К классу гидроидных относят беспозвоночных водных стрекающих животных. В их жизненном цикле зачастую присутствуют, сменяя друг друга, две формы: полип и медуза. Гидроидные могут собираться в колонии, но нередки и одиночные особи. Обнаруживают следы гидроидных даже в докембрийских слоях, однако из-за крайней непрочности их тел поиск весьма затруднен.

Яркий представитель гидроидных - пресноводная гидра , одиночный полип. Ее тело имеет подошву, стебелек и длинные относительно стебелька щупальца. Передвигается она, словно художественная гимнастка, - при каждом шаге делает мостик и кувыркается через «голову». Гидра повсеместно используется в лабораторных опытах, ее способность к регенерации и высокая активность стволовых клеток, обеспечивающая «вечную молодость» полипу, подтолкнула немецких ученых к поиску и изучению «гена бессмертия».

Типы клеток гидры

1. Эпителиально-мускульные клетки формируют внешние покровы, то есть являются основой эктодермы . Функция этих клеток - сокращать тело гидры или делать его длиннее, для этого они имеют мускульное волоконце.

2. Пищеварительно-мускульные клетки расположены в энтодерме . Они приспособлены к фагоцитозу, захватывают и перемешивают частички пищи, попавшие в гастральную полость, для чего каждая клетка снабжена несколькими жгутиками. В целом жгутики и ложноножки помогают пище проникать из кишечной полости в цитоплазму клеток гидры. Таким образом, пищеварение у нее идет двумя способами: внутриполостным (для этого там есть набор ферментов) и внутриклеточным.

3. Стрекательные клетки расположены в первую очередь на щупальцах. Они многофункциональны. Во-первых, гидра с их помощью защищается - рыба, желающая съесть гидру, обжигается ядом и бросает ее. Во-вторых, гидра парализует захваченную щупальцами добычу. В стрекательной клетке содержится капсулка с ядовитой стрекательной нитью, снаружи расположен чувствительный волосок, который после раздражения дает сигнал к «выстрелу». Жизнь стрекательной клетки скоротечна: после «выстрела» нитью она гибнет.

4. Нервные клетки , вместе с отростками похожими на звезды, лежат в эктодерме , под слоем эпителиально-мускульных клеток. Самая большая концентрация их у подошвы и щупалец. При любом воздействии гидра реагирует, что является безусловным рефлексом. Есть у полипа и такое свойство как раздражимость. Вспомним также, что «зонтик» медузы окаймлен скоплением нервных клеток, а в теле находятся ганглии.

5. Железистые клетки выделяют клейкое вещество. Находятся они в энтодерме и способствуют перевариванию пищи.

6. Промежуточные клетки - круглые, очень маленькие и недифференцированные - лежат в эктодерме . Эти стволовые клетки бесконечно делятся, способны превращаться в любые другие, соматические (кроме эпителиально-мускульных) или половые и обеспечивают регенерацию гидры. Встречаются гидры, не имеющие промежуточных клеток (следовательно, стрекательных, нервных и половых), способные к бесполому размножению.

7. Половые клетки развиваются в эктодерме . Яйцеклетка пресноводной гидры снабжена ложноножками, которыми она захватывает соседние клетки вместе с их питательными веществами. Среди гидр встречается гермафродитизм , когда яйцеклетки и сперматозоиды формируются у одной особи, но в разное время.

Прочие особенности пресноводной гидры

1. Дыхательной системы гидры не имеют, дышат они всей поверхностью тела.

2. Кровеносная система не сформирована.

3. Пищей для гидр служат личинки водных насекомых, разнообразные мелкие беспозвоночные, рачки (дафнии, циклопы). Непереваренные остатки пищи, как и у других кишечнополостных, удаляются обратно через ротовое отверстие.

4. Гидра способна к регенерации , за которую отвечают промежуточные клетки. Даже изрезанная на фрагменты, гидра достраивает необходимые органы и превращается в нескольких новых особей.

Вопрос 1. Каковы особенности внешнего строения гидры?
Гидра представляет собой полип мешковидной вытянутой формы, достигающий 1,5 см в длину. К субстрату она прикрепляется подошвой, расположенной на одном конце тела. На другом конце находится ротовое отверстие, окруженное венчиком щупалец. Стенка тела гидры образована двумя слоями клеток: наружным - эктодермой и внутренним - энтодермой.

Вопрос 2. Как устроена эктодерма кишечнополостных?
В эктодерме можно различить клетки нескольких типов. Основная масса представлена эпителиально-мускульными клетками, имеющими отростки, в которых сконцентрированы сократительные элементы. Также в эктодерме находятся чувствительные, нервные, железистые, стрекательные и промежуточные клетки. Чувствительные клетки расположены так же, как и эпителиально-мускульные, т. е. одним концом обращены наружу, а другим примыкают к базальной мембране. Нервные клетки лежат между сократительными отростками на базальной мембране. Промежуточные клетки - это недифференцированные клетки, из которых впоследствии развиваются специализированные клетки, кроме этого, они участвуют в регенерации. В эктодерме образуются половые клетки.

Вопрос 3. Каким типом нервной системы обладают кишечнополостные?
Кишечнополостные имеют диффузный тип нервной системы. Чувствительные клетки расположены так же, как и эпителиально-мускульные, т. е. одним концом обращены наружу, а другим примыкают к базальной мембране. Нервные клетки лежат между сократительными отростками на базальной мембране. Если дотронуться до гидры, то возникшее в первичных клетках возбуждение быстро распространяется по всей нервной сети и животное отвечает на раздражение сокращением отростков эпителиально-мускульных клеток.

Вопрос 4. Как устроена стрекательная клетка гидры?
Наибольшее число стрекательных клеток расположено в щупальцах. Внутри клетки имеется стрекательная капсула с ядовитой жидкостью и спирально свернутая полая нить. На поверхности клетки - чувствительный шипик, воспринимающий внешние воздействия. В ответ на раздражение стрекательная капсула выбрасывает содержащуюся в ней нить, которая выворачивается, как палец перчатки. Вместе с нитью выделяется обжигающее или ядовитое содержимое. Таким образом, гидроидные могут обездвиживать и парализовать довольно крупную добычу, например циклопов или дафний. Стрекательные клетки после использования заменяются на новые.

Вопрос 5. Какие клетки образуют внутренний слой гидры?
Клеточные элементы энтодермы представлены эпителиально-мускульными и железистыми клетками. Эпителиально-мускульные клетки часто имеют жгутики и выросты, напоминающие псевдоподии. Железистые клетки выделяют в пищеварительную полость пищеварительные ферменты: наибольшее количество таких клеток располагается около рта.

Вопрос 6. Расскажите о питании гидры.
Гидра - хищник. Питается планктоном - инфузориями, мелкими ракообразными (циклопами и дафниями). Стрекательные нити опутывают добычу и парализуют ее. Затем гидра захватывает ее щупальцами и направляет в ротовое отверстие.

Вопрос 7. Как осуществляется процесс пищеварения у гидры?
Пищеварение у гидр комбинированное (внутриполостное и внутриклеточное). Проглоченная пища попадает в пищеварительную полость. Сначала пища обрабатывается ферментами и измельчается в пищеварительной полости. Затем пищевые частицы фагоцитируются эпителиально-мускульными клетками и в них перевариваются. Питательные вещества диффузно распределяются между всеми клетками организма. Из клеток продукты обмена выделяются в пищеварительную полость, откуда вместе с непереваренными остатками пищи выбрасываются в окружающую среду через ротовое отверстие.

Вопрос 8. Что такое промежуточные клетки, каковы их функции?
Промежуточные клетки - это недифференцированные клетки, которые дают начало всем другим типам клеток экто- и энтодермы. Эти клетки обеспечивают восстановление частей тела при повреждении - регенерацию.

Вопрос 9. Что такое гермафродитизм?
Гермафродитизм - одновременное наличие у одного организма органов как мужского, так и женского пола.

Вопрос 10. Как размножается и развивается гидра?
Размножается гидра бесполым и половым путем. При бесполом размножении, которое происходит в благоприятный для жизни период, на теле материнского организма образуются одна или несколько почек, которые подрастают, у них прорывается рот и образуются щупальца. Дочерние особи отделяются от материнской. Настоящих колоний гидры не образуют. Половое размножение происходит осенью. В основном гидры раздельнополы, но есть и гермафродиты. Половые клетки образуются в эктодерме. В этих местах эктодерма вздувается в виде бугорков, в которых образуются или многочисленные сперматозоиды, или одна амебовидная яйцеклетка. Сперматозоиды, снабженные жгутиками, выделяются в окружающую среду и током воды доставляются к яйцеклеткам. После оплодотворения зигота образует оболочку, превращаясь в яйцо. Материнский организм погибает, а покрытое оболочкой яйцо перезимовывает и весной начинает развитие. Эмбриональный период включает два этапа: дробление и гаструляцию. После этого молодая гидра покидает яйцевые оболочки и выходит наружу.

Вопрос 11. Что такое гидромедузы?
Гидромедузы - свободноплавающие половые особи у некоторых представителей класса гидроидных, они образуются почкованием.

Вопрос 12. Что такое планула?
Планула - это личинка, покрытая ресничками. Образуется после оплодотворения у некоторых гидроидных. Прикрепляется к подводным предметам и дает начало новому полипу.

Вопрос 13. Каково внутреннее строение кораллового полипа?
Коралловые полипы обладают всеми характерными признаками кишечнополостных. Тело коралловых полипов имеет форму цилиндра. У них есть рот, окруженный щупальцами, ведущий в глотку. Пищеварительная полость разделена на большое количество камер, чем достигается увеличение ее поверхности и, следовательно, эффективность переваривания пищи. В экто- и энтодерме есть мышечные волокна, позволяющие полипу изменять форму тела. Характерной особенностью коралловых полипов является наличие у большинства из них твердого известкового скелета или скелета, состоящего из рогоподобного вещества.

Вопрос 14. Какую роль играют кишечнополостные в природе?
Кишечнополостные - хищники и занимают соответствующую нишу в пищевых цепях водоемов, морей и океанов, регулируя численность одноклеточных, мелких ракообразных, червей и т. д. Некоторые глубоководные виды медуз питаются погибшими организмами. Коралловые полипы, обитающие на мелководье в тропических морях, составляют основу рифов, атоллов и островов. Эти кораллы играют важную роль в прибрежных сообществах, включающих значительное количество животных и растений.

Решебник содержит ответы на вопросы учебного издания и выполнен в удобном для чтения формате PDF.

Отряд: Anthoathecata (=Hydrida) = Гидры

Род: Hydra = Гидры

Гидры распространены очень широко и обитают только в стоячих водоёмах или реках с медленным течением. По природе гидры представляют собой одиночнго малоподвижного полипа, с длиной тела от 1 до20 мм. Обычно гидры прикрепляются к субстрату: водным растениям, грунту или другим предметам, находящимся в воде.

Гидра имеет тело цилиндрической формы и обладает радиальной (одноосно-гетеропольной) симметрией. На его переднем конце, на особом конусе расположен рот, который окружённый венчиком, состоящим из 5-12 щупалец. Тело некоторых видов гидр разделено на собственно туловище и стебелёк. При этом на противоположном от рта заднем конце тела (или стебелька) расположена подошва, орган передвижения и прикрепления гидры.

По строению тело гидры представляет собой мешок со стенкой из двух слоёв: слоя клеток эктодермы и слоя клеток энтодермы, между которыми располагается мезоглея - тонкий слой межклеточного вещества. Полость тела гидры или гастральная полость, образует выпячивания или выросты, которые заходят внутрь щупалец. В гастральную полость гидры ведет одно основное ротовое отверстие, а на их подошве гидры имеется также дополнительное отверстие в виде узкой аборальной поры. Именно через неё может выделяться жидкость из кишечной полости. Отсюда же также выделяется пузырёк газа, при этом гидра вместе с ним открепляется от субстрата и всплывает к поверхности, удерживаясь вниз головным (передним) концом в толще воды. Именно таким способом она может расселяться по водоёму, преодолевая с течением значительное расстояние. Интересно функционирование и ротового отверстия, которое у не питающейся гидры фактически отсутствует, так как клетки эктодермы ротового конуса плотно смыкаются, образуя плотные контакты, мало отличающиеся от таковых и на других участках тела. Поэтому гидре при питании каждый раз необходимо как бы прорывать и открывать рот заново.

Основную массу тела гидры образуют эпителиально-мускульные клетки эктодермы и энтодермы, которых у гидры насчитывается около 20 000 . Эпителиально-мускульные клетки эктодермы и энтодермы представляют собой две независимые клеточные линии. Клетки эктодермы имеют цилиндрическую форму, формируя однослойный покровный эпителий. К мезоглее прилегают сократимые отростки данных клеток, они то и образуют продольную мускулатуру гидры. Эпителиально-мускульные клетки энтодермы несут по 2-5 жгутиков и направлены эпителиальными частями в полость кишки. С одной стороны эти клетки благодаря деятельности жгутиков перемешивают пищу, а с другой стороны, эти клетки могут образовывать ложноножки, при помощью которых они захватывают частицы пищи внутрь клетки, где формируются пищеварительные вакуоли.

Эпителиально-мускульные клетки эктодермы и энтодермы в верхней трети туловища гидры способны делиться митотически. Вновь образуемые клетки постепенно смещаются: одни в сторону гипостома и щупалец, другие в сторону подошвы. При этом по мере их переперемещения от места размножения происходит дифференцировка клеток. Так, те клетки эктодермы, что оказались на щупальцах преобразуются в клетки стрекательных батарей, а на подошве они становятся железистыми клетками, выделяющими слизь, так необходимую для прикрепления гидры к субстрату.

Расположенные в полости тела гидры железистые клетки энтодермы, которых насчитывается около 5000, выделяют пищеварительные ферменты, которые расщепляют пищу находящуюся в полости кишки. А образуются железистые клетки из промежуточных или интерстициальных клеток (i-клеток). Они расположены между эпителиально-мускульными клетками и имеют вид мелких, округлых клеток, которых у гидры насчитывается около 15 000. Эти недифференцированные клетки могут превращаться в любые типы клеток тела гидры, кроме эпителиально-мускульных. Они обладают всеми свойствами стволовых клеток и потенциально способны дать как половые, так и соматические клетки. Хотя сами стволовые промежуточные клетки не мигрируют, а вот их дифференцирующиеся клетки-потомки способны к довольно быстрым миграциям.

Для того чтобы изучить внутреннее строение тела гидры , ее убивают, окрашивают и с по­мощью специальных приборов делают продольные и поперечные разрезы через ее тело, а также тончайшие срезы отдельных частей тела животного. Рассматривая такие срезы под микроскопом, можно заметить, что тело гидры состоит не из одной клетки, как у амёбы обыкновенной , эвглены зелёной или инфузории туфельки , а из многих. Животные, тело которых состоит из большого количества клеток, называются многоклеточными. Значит, гидра - многоклеточное животное.

Клетки гидры образуют стенки тела, которые состоят из двух слоёв: наружного и внутреннего. Между этими слоями находится тонкая прозрачная опорная перепонка, разделяющая их. Наружный слой, или эктодерма, носит еще название кожного, или по­кровного. Внутренний слой, или энтодерма, называется еще пищеварительным.

Внешнее строение

Тело пресноводной гидры имеет форму длинного мешочка. Обычно она прикрепляется одним концом своего цилиндрического тела к водному растению, подводному камню или другому предмету. Конец тела пресноводной гидры, которым она прикрепляется к подводным предметам, называется подошвой. На противоположном, свободном конце тела расположены от 6 до 12 тонких, как волоски, щупалец. В вытянутом положении щупальца могут превышать длину тела гидры, достигая 25 см.

Большинству беспозвоночных животных свойственна определенная симметрия тела, то есть правильное расположение частей тела и некоторых органов относительно оси тела. Симметрия тела того или иного беспозвоночного животного тесно связана с образом его жизни. Для пресноводной гидры и большинства других кишечнополостных характерна лучевая (радиальная) симметрия тела. Через тело таких животных, при раз­делении их на две одинаковые половины, можно провести много плоскостей симметрии. Лучевая симметрия тела возможна толь­ко у животных, живущих в воде.

Гидры - это род животных, относящихся к Кишечнополостным. Их строение и жизнедеятельность часто рассматривают на примере типичного представителя - гидры пресноводной . Далее будет описываться именно данный вид, который обитает в пресных водоемах с чистой водой, прикрепляется к водным растениям.

Обычно размер гидры менее 1 см. Жизненная форма - полип, что предполагает цилиндрическую форму тела с подошвой внизу и ротовым отверстием на верхней стороне. Рот окружен щупальцами (примерно 6-10), которые могут вытягиваться в длину, превышающую длину тела. Гидра наклоняется в воде из стороны в сторону и своими щупальцами улавливает мелких членистоногих (дафний и др.), после чего отправляет их в рот.

Для гидр, также как для всех кишечнополостных, характерна радиальная (или лучевая) симметрия . Если смотреть на не сверху, то можно провести множество воображаемых плоскостей, делящих животное на две равных части. Гидре все-равно с какой стороны к ней подплывает пища, так как она ведет неподвижный образ жизни, поэтому радиальная симметрия ей более выгодна, чем билатеральная (характерная для большинства подвижных животных).

Ротовое отверстие гидры открывается в кишечную полость . Здесь происходит частичное переваривание пищи. Остальное переваривание осуществляется в клетках, которые поглощают частично переваренную пищу из кишечной полости. Непереваренные остатки выбрасываются через рот, так как у кишечнополостных нет анального отверстия.

Тело гидры, как и всех кишечнополостных, состоит из двух слоев клеток. Наружный слой называется эктодермой , а внутренний - энтодермой . Между ними находится небольшой слой мезоглеи - неклеточного студенистого вещества, в котором могут находиться различные типы клеток или отростки клеток.

Эктодерма гидры

Эктодерму гидры составляют несколько видов клеток.

Кожно-мускульные клетки наиболее многочисленные. Они создают покровы животного, а также отвечают за изменение формы тела (удлинение или уменьшение, изгибание). Их отростки содержат мышечные волоконца, способные сокращаться (при этом их длина уменьшается) и расслабляться (их длина увеличивается). Таким образом, эти клетки играют роль не только покровов, но и мышц. У гидры нет настоящих мышечных клеток и, соответственно, настоящей мышечной ткани.

Гидра может передвигаться с помощью кувырков. Она наклоняется так сильно, что щупальцами достает до опоры и становится на них, поднимая подошву вверх. После этого наклоняется уже подошва и становится на опору. Таким образом, гидра совершает кувырок и оказывается на новом месте.

У гидры есть нервные клетки . У этих клеток есть тело и длинные отростки, которыми они соединяются между собой. Другие отростки контактируют с кожно-мускульными и некоторыми другими клетками. Таким образом все тело заключается в нервную сеть. У гидр нет скопления нервных клеток (ганглиев, мозга), однако даже такая примитивная нервная система позволяет им иметь безусловные рефлексы. Гидры реагируют на прикосновение, наличие ряда химических веществ, изменение температуры. Так если к гидре прикоснуться, то она сжимается. Это значит, что возбуждение от одной нервной клетки распространяется по всем остальным, после чего нервные клетки передают сигнал кожно-мускульным клеткам, чтобы они начали сокращать свои мышечные волоконца.

Между кожно-мускульными клетками у гидры есть немало стрекательных клеток . Особенно их много на щупальцах. Эти клетки внутри себя содержат стрекательные капсулы со стрекательными нитями. Снаружи у клеток находится чувствительный волосок, при касании которого стрекательная нить выстреливает из своей капсулы и поражает жертву. При этом в мелкое животное впрыскивается яд, обычно имеющий паралитическое действие. С помощью стрекательны клеток гидра не только ловит свою добычу, но и защищается от нападающих на нее животных.

Промежуточные клетки (находятся скорее в мезоглее, чем в эктодерме) обеспечивают регенерацию. Если гидра повреждается, то благодаря промежуточным клеткам на месте раны образуются новые различные клетки эктодермы и эндодермы. Гидра может восстановить достаточно большую часть своего тела. Отсюда и ее название: в честь персонажа древне-греческой мифологии, у которого отрастали новые головы взамен отрубленным.

Энтодерма гидры

Энтодерма выстилает кишечную полость гидры. Главная функция клеток энтодермы - это захват частичек пищи (частично переваренных в кишечной полости) и их окончательное переваривание. При этом у клеток энтодермы есть также мускульные волоконца, способные сокращаться. Эти волоконца обращены в сторону мезоглеи. В сторону кишечной полости направлены жгутики, которые подгребают к клетке пищевые частицы. Клетка их захватывает так, как это делают амебы - образуя ложноножки. Далее пища оказывается в пищеварительных вакуолях.

Энтодерма выделяет в кишечную полость секрет - пищеварительный сок. Благодаря ему захваченное гидрой животное распадается на мелкие частички.

Размножение гидры

У пресноводной гидры есть как половое, так и бесполое размножение.

Бесполое размножение осуществляется путем почкования. Оно происходит в благоприятный период года (в основном летом). На теле гидры образуется выпячивание стенки. Это выпячивание увеличивается в размерах, после чего на нем образуются щупальца и прорывается рот. В последствие дочерняя особь отделяется. Таким образом, пресноводные гидры не образуют колоний.

С наступлением холодов (осенью) гидра преступает к половому размножению . После полового размножения гидры гибнут, они не могут жить зимой. При половом размножении в теле гидры образуются яйцеклетки и сперматозоиды. Последние покидают тело одной гидры, подплывают к другой и оплодотворяют там ее яйцеклетки. Образуются зиготы, которые покрываются плотной оболочкой, позволяющей им пережить зиму. Весной зигота начинает делиться, при этом формируются два зародышевых слоя - эктодерма и энтодерма. Когда температура становится достаточно высокой, молодая гидра разрывает оболочку и выходит наружу.