Гидра. Обелия. Строение гидры. Гидроидные полипы

Обитают в морских, редко - в пресных водоемах. Гидроидные - наиболее просто организованные кишечнополостные: гастральная полость без перегородок, нервная система без ганглиев, половые железы развиваются в эктодерме. Нередко образуют колонии. У многих в жизненном цикле имеется смена поколений: полового (гидроидные медузы) и бесполого (полипы) (см. Кишечнополостные ).

Гидра (Hydra sp.) (рис. 1) - одиночный пресноводный полип. Длина тела гидры около 1 см, нижняя его часть - подошва - служит для прикрепления к субстрату, на противоположной стороне находится ротовое отверстие, вокруг которого располагаются 6-12 щупалец.

Как у всех кишечнополостных, клетки гидры располагаются двумя слоями. Наружный слой называется эктодермой, внутренний - энтодермой. Между этими слоями - базальная пластинка. В эктодерме выделяют следующие виды клеток: эпителиально-мускульные, стрекательные, нервные, промежуточные (интерстициальные). Из мелких недифференцированных интерстициальных клеток могут формироваться любые другие клетки эктодермы, в том числе в период размножения и половые клетки. В основании эпителиально-мускульных клеток находятся мускульные волокна, расположенные вдоль оси тела. При их сокращении тело гидры укорачивается. Нервные клетки имеют звездчатую форму и располагаются на базальной мембране. Соединяясь своими длинными отростками, они образуют примитивную нервную систему диффузного типа. Ответная реакция на раздражение имеет рефлекторный характер.

рис. 1.
1 - рот, 2 - подошва, 3 - гастральная полость, 4 - эктодерма,
5 - энтодерма, 6 - стрекательные клетки, 7 - интерстициальные
клетки, 8 - эпителиально-мускульная клетка эктодермы,
9 - нервная клетка, 10 - эпителиально-мускульная
клетка энтодермы, 11 - железистая клетка.

В эктодерме присутствуют стрекательные клетки трех типов: пенетранты, вольвенты и глютинанты. Клетка-пенетрант - грушевидной формы, имеет чувствительный волосок - книдоциль, внутри клетки располагается стрекательная капсула, в которой находится спирально закрученная стрекательная нить. Полость капсулы заполнена токсичной жидкостью. На конце стрекательной нити находятся три шипика. Прикосновение к книдоцилю вызывает выброс стрекательной нити. При этом в тело жертвы вначале вонзаются шипики, затем по каналу нити впрыскивается яд стрекательной капсулы. Яд оказывает болевое и парализующее действие.

Стрекательные клетки двух других типов выполняют дополнительную функцию удерживания добычи. Вольвенты выстреливают ловчие нити, опутывающие тело жертвы. Глютинанты выбрасывают клейкие нити. После выстреливания нитей стрекательные клетки отмирают. Новые клетки образуются из интерстициальных.

Гидра питается мелкими животными: ракообразные, личинки насекомых, мальки рыб и др. Добыча, парализованная и обездвиженная с помощью стрекательных клеток, направляется в гастральную полость. Переваривание пищи - полостное и внутриклеточное, непереваренные остатки выводятся через ротовое отверстие.

Гастральная полость выстлана клетками энтодермы: эпителиально-мускульными и железистыми. В основании эпителиально-мускульных клеток энтодермы находятся мускульные волокна, расположенное в поперечном направлении по отношению к оси тела, при их сокращении тело гидры сужается. Участок эпителиально-мускульной клетки, обращенный в гастральную полость, несет от 1 до 3 жгутиков и способен образовывать ложноножки для захвата пищевых частиц. Кроме эпителиально-мускульных имеются железистые клетки, секретирующие в кишечную полость пищеварительные ферменты.

рис. 2.
1 - материнская особь,
2 - дочерняя особь (почка).

Гидра размножается бесполым (почкование) и половым способами. Бесполое размножение происходит в весенне-летний сезон. Почки закладываются обычно на срединных участках тела (рис. 2). Через некоторое время молодые гидры отделяются от материнского организма и начинают вести самостоятельную жизнь.

Половое размножение происходит осенью. В период полового размножения в эктодерме развиваются половые клетки. Сперматозоиды образуются на участках тела поблизости от ротового отверстия, яйцеклетки - ближе к подошве. Гидры могут быть как раздельнополыми, так и гермафродитными.

После оплодотворения зигота покрывается плотными оболочками, образуется яйцо. Гидра погибает, а из яйца следующей весной развивается новая гидра. Развитие прямое без личинок.

Гидра обладает высокой способностью к регенерации. Это животное способно восстанавливаться даже из небольшой отрезанной части тела. За процессы регенерации отвечают интерстициальные клетки. Жизнедеятельность и регенерация гидры были впервые изучены Р. Трамбле.

Обелия (Obelia sp.) - колония морских гидроидных полипов (рис. 3). Колония имеет вид кустика и состоит из особей двух видов: гидрантов и бластостилей. Эктодерма членов колонии выделяет скелетную органическую оболочку - перидерму, которая выполняет функции опоры и защиты.

Большая часть особей колонии - гидранты. Строение гидранта напоминает строение гидры. В отличие от гидры: 1) рот расположен на ротовом стебельке, 2) ротовой стебелек окружен множеством щупалец, 3) гастральная полость продолжается в общем «стебле» колонии. Пища, захваченная одним полипом, распределяется между членами одной колонии по разветвленным каналам общей пищеварительной полости.

рис. 3.
1 - колония полипов, 2 - гидроидная медуза,
3 - яйцо, 4 - планула,
5 - молодой полип с почкой.

Бластостиль имеет вид стебелька, не имеет рта и шупалец. От бластостиля отпочковываются медузы. Медузы отрываются от бластостиля, плавают в толще воды и растут. Форму гидроидной медузы можно сравнить с формой зонтика. Между эктодермой и энтодермой находится студенистый слой - мезоглея. На вогнутой стороне тела, в центре, на ротовом стебельке находится рот. По краю зонтика свешиваются многочисленные щупальца, служащие для ловли добычи (мелкие рачки, личинки беспозвоночных и рыб). Число щупалец кратно четырем. Пища изо рта попадает в желудок, от желудка отходят четыре прямых радиальных канала, опоясывающие край зонтика медузы. Способ движения медузы «реактивный», этому способствует складка эктодермы по краю зонтика, называемая «парусом». Нервная система диффузного типа, но имеются скопления нервных клеток по краю зонтика.

Четыре гонады образуются в эктодерме на вогнутой поверхности тела под радиальными каналами. В гонадах формируются половые клетки.

Из оплодотворенной яйцеклетки развивается личинка паренхимула, соответствующая подобной личинке губок. Затем паренхимула преобразуется в двухслойную личинку планулу. Планула, поплавав при помощи ресничек, оседает на дно и превращается в нового полипа. Этот полип путем почкования образует новую колонию.

Для жизненного цикла обелии характерно чередование бесполого и полового поколений. Бесполое поколение представлено полипами, половое - медузами.

Описание других классов типа Кишечнополостные.

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

Питание . Стрекательные капсулы своими нитями опутывают добычу и парализуют ее. Обработанная таким образом добыча захватывается щупальцами и направляется в ротовое отверстие. Гидры могут «осилить» весьма крупную добычу, превосходящую их по величине, например даже мальков рыб. Растяжимость ротового отверстия и всего тела у них велика. Они очень прожорливы — одна гидра может проглотить за короткий срок до полдюжины дафний. Проглоченная пища попадает в гастральную полость. Пищеварение у гидр, по-видимому, комбинированное — внутри- и внеклеточное. Пищевые частицы затягиваются клетками энтодермы при помощи псев доподий внутрь и там перевариваются. В результате пищеварения в клет ках энтодермы накапливаются питательные вещества, там же появляются зернышки продуктов выделения, выбрасываемые время от времени небольшими порциями в гастральную полость. Продукты выделения, а также не переваренные части пищи выбрасываются наружу через ротовое отверстие

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

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

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

Еще интересные статьи

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

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

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

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

Рисунок из В.А. Догель ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

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

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

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

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

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

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

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

Когда гидра спешит, она передвигается с помощью "кульбитов"

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

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

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

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

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

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

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

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

Владимир Ковалев

Обновлено 21 04 2016

• 28987 просмотров

Рисунок: Строение пресноводной гидры. Лучевая симетрия гидры

Среда обитания, особенности строения и жизнедеятельности пресноводного полипа гидры

В озерах, речках или прудах с чистой, прозрачной водой на стеблях водных растений встречается маленькое полупрозрачное животное - полип гидра ("полип" означает "многоног"). Это прикрепленное или малоподвижное кишечнополостное животное с многочисленными щупальцами . Тело обыкновенной гидры имеет почти правильную цилиндрическую форму. На одном конце находится рот , окруженный венчиком из 5-12 тонких длинных щупалец, другой конец вытянут в виде стебелька с подошвой на конце. При помощи подошвы гидра прикрепляется к различным подводным предметам. Тело гидры вместе со стебельком обычно длиной до 7 мм, зато щупальца способны вытягиваться на несколько сантиметров.

Лучевая симметрия гидры

Если вдоль тела гидры провести воображаемую ось, то ее щупальца будут расходиться от этой оси во все стороны, как лучи от источника света. Свешиваясь вниз с какого-нибудь водного растения, гидра постоянно покачивается и медленно водит щупальцами, подстерегая добычу. Так как жертва может появиться с любой стороны, лучеобразно расставленные щупальца лучше всего соответствуют такому способу охоты.
Лучевая симметрия характерна, как правило, для животных, ведущих прикпрепленный образ жизни.

Кишечная полость гидры

Тело гидры имеет вид мешочка, стенки которого состоят из двух слоев клеток - наружного (эктодермы) и внутреннего (энтодермы). Внутри тела гидры имеется кишечная полость (отсюда и название типа - кишечнополостные).

Наружный слой клеток гидры - эктодерма

Рисунок: строение наружного слоя клеток - эктодермы гидры

Наружный слой клеток гидры называется - эктодерма . Под микроскопом в наружном слое гидры - эктодерме - видно несколько разновидностей клеток. Больше всего здесь кожно-мускулъных. Соприкасаясь боковыми сторонами, эти клетки создают покров гидры. В основании каждой такой клетки есть сократимое мускульное волоконце, играющее важную роль при движении животного. Когда волоконца всех кожно-мускульных клеток сокращаются, тело гидры сжимается. Если сокращаются волоконца только на одной стороне тела, то в эту сторону гидра и нагибается. Благодаря работе мускульных волоконец гидра может медленно передвигаться с места на место, поочередно "ступая" то подошвой, то щупальцами. Такое движение можно сравнить с медленным кувырканием через голову.
В наружном слое расположены и нервные клетки . Они имеют звездообразную форму, так как снабжены длинными отростками.
Отростки соседних нервных клеток соприкасаются между собой и образуютнервное сплетение , охватывающее все тело гидры. Часть отростков подходит к кожно-мускульным клеткам.

Раздражимость и рефлексы гидры

Гидра способна ощущать прикосновения, изменение температуры, появление в воде различных растворенных веществ и другие раздражения. От этого ее нервные клетки возбуждаются. Если к гидре прикоснуться тонкой иглой, то возбуждение от раздражения одной из нервных клеток передается по отросткам другим нервным клеткам, а от них - к кожно-мускульным клеткам. Это вызывает сокращение мускульных волоконец, и гидра сжимается в комочек.

Рисунок: раздражимость гидры

На этом примере мы знакомимся со сложным явлением в организме животного - рефлексом . Рефлекс состоит из трех последовательных этапов:восприятия раздражения , передачи возбуждения от этого раздражения по нервным клеткам и ответной реакции организма каким-либо действием. В связи с простотой организации гидры ее рефлексы очень однообразны. В дальнейшем мы ознакомимся с гораздо более сложными рефлексами у более высокоорганизованных животных.

Стрекательные клетки гидры

Рисунок: строкательные или крапивные клетки гидры

Все тело гидры и особенно ее щупальца усажены большим количествомстрекательных , или крапивных клеток. Каждая из этих клеток имеет сложное строение. Кроме цитоплазмы и ядра в ней заключена пузыревидная стрекательная капсула, внутри которой свернута тонкая трубочка -стрекательная нить . Наружу из клетки торчит чувствительный волосок . Как только рачок, малек рыбы или другое маленькое животное коснется чувствительного волоска, стрекательная нить стремительно распрямляется, ее конец выбрасьшается наружу и вонзается в жертву. По каналу, проходящему внутри нити, из стрекательной капсулы в тело добычи попадает яд, вызывающий гибель мелких животных. Как правило, выстреливает сразу много стрекательных клеток. Затем гидра щупальцами подтягивает добычу ко рту и заглатывает. Стрекательные клетки служат гидре также и для защиты. Рыбы и водные насекомые не едят гидр, обжигающих врагов. Яд из капсул по своему действию на организм крупных животных напоминает яд крапивы.

Внутренний слой клеток - энтодерма гидры

Рисунок: строение внутреннего слоя клеток - энтодермы гидры

Внутренний слой клеток - энтодерм а. Клетки внутреннего слоя - энтодермы - имеют сократимые мускульные волоконца, но основная роль этих клеток - переваривание пищи. Они выделяют в кишечную полость пищеварительный сок, под влиянием которого добыча гидры размягчается и распадается на мелкие частицы. Часть клеток внутреннего слоя снабжена несколькими длинными жгутиками (как у жгутиковых простейших). Жгутики находятся в постоянном движении и подгребают частицы к клеткам. Клетки внутреннего слоя способны выпускать ложноножки (как у амебы) и захватывать ими пищу. Дальнейшее пищеварение происходит внутри клетки, в вакуолях (как у простейших). Непереваренные остатки пищи выбрасьшаются наружу через рот.
Особых органов дыхания у гидры нет, растворенный в воде кислород проникает в гидру через всю поверхность ее тела.

Регенерация гидры

В наружном слое тела гидры имеются также очень маленькие округлые клетки с крупными ядрами. Эти клетки называют промежуточными . Они играют в жизни гидры очень важную роль. При всяком повреждении тела промежуточные клетки, расположенные вблизи от ран, начинают усиленно расти. Из них образуются кожно-мускульные, нервные и другие клетки, и раненое место быстро зарастает.
Если разрезать гидру поперек, то на одной из ее половинок вырастают щупальца и появляется рот, а на другой возникает стебелек. Получаются две гидры.
Процесс восстановления утраченных или поврежденных частей тела называют регенерацией . У гидры способность к регенерации развита очень сильно.
Регенерация в той или иной степени характерна также для остальных животных и человека. Так, у дождевых червей возможна регенерация целого организма из их частей, у земноводных (лягушки, тритоны) могут восстанавливаться целые конечности, разные части глаза, хвост и внутренние органы. У человека при порезе восстанавливается кожа.

Размножение гидры

Бесполое размножение гидры почкованием

Рисунок: бесполое размножение гидры почкованием

Гидра размножается бесполым и половым способами. Летом на теле гидры появляется маленький бугорок — выпячивание стенки ее тела. Бугорок этот растет, вытягивается. На его конце появляются щупальца, а между ними прорывается рот. Так развивается молодая гидра, которая первое время остается соединенной с материнской при помощи стебелька. Внешне все это напоминает развитие побега растения из почки (отсюда и название этого явления - почкование ). Когда маленькая гидра подрастет, она отделяется от материнского организма и начинает жить самостоятельно.

Половое размножение гидры

К осени, с наступлением неблагоприятных условий, гидры гибнут, но перед этим в их теле развиваются половые клетки. Различают два вида половых клеток: яйцевые , или женские, и сперматозоиды , или мужские половые клетки. Сперматозоиды похожи на жгутиковых простейших. Они покидают тело гидры и плавают с помощью длинного жгутика.

Рисунок: половое размножение гидры

Яйцевая клетка гидры похожа на амебу, имеет ложноножки. Сперматозоид подплывает к гидре с яйцевой клеткой и проникает внутрь ее, и ядра обеих половых клеток сливаются. Происходит оплодотворение . После этого ложноножки втягиваются, клетка округляется, на ее поверхности выделяется толстая оболочка — образуется яйцо . В конце осени гидра погибает, а яйцо остается живым и попадает на дно. Весной оплодотворенное яйцо начинает делиться, образующиеся клетки располагаются в два слоя. Из них развивается маленькая гидра, которая с наступлением теплой погоды выходит наружу через разрыв оболочки яйца.
Таким образом, многоклеточное животное гидра в начале своей жизни состоит из одной клетки — яйца.

В благоприятных условиях гидры могут жить годами, десятилетиями и столетиями, не старея и не теряя в плодовитости.

С гидрами мы встречаемся ещё в школе: с одной стороны, гидрой звали мифическое чудище, фигурирующее в одном из подвигов Геракла, с другой - то же имя носят крохотные кишечнополостные, обитающие в пресноводных водоёмах. Размер их тела - всего 1-2 см, внешне они выглядят, как трубки с щупальцами на одном конце; но, несмотря на небольшие размеры и сидячий образ жизни, они всё-таки хищники, которые с помощью щупалец и находящихся в них стрекательных клеток обездвиживают и хватают добычу - существ ещё более мелких, чем сами гидры.

Гидра Hydra vulgaris с отпочковывающимся клоном. (Фото Konrad Wothe / Minden Pictures / Corbis.)

Компания гидр Hydra viridissima. (Фото Albert Lleal / Minden Pictures / Corbis.)

При этом у них есть одна особенность, которая упоминается в любом учебнике по биологии. Мы говорим о чрезвычайно развитой способности к регенерации: гидра может восстановить любую часть своего тела благодаря огромному запасу плюрипотентных стволовых клеток. Такие клетки способны бесконечно делиться и давать начало всем типам тканей, всем разновидностям других клеток. Но когда стволовая клетка в процессе дифференцировки становится мышечной, или нервной, или какой-то ещё, делиться она перестаёт. И у человека такие «всемогущие» стволовые клетки есть только на ранних этапах эмбрионального развития, а потом их запас быстро исчерпывается; вместо них появляются другие, более специализированные стволовые клетки, которые так же могут делиться очень много раз, но принадлежат они уже каким-то отдельным тканям. Гидре же повезло больше, с ней «всемогущие» стволовые клетки остаются на всю жизнь.

Но сколько длится жизнь гидры? Если она способна постоянно обновлять сама себя, следует ли отсюда, что она бессмертна? Известно, что даже стволовые клетки, которые есть у взрослых людей и животных, постепенно стареют и тем самым вносят свой вклад в общее старение организма. Может ли быть так, что гидре старение незнакомо? Джеймс Воупал (James W. Vaupel ) из Института демографических исследований Общества Макса Планка и его коллеги утверждают, что так оно и есть. В статье в журнале PNAS авторы работы описывают результаты многолетнего эксперимента с 2 256 гидрами «в главных ролях». Животные росли в лаборатории и в почти идеальных условиях: у каждого был свой участок, никакого недостатка в еде и регулярная, три раза в неделю, замена воды в аквариуме.

Старение легче всего заметить по увеличивающейся смертности (то есть в молодой популяции умирать будут реже, чем в старой) и по снижению плодовитости. Однако за восемь лет наблюдений ничего такого не случилось. Уровень смертности был всё время постоянным и составлял примерно один случай на 167 особей в год, независимо от возраста. (Среди обитателей лаборатории были 41-летние экземпляры, которые, однако, представляли собой клоны, то есть биологически они были гораздо старше, но как отдельно взятый индивидуум их наблюдали только последние несколько лет.) Плодовитость - у гидр, кроме бесполого самоклонирования, есть и половое размножение - тоже оставалась постоянной у 80%. У остальных 20% она то повышалась, то понижалась, что, вероятно, происходило из-за изменений в условиях обитания - ведь даже в лаборатории какие-то факторы остаются неучтёнными.

Конечно, в естественных условиях, с хищниками, болезнями и прочими экологическими неприятностями гидрам вряд ли в полной мере удаётся насладиться вечной юностью и бессмертием. Однако сами по себе они, очевидно, действительно не стареют и, как следствие, не умирают. Возможно, что на Земле есть ещё какие-то организмы с таким же удивительным свойством, но, если пытаться и дальше разгадывать биологическую загадку старения - и его отсутствия - гидра остаётся всё-таки наиболее удобным объектом исследования.

Два года назад тот же Джеймс Воупал с коллегами опубликовал в Nature статью, в которой говорилось о связи старения и продолжительности жизни. Оказалось, что у многих видов смертность никак не меняется с возрастом, а у некоторых вероятность умереть молодым оказывается даже выше. Гидра в той работе тоже присутствовала: согласно расчётам, даже через 1 400 лет 5% гидр в лабораторном аквариуме будут оставаться в живых (остальные просто равномерно умрут за такой более чем внушительный срок). Как видим, в целом результаты с этими кишечнополостными получились столь любопытными, что сейчас с ними сделали ещё одну отдельную статью.