетранти (рис. 27)
Мал. 27. Стрічкові клітини гідри: А- пенетранта – перший тип стріляльних клітин; книдобласт зображений у спокої (ліворуч) та з викинутою ниткою (праворуч); Б- вольвента; У- відрізок щупальця гідри з батареями кліток різних типів:
1
- пенетранти; 2
- вольвенти; 3
- глютинанти; 4 - 13 -
елементи стріляльних клітин (4
- Кришечка; 5-книдобласт, протоплазма та ядро, 6
- капсула, 7
- Стінка капсули, 8
- нитка, 9
- шийка, 10
- Конус, 11
- стилети, 12
- шипики, 13
- Кнідоциль)
мають велику грушоподібну форму капсулою; стінка її міцна та еластична. У капсулі лежить спірально Згорнута довга тонка циліндрична трубочка - стріляльна нитка, з'єднана зі стінкою капсули за допомогою шийки -
розширення нитки, на внутрішній стінці якої розташовано три загострені стилети і кілька шипиків.
У спокої капсула закрита кришечкою, над якою виступає кнідоциль; специфічне подразнення його (механічне і, можливо, хімічне) приводить книдобласт у дію (див. рис. 27). Кришечка відкривається, з отвору книди висувається шийка; стилети, спрямовані загостреним кінцем вперед, встромляються в тіло жертви і, розгортаючись, розширюють ранку, в останню проникає стрімка нитка, яка при цьому вивертається навиворіт; отруйна рідина, внесена ниткою в ранку, паралізує чи вбиває жертву. Дія пенетранти (від роздратування кнідодядя до проникнення отрути) протікає миттєво.
Вольвенти влаштовані дещо простіше. Їхні книди позбавлені отруйної рідини та шийки зі стилетами та шипиками. Викинуті при подразненні стрікальні нитки спірально обвиваються навколо плавальних щетинок (на ніжках, або антени рачка) і створюють цим механічну перешкоду руху видобутку. Менш зрозуміла роль глютинант (великих та малих).
Кропивні клітини служать гідропристосуванням до захисту н нападу. На витягнутих і щупальцях, що повільно пересуваються, при подразненні наводяться в дію одночасно численні стріляльні батареї. Книдобласт діє один раз; вибув із ладу замінюється новим, що формується із запасних недиференційованих клітин.
Крім досліджуваних на практичних заняттях спеціалізованих груп клітин (епітеліально-м'язові, залізисті та кропив'яні), гідра має ще й інші клітини, які важко вивчити на лабораторному занятті. Проте для повноти опису нижче наводяться найважливіші риси цих клітин.
ІнтерстиціальніКлітини, або скорочено "i-клітини" - численні дрібні клітини, розташовані групами в проміжках, між епітеліально-м'язовими клітинами у їх підставах цьому відповідає найменування їх як проміжні (див. рис. 26). З них шляхом перетворення утворюються клітки стріткі (див. вище) і деякі інші клітинні елементи. Тому їх називають ще запасними клітинами. Вони перебувають у стані недиференційованому та спеціалізуються в клітини того чи іншого типу внаслідок складного процесу розвитку.
Чутливі клітини зосереджені переважно в ектодермі (див. рис. 26); вони відрізняються подовженою формою; загостреним кінцем вони виходять назовні, а протилежним - до опорної платівки, вздовж якої простягаються їх відростки. Своєю основою чутливі клітини, мабуть, вступають у зв'язок із нервовими елементами.
Нервові клітини розкидані рівномірніше по всьому тілу гідри, утворюючи в сукупності нервову систему дифузного характеру (див. рис. 25); лише в області гіпостому і підошви є більш багате їхнє скупчення, але нервового центруабо взагалі нервових вузліву гідри ще немає. Нервові клітини пов'язані між собою відростками (див. рис. 25), що утворюють щось подібне до мережі, вузлики якої представлені нервовими клітинами; за цією ознакою нервова система гідри називається сетевидною. Як і чутливі, нервові клітини зосереджені головним чином ектодерма.
Роздратування із зовнішнього середовища (хімічне, механічне, крім роздратування книдобластов) сприймається чутливими клітинами, а збудження, їм викликане, передається нервовим клітинам і повільно дифузію поширюється всю систему. Рухи у відповідь гідри виражаються
у формі стиснення всього тіла, тобто у формі загальної реакціїнезважаючи на місцевий характер роздратування. Все це свідчення низького рівня, на якому знаходиться нервова система гідр. Тим не менш вона вже виконує роль органу, що зв'язує структурні елементи Б єдине ціле (нервові зв'язки в організмі), а організм у цілому – із зовнішнім середовищем.
Хід роботи, 1. На мікропрепараті поздовжнього розрізу (або на тотальному) розглянути під мікроскопом при великому збільшенні невелику ділянку щупальця. Вивчити зовнішній вигляд стріляльних клітин, їхнє розташування в тілі та утворені ними стріляльні батареї. Вивчену ділянку щупальця замалювати із зображенням обох клітинних шарів, ділянки гастроваскулярної порожнини та стрікальної батареї. різні формистріляльних клітин та епітеліально-м'язову клітину. Відзначити деталі будови та вказати їхню функцію.
Робота 5. Розмноження гідри.Гідри розмножуються як вегетативним, і статевим шляхом.
Вегетативна форма розмноження брунькування- здійснюється в такий спосіб. У нижній частині тулубного відділу гідри як конусоподібний горбок виникає нирка. на дистальному кінціїї (див. рис, 24) з'являється кілька невеликих горбків, що перетворюються на щупальця; у центрі між ними проривається ротовий отвір. На проксимальному кінці нирки формується стеблинка та підошва. У формуванні нирки беруть участь клітини ектодерми, ендодерми і матеріал опорної пластинки. Гастральна порожнина материнського організму продовжується в порожнину нирки. Цілком розвинена нирка відокремлюється від батьківської особини та переходить до самостійного існування.
Органи статевого розмноження представлені у гідр статевими залозами або гонадами (див. рис. 24). Яєчник розташований у нижній частині тулубного відділу; яйцевидна клітина в ектодермі, оточена особливими живильними клітинами, представляє великого розміру яйце з численними виростами, що нагадують псевдоподію. Над яйцем витончена ектодерма проривається. Насінники з численними сперматозоїдамиформуються в дистальній частині (ближче до орального кінця) тулубного відділу, а також в ектодермі. Через розрив ектодерма сперматозоїди виходять у воду і, досягнувши яйця, запліднюють його. У гідр роздільностатевих одна особина несе або чоловічу, або жіночу гонаду; у
гермафродитних, тобто обох статей, у однієї і тієї ж особини формується і сім'яник і яєчник.
Хід роботи. 1. Ознайомитись з зовнішнім виглядомнирки на живій гідрі або на мікропрепараті (тотальному або поздовжнього зрізу). З'ясувати зв'язок клітинних шарів та порожнини нирки з відповідними структурами материнського організму. Спостереження замалювати при мінімальному збільшенні мікроскопа. 2. На препараті поздовжнього розрізу слід розглянути та замалювати при малому збільшенні мікроскопа. загальний виглядстатевих залоз гідри.
Дистальний, від латинського дистар -віддалений від центру чи осі тіла; в даному випадкувіддалений від материнського тіла.
Проксимальний, від латинського проксимус- найближчий (ближчий до осі тіла або центру).
1: Гермафродитний, від грецької гермафродітос- організм із статевими органами обох статей.
Першою людиною, яка побачила і описала гідру, був винахідник мікроскопа і найбільший натураліст XVII-XVIII століть А. Левенгук.
Розглядаючи під своїм примітивним мікроскопом водні рослини, він побачив дивну істоту з «руками у вигляді рогів». Левенгуку навіть вдалося спостерігати брунькування гідри і розгледіти її клітки.
Будова прісноводної гідри
Гідра (Hydra) – типовий представник кишковопорожнинних тварин. Форма її тіла трубкоподібна, на передньому кінці знаходиться ротовий отвір, оточений віночком з 5-12 щупалець. Відразу під щупальцями у гідри є невелике звуження - шийка, що відокремлює голову від тулуба. Задній кінець гідри звужений у більш менш довгу ніжку, або стеблинка, з підошвою на кінці. Сита гідра має довжину не більше 5-8 міліметрів, голодна значно довша.
Тіло гідри, як і у всіх кишковопорожнинних, складається з двох шарів клітин. У зовнішньому шарі клітини різноманітні: частина їх виконують роль органів ураження видобутку (рікливі клітини), інші виділяють слиз, треті мають скоротливістю. У зовнішньому шарі розпорошені і нервові клітини, відростки яких утворюють мережу, що покриває все тіло гідри.
Гідра - один із небагатьох представників прісноводних кишковопорожнинних, основна маса яких є мешканцями моря. У природі гідри зустрічаються в різних водоймах: у ставках та озерах серед водних рослин, на корінцях ряски, зеленим килимом покриває канави та ями з водою, невеликі ставки та річкові заплави. У водоймах з чистою водоюгідр можна зустріти на голих каменях біля самого берега, де іноді вони утворюють бархатистий килим. Гідри світлолюбні, тому зазвичай тримаються на неглибоких місцях поблизу берегів. Вони здатні розрізняти напрямок потоку світла та рухаються у бік його джерела. При утриманні в акваріумі завжди перебираються на освітлену стінку.
Якщо набрати в посудину з водою більше водних рослин, то можна спостерігати гідро, що повзає по стінках судини і листя рослин. Підошва гідри виділяє клейку речовину, за рахунок якої вона міцно закріплюється на камінні, рослинах або стінках акваріума, і відокремити її нелегко. Зрідка гідра переміщається у пошуках їжі. В акваріумі можна відзначати щодня крапкою на склі місця її прикріплення. Такий досвід показує, що за кілька днів пересування гідри не перевищує 2-3 сантиметри. Щоб змінити місце, гідра тимчасово приклеюється до скла щупальцями, відокремлює підошву та підтягує її до переднього кінця. Прикріпившись підошвою, гідра розпрямляється і знову спирається щупальцями ще на крок уперед. Такий спосіб пересування схожий на те, як ходить гусениця метеликів п'ядиць, звана в просторіччя «землемір». Тільки гусениця підтягує задній кінець до переднього, а потім знову рухає головний кінець. Гідра при такій ходьбі весь час перевертається через голову і таким чином пересувається відносно швидко. Існує й інший, набагато повільніший спосіб пересування – ковзання на підошві. Зусиллям мускулатури підошви гідра ледве помітно зсувається з місця. Якийсь час гідри можуть плавати у воді: відкріпившись від субстрату, розправивши щупальця, вони повільно падають на дно. На підошві може утворюватися бульбашка газу, який захоплює тварину вгору.
Як харчуються прісноводні гідри
Гідра - хижак, їжею їй служать інфузорії, дрібні рачки - дафнії, циклопи та інші, іноді трапляється більший видобуток у вигляді личинки комара або невеликого хробака. Рибальницьким ставкам гідри навіть можуть завдавати шкоди, поїдаючи мальків риб, що виклюнулися з ікри.
Полювання гідри легко спостерігати в акваріумі. Широко розкинувши свої щупальця, то вони утворюють ловчу мережу, гідра висить щупальцями вниз. Якщо довго спостерігати за гідрою, що сидить, можна бачити, що її тіло весь час повільно розгойдується, описуючи переднім кінцем коло. Циклоп, що пливе повз, зачіпає за щупальця і починає битися, щоб звільнитися, але незабаром, уражений кліками, затихає. Паралізований видобуток підтягується щупальцем до рота і поглинається. При успішному полюванні маленький хижак роздмухується від проковтнутих рачків, темні очі яких просвічують крізь стінки тіла. Гідра може проковтнути і видобуток більший за неї самий. У цьому рот хижачки широко розкривається, а стінки тіла розтягуються. Іноді з рота гідри стирчить частина видобутку, що непомістився.
Розмноження гідри прісноводної
При хорошому харчуванні гідра швидко починає брунькуватися. Зростання нирки від маленького горбка до цілком сформованої материнської особини, що ще сидить на тілі, гідри займає кілька днів. Часто, поки молода гідра ще не відокремилася від старої особини, на тілі останньої вже утворюється друга та третя нирки. Так відбувається безстатеве розмноження, статеве розмноженняспостерігається частіше під осінь при зниженні температури води. На тілі гідри з'являються здуття – статеві залози, одні з яких містять яйцеві клітини, а інші – чоловічі статеві клітини, які, вільно плаваючи у воді, проникають у порожнину тіла інших гідр та запліднюють нерухомі яйцеклітини.
Після утворення яєць стара гідра зазвичай гине, та якщо з яєць за сприятливих умов виходять молоді гідри.
Регенерація у прісноводної гідри
Гідри мають незвичайну здатність до регенерації. У розрізаної на дві частини гідри дуже швидко відростають щупальця на нижній частині та підошва на верхній. В історії зоології відомі чудові експерименти з гідрою, проведені в середині XVII ст. голландським учителем Трамблі. Йому не тільки вдавалося отримувати цілий гідр з дрібних шматочків, але навіть зрощувати один з одним половинки різних гідр, вивертати їх тіло навмисне, отримувати семиголового поліпа, схожого на лернейську гідру з міфів. Стародавню Грецію. З того часу цього поліпа і почали називати гідрою.
У водоймищах нашої країни мешкає 4 види гідр, які мало відрізняються один від одного. Один з видів характеризується яскравим зеленим забарвленням, яке обумовлено наявністю в тілі гідр симбіотичних водоростей - зоохлорелл. З наших гідр найбільш відомі стебло, або бура гцдра (Hydra oligactis) і безстебло, або звичайна гідра (Н. vulgaris).
Відрізняється складнішими процесами життєдіяльності порівняно з першими багатоклітинними організмами- Губками. З якими особливостями будови це пов'язано? Давайте розберемося разом.
Що таке гідра в міфології
Даний біологічний виглядотримав свою назву через схожі риси з міфологічним героєм - Лернейской гідрою. Згідно з легендою, це була змієподібна чудовиська з отруйним диханням. Тіло гідри мало кілька голів. Перемогти її не вдавалося нікому – на місці зрубаної голови одразу виростало кілька нових.
Мешкала Лернейська гідра в озері Лерна, де оберігала вхід у підземне царство Аїда. І лише Геракл зміг відрубати її безсмертну голову. Потім він закопав її в землю і завалив тяжким каменем. Це другий подвиг Геракла із дванадцяти.
Гідра: біологія
Висока здатність до відновлення втрачених частин тіла або регенерації властива для прісноводної гідри. Ця тварина є представником типу кишковопорожнинних. Так що таке поодинокий прісноводний поліп, який веде виключно прикріплений спосіб життя.
Загальна характеристика кишковопорожнинних
Як і всі кишковопорожнинні, гідра є водним мешканцем. Вона віддає перевагу дрібним калюжам, озерам або річкам з невеликою течією, які дозволяють їм прикріплятися до рослин або придонних предметів.
Класи кишковопорожнинних представлені гідроїдними, медузами та кораловими поліпами. Для їх представників характерна променева, чи радіальна симетрія. Ця риса будови пов'язана з малорухливим способом життя. При цьому в центрі тіла тварини можна поставити уявну точку, від якої на всі боки провести промені.
Всі кишковопорожнинні є багатоклітинними тваринами, проте вони не утворюють тканин. Їхнє тіло представлене двома шарами спеціалізованих клітин. Усередині розташована кишкова порожнина, в якій відбувається травлення їжі. Різні класи кишковопорожнинних різняться способом життя:
- Гідроїдні прикріплюються до субстрату за допомогою підошви та є одиночними.
- Коралові поліпи також нерухомі, але утворюють колонії, до яких сотні тисяч особин.
- Медузи активно плавають у товщі води. При цьому їхній дзвін скорочується і вода з силою виштовхується. Такий рух називається реактивним.
Будова тіла
Тіло прісноводної гідри має вигляд стеблинки. Його основа називається підошвою. З його допомогою відбувається прикріплення тварини до підводних предметів. На протилежному кінці тіла знаходиться ротовий отвір, оточений щупальцями. Воно веде до кишкової порожнини.
Стіни тіла гідри складаються з двох шарів клітин. Зовнішній називається ектодермою. До його складу входять шкірно-м'язові, нервові, проміжні та стріляльні клітини. Внутрішній шар, або ентодерма, утворений іншими їх типами - травними та залізистими. Між шарами тіла знаходиться шар міжклітинної речовини, який має вигляд платівки.
Типи клітин та процеси життєдіяльності
Оскільки в тілі гідри не утворюється тканин, ні органів, всі фізіологічні процеси здійснюються за допомогою спеціалізованих клітин. Так, епітеліально-м'язові забезпечують рух. Так, незважаючи на прикріплений спосіб життя, гідроїдні здатні до переміщення. При цьому спочатку скорочуються епітеліально-м'язові клітини однієї сторони тіла, тварина "нахиляється", встає на щупальця і знову опускається на підошву. Такий рух називають крокуючим.
Між епітеліально-м'язовими знаходяться нервові клітини зірчастої форми. З їх допомогою тварина сприймає роздратування з довкіллята певним чином відповідає на них. Наприклад, якщо торкнутися гідри голкою, вона стискається.
Ектодерма містить і проміжні клітини. Вони здатні до дивовижних перетворень. За потреби, з них формуються клітини будь-якого типу. Саме вони зумовлюють високий рівеньрегенерації цих тварин. Відомо, що гідра може повністю відновитись з 1/200 своєї частини або кашоподібного стану.
З проміжних клітин формуються і статеві. Це відбувається з настанням осені. При цьому яйцеклітини та сперматозоїди зливаються, утворюючи зиготу, а материнський організм гине. Навесні їх розвиваються молоді особини. Влітку шляхом брунькування - на її тілі формується невеликий горбок, який збільшується в розмірах, набуваючи рис дорослого організму. У міру зростання він відщеплюється та переходить до самостійного існування.
В ентодермі кишковопорожнинних розташовані травні клітини. У них відбувається розщеплення поживних речовин. А виділяють у кишкову порожнину ферменти, під впливом яких їжа розпадається на шматочки. Таким чином, для гідри характерні два типи травлення. Вони називаються внутрішньоклітинним та порожнинним.
Жабудні клітини
Неможливо відповісти на питання, що таке гідра, якщо не познайомитися з особливостями. У природі вони зустрічаються тільки у кишковопорожнинних тварин. З їх допомогою здійснюється захист, поразка та утримання видобутку. Тому їхня основна кількість розташована на щупальцях.
Стрічка клітина складається з капсули зі спірально закрученою ниткою. На поверхні цієї структури знаходиться чутлива волосина. Саме його зачіпає видобуток, що пропливає повз. В результаті нитка розкручується і з силою впивається в тіло жертви паралізуючи її.
За типом харчування кишковопорожнинні, гідра зокрема є гетеротрофними хижаками. Вони харчуються невеликими водяними безхребетними. Наприклад, дафніями, циклопами, олігохетами, коловратками, бліхами, личинками комарів та мальками риб.
Значення кишковопорожнинних
Значення гідри у природі насамперед у тому, що грає роль біологічного фільтратора. Вона очищає воду від завислих частинок, які вживає в їжу. Це важлива ланка ланцюгів живлення прісних водойм. Гідрами живляться деякі гіллястовусі рачки, турбеллярії та риби, розмір яких перевищує 4 см. Малькова гідра сама вражає отрутою кліток.
А ось вчені на запитання, що таке гідра, напевно дадуть відповідь, що це відомий об'єкт лабораторних досліджень. На цих кишковопорожнинних вивчають особливості процесів регенерації, фізіології нижчих багатоклітинних, брунькування.
Отже, прісноводна гідра є представником класу Гідроїдні Це багатоклітинна двошарова тварина з променевою симетрією, тіло якого складається з кількох типів спеціалізованих клітин.
Гідра – типовий представник класу Гідрозої. Має циліндричну форму тіла, досягаючи в довжину до 1-2 см. На одному полюсі є рот, оточений щупальцями, чисельність яких у різних видівбуває від 6 до 12. На протилежному полюсі у гідро розташована підошва, що служить для прикріплення тварини до субстрату.
Органи відчуттів
В ектодермі у гідр є стріляльні, або кропив'яні клітини, що служать для захисту або нападу. У внутрішній частині клітини знаходиться капсула зі спірально закрученою ниткою.
Зовні цієї клітини розташовується чутлива волосинка. Якщо будь-яка дрібна тварина торкнеться волоска, то жагуча нитка стрімко вистрілюється назовні і встромляється в жертву, яка гине від отрути, що потрапила по нитці. Зазвичай одночасно викидається багато кліток. Риби та інші тварини не поїдають гідр.
Щупальці служать не тільки для дотику, але й для захоплення їжі – різних дрібних водних тварин.
В ектодермі та ентодермі у гідр є епітеліально-м'язові клітини. Завдяки скороченню м'язових волоконець цих клітин гідра пересувається, "ступаючи" по черзі то щупальцями, то підошвою.
Нервова система
Нервові клітини, що утворюють мережу по всьому тілу, розташовані в мезоглії, а відростки клітин відходять назовні та всередину тіла гідри. Такий тип будівлі нервової системиназивається дифузним. Особливо багато нервових клітинрозташовується біля гідри навколо рота, на щупальцях та підошві. Таким чином, у кишковопорожнинних вже з'являється найпростіша координація функцій.
Гідрозої мають дратівливість. При подразненні нервових клітин різними подразниками (механічними, хімічними та інших.) сприйняте роздратування поширюється у всіх клітинах. Завдяки скороченню м'язових волоконець тіло гідри може стискатися в грудочку.
Таким чином, вперше в органічному світіу кишковопорожнинних з'являються рефлекси. У тварин цього рефлекси ще одноманітні. Більш організованих тварин вони у процесі еволюції ускладнюються.
Травна система
Усі гідри хижаки. Захопивши, паралізувавши і вбивши видобуток за допомогою кліток, гідра своїми щупальцями підтягує її до ротового отвору, яке здатне дуже сильно розтягуватися. Далі їжа потрапляє в гастральну порожнину, вистелену залозистими та епітеліально-м'язовими клітинами ентодерми.
Травний сік виробляють залізисті клітини. У ньому є протеолітичні ферменти, які сприяють засвоєнню білків. Їжа в гастральній порожнині перетравлюється травними соками і розпадається на дрібні частки. У клітинах ентодерми є по 2-5 джгутиків, що перемішують їжу в гастральній порожнині.
Псевдоподії епітеліально-м'язових клітин захоплюють частинки їжі і надалі відбувається внутрішньоклітинне травлення. Неперетравлені залишки їжі видаляються через рот. Таким чином, у гідроїдних вперше з'являється порожнинне або позаклітинне травлення, що йде паралельно з більш примітивним внутрішньоклітинним травленням.
Регенерація органів
В ектодермі у гідри є проміжні клітини, з яких при пошкодженні тіла утворюються нервові, епітеліально-м'язові та інші клітини. Це сприяє швидкому заростанню пораненого місця та регенерації.
Якщо у гідри відрізати щупальце, воно відновиться. Понад те, якщо гідру розрізати кілька частин (навіть до 200), кожна їх відновить цілий організм. На прикладі гідри та інших тварин вчені вивчають явище регенерації. Виявлені закономірності необхідні розробки методів лікування ран в людини багатьох видів хребетних.
Способи розмноження гідр
Всі гідрозої розмножуються двома шляхами - безстатевим та статевим. Безстатеве розмноження полягає в наступному. У літній період, приблизно на середині, з тіла гідри випинаються ектодерма та ентодерма. Утворюється бугор або нирка. За рахунок розмноження клітин розмір нирки зростає.
Гастральна порожнина дочірньої гідри повідомляється із порожниною материнської особини. На вільному кінці нирки утворюється новий рот та щупальця. В основі нирки перешнуровується, молода гідра відокремлюється від материнської і починає вести самостійне існування.
Статеве розмноження у гідрозоїв природних умовспостерігається восени. Одні види гідр роздільностатеві, інші гермафродитные. У прісноводної гідри з проміжних клітин ектодерми утворюються жіночі та чоловічі статеві залози, або гонади, тобто ці тварини є гермафродитами. Насінники розвиваються ближче до ротової частини гідри, а яєчники – ближче до підошви. Якщо в насінниках утворюється багато рухливих сперматозоонів, то в яєчниках дозріває лише одне яйце.
Гермафродитні особини
У всіх гермафродитних форм гідрозоїв сперматозони дозрівають раніше, ніж яйця. Тому запліднення відбувається перехресно, отже, самозапліднення наступити неспроможна. Запліднення яєць відбувається у материнській особині ще восени. Після запліднення гідри, як правило, гинуть, а яйця в стані, що покоїться, залишаються до весни, коли з них розвиваються нові молоді гідри.
Ниркування
Морські гідроїдні поліпи можуть бути, як гідри, одиночними, але частіше вони живуть колоніями, що з'явилися завдяки бруньканню великої кількості поліпів. Колонії поліпів часто складаються з величезної кількості особин.
У морських гідроїдних поліпів, крім безстатевих особин, при розмноженні за допомогою брунькування утворюються статеві особини, або медузи.
