Содержание
Откуда у гидры берутся новые стрекательные клетки?
Стрекательные клетки гидры — поразительный природный механизм, практически совершенное смертоносное оружие.
Достаточно сказать, что ускорение стрекательной клетки при выстреле достигает до 5 миллионов значений укорения совбодного падения, а давление кончика стрекательной нити на поверхность сравнимо с давлением пули. Именно такая невероятная скорость позволяет гидре мгновенно пробивать даже толстую оболочку оранизмов, на которые она охотится.
Стрекательные клетки гидры образуются из промежуточных клеток на туловище гидры, которые называются книдобластами. Книдобласты поначалу соединены в кластеры специальными мостиками из цитоплазмы. Затем происходит разделение книдобластов на отдельные щупальца и мостики исчезают.
Так появляются смертоносные стрекательные клетки гидры, в которые встроен целый механизм поражения: капсула с ядом, стрекательная нить, чувствительный волосок для обнаружения жертвы.
Срабатывает стрекательная клетка так: волосок, касаясь жертвы, обнаруживает ее, вслед за этим стрекательные нити опутывают жертву, а когда та начинает дергаться, срабатывает ударная стрекательная нить пенетранта, пробивает оболочку жертвы и вводит яд.
Гидра
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.
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.
ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ (COELENTERATA)
Известно более 9000 видов кишечнополостных. Представителями этого типа являются медузы, гидры, актинии, коралловые полипы . Среда обитания – моря и океаны, за исключением некоторых пресноводных видов (например, краспедакуста). Образ жизни – свободноживущие (свободноплавающие или прикреплённые формы). Размеры тела сильно различаются: от 1 мм до 2 метров.
Кишечнополостные – двухслойные многоклеточные животные с радиальной симметрией . Развитие происходит из двух слоёв клеток – эктодермы и энтодермы. Радиальной симметрия тела называется потому, что вокруг продольной оси животного можно провести множество плоскостей и каждая из них будет делить тело на две симметричные половины.
Большинство кишечнополостных имеют две жизненные формы : полип и медуза.
Полип – прикреплённая форма. Имеет вид вытянутого мешка, имеющего отверстие – рот, который окружён щупальцами и ведёт в кишечную полость. Своё название эти животные получили за то, что их тело образует кишечную полость, в которой происходит переваривание пищи. Задний конец тела – подошва – фиксируется к субстрату. Прикреплённые формы могут быть как одиночные (гидра), так и колониальные (коралловые полипы).
Медуза – плавающая форма. Имеет форму колокола или зонтика, под сводом которого расположен рот. По краю купола располагаются щупальца. Плавающие формы всегда одиночные . Медузы всю жизнь проводят, свободно плавая в толще воды, и переносятся водными потоками на большие расстояния.
У кишечнополостных впервые появляется нервная система диффузного типа , полостное пищеварение .
Тип Кишечнополостные делится на три класса: Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые полипы .
Класс Гидроидные насчитывает около 3 тыс. видов, которые ведут прикреплённый и плавающий образ жизни. Наиболее известным представителем данного класса является гидра . Впервые её наблюдал Антони ван Левенгук, но были описаны они только в 1744 году швейцарским натуралистом Авраамом Трамбле . Он подробно изучил их строение и поведение, открыл их способность к регенерации . Трамбле разрезал гидру пополам. Через некоторое время у каждой половинки восстановились недостающие части тела. Гидры способны восстанавливать целый организм из отдельной его части. В настоящее время известно 29 видов гидр. Особенности строения и жизнедеятельности гидроидных рассмотрим на примере пресноводного полипа гидры.
Гидра представляет собой небольшой (1,5 см в длину) полип мешковидной вытянутой формы. Они обитают в стоячих водоёмах и реках с медленным течением, прикрепляясь к водным растениям и грунту. Её тело представляет собой двухслойный мешок с одним отверстием – ртом, окружённым венчиком из 6 – 12 щупалец . Вытянутые в длину щупальца в 3 раза превышают длину тела гидры. За ртом следует желудочный отдел (это пищеварительная полость), которая переходит в более узкий стебелёк , заканчивающийся подошвой , с помощью которой животное прикрепляется к субстрату. В теле выделяют эктодерму и энтодерму , между которыми располагается тонкий слой бесструктурной мезоглеи , которую еще называют базальной мембраной .
Эктодерма состоит из эпителиально-мускульных, стрекательных, нервных и промежуточных клеток.
Наиболее многочисленными являются эпителиально-мускульные клетки , которые формируют покровы тела и участвуют в движении, так как содержат мышечные волокна. При сокращении этих клеток гидра укорачивается.
Стрекательные клетки являются характерной особенностью всех кишечнополостных. У гидры они разбросаны по всему телу, но наиболее многочисленны на щупальцах.
Стрекательные клетки содержат капсулу с ядовитой жидкостью и стрекательную нить, а на поверхности находится чувствительный волосок, при прикосновении к которому происходит возбуждение клетки и выброс стрекательной нити из капсулы. Функция – защита и нападение. Таким образом, гидроидные могут обездвижить или парализовать довольно крупную добычу.
Нервные клетки располагаются под эпителиально-мускульными, имеют звёздчатую форму и отростки. Наиболее часто они встречаются вокруг рта и на подошве.
Их совокупность образует примитивную нервную систему диффузного (или сетчатого) типа , которая покрывает все тело животного. Если дотронуться до гидры в любом месте тела, возбуждение сразу же распространяется по всей сети и вызывает сокращение эпителиально-мускульных клеток – тело гидры сократится и превратится в комочек.
Промежуточные клетки имеют небольшие размеры. Они дают начало всем другим типам клеток.
Половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды – появляются в определённые периоды жизненного цикла из промежуточных клеток и обеспечивают половое размножение.
Основная функция энтодермы – переваривание пищи. Она состоит из железистых и эпителиально-мускульных пищеварительных клеток.
Железистые клетки вырабатывают и выделяют в кишечную полость пищеварительные ферменты, которые обеспечивают частичное переваривание пищи в пищеварительной полости.
Пищеварительные клетки имеют от 2 до 5 жгутиков и способны образовывать ложноножки. Они выстилают пищеварительную полость. Жгутики находятся в постоянном движении и подгребают к клеткам частицы пищи, которые они захватывают ложноножками и внутри клеток происходит окончательное переваривание пищи.
Таким образом, для гидры характерно комбинированное пищеварение: полостное и внутриклеточное .
Гидра – прожорливый хищник , она питается мелкими водными животными, в основном: дафниями, циклопами и простейшими. Стрекательные нити парализуют добычу, затем гидра захватывает её щупальцами и направляет в ротовое отверстие. Проглоченная пища попадает в пищеварительную полость.
Врагов у гидры немного, и самый опасный из них – это поедающий гидру прудовик.
Окраска гидры зависит от характера пищи – животное может быть почти бесцветным, серым, бурым или зелёным. Зеленый цвет определяется одноклеточными водорослями, которые живут в теле гидры как симбионты.
Передвигается гидра благодаря сокращению эпителиально-мускульных клеток. Гидра способна медленно передвигаться с помощью «кувырков», поочерёдно прикрепляясь к субстрату то подошвой, то ротовым отверстием.
Дыхание осуществляется всей поверхностью тела кислородом , растворенным в воде.
Размножается гидра бесполым и половым способом . Бесполое размножение – почкование – происходит летом при тёплой погоде и обильной пищи. На средней части тела гидры образуются бугорки, которые развиваются в молодых гидр. Одновременно может развиваться по 2-3 бугорка. Постепенно на вершине бугорка прорывается рот, и образуются щупальца. Некоторое время молодая гидра сохраняет связь с материнским организмом, после чего отделяется и живёт самостоятельно.
К половому размножению животные приступают осенью с наступлением холодов. Пресноводные гидры являются раздельнополыми , но среди других видов имеются и гермафродиты . В верхней и нижней частях тела гидры образуются бугорки, в которых образуются многочисленные сперматозоиды или яйцеклетка. Сперматозоиды выделяются в окружающую среду и током воды доставляются к яйцеклеткам. После оплодотворения яйцеклетка покрывается плотной оболочкой, превращается в яйцо и зимует. Материнский организм погибает. Весной яйцо развивается и из него образуется новая гидра.
Большинство гидроидных полипов живут в морях и ведут колониальный образ жизни. Колония формируется из одной особи в результате её почкования. Дочерние полипы не отрываются, а навсегда остаются связанными с родительскими, и в дальнейшем сами приступают к почкованию. В результате этого возникают древовидные колонии. Например, гидроид обелия.
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.
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.
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-мус- кульных клеток.
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.
5. Какие клетки образуют внутренний слой гидры?
Клеточные элементы энтодермы представлены эпителиально-мускульными и железистыми клетками. Эпителиальномускульные клетки часто имеют жгутики и выросты, напоминающие псевдоподии. Железистые клетки выделяют в пищеварительную полость пищеварительные ферменты: наибольшее количество таких клеток располагается около рта.
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.
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 эпите- лиально-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.
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.
9. Что такое гермафродитизм?
Гермафродитизм — одновременное наличие у одного организма органов как мужского, так и женского пола (от греч. Hermaphroditos — сын Гермеса и Афродиты, мифическое обоеполое существо).
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.
11. Что такое гидромедузы?
Гидромедузы — свободноплавающие половые особи у некоторых представителей класса гидроидных, они образуются почкованием.
12. Что такое планула?
Планула — это личинка, покрытая ресничками. Образуется после оплодотворения у некоторых гидроидных. Прикрепляется к подводным предметам и дает начало новому полипу.
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.
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.
ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ (COELENTERATA)
Класс Гидроидные (Hydrozoa)
Гидра пресноводная (Hydra fusca)
Представителем гидроидных является гидра пресноводная. Гидра обитает в прудах, озерах, реках, имеет цилиндрическую форму. На одном конце находится рот, окруженный 5 — 12 тонкими длинными щупальцами, на другом — подошва. При помощи подошвы гидра прикрепляется к предметам. Тело гидры имеет длину 1 — 1,5 см.
Для гидры характерна радиальная симметрия (рис. 94).
Стенки тела гидры состоят из двух слоев: наружного — эктодермы и внутреннего — энтодермы. Между ними находится бесструктурная масса — мезоглея.
Внутри тела гидры находится гастральная полость.
Ротовое отверстие служит для приема пищи и удаления непереваренных остатков (рис. 95).
Рис. 94. Продольный разрез пресноводной гидры.
Клетки эктодермы дифференцированы на эпителиальные, эпителиально-мускульные, интерстициальные (промежуточные), стрекательные, нервные.
Эпителиально-мускульные клетки имеют тело и два сократительных отростка. Эти отростки располагаются вдоль тела. При их сокращении тело утолщается и укорачивается.
Между эпителиально-мускульными клетками располагаются мелкие интерстициальные клетки. За их счет формируются половые и стрекательные клетки. Стрекательные клетки содержат овальную стрекательную капсулу с плотными стенками. Капсула наполнена жидкостью; внутри капсулы находится спиральная нить, на поверхности клетки — тонкий осязательный волосок. При раздражении этого волоска стрекательная капсула выбрасывает наружу упругую нить. Стрекательные клетки служат гидре для нападения и защиты (рис. 96).
Рис. 95. Гидра Hydra fusca.
А — общий вид гидры; Б — продольный разрез: 1 — рот; 2 — гастральная полость; 3 — стебелек; 4 — подошва; 5 — яйцевая клетка; 6 — сперматозо- иды: 7 — эктодерма; 8 — энтодерма; В — поперечный разрез; Г — нервные клетки; Д — эктодермальная эпителиально-мускульная клетка: 1 — ядро; Е — продольный срез стенки тела гидры: 1 — клетка эктодермы; 2 — клетка энтодермы; 3 — мезоглея; 4 — нервная клетка; 5 — эпителиальномускульная клетка; 6 — интерстициальная клетка; 7 — базальная мембрана; 8 — стрекательная клетка; 9 — железистая клетка.
Рис. 96. Стрекательная клетка. 1 — стрекательная капсула; 2 — осязательный волосок; 3 — стрекательная нить с шипиками; 4 — шипы; 5 — ядро.
Рис. 97. Расположение нервных клеток в теле гидры (по Гессе).
Рис. 98. Раздражимость гидры.
В эктодерме находятся нервные клетки звездчатой формы. Они соединяются друг с другом отростками, образуя диффузную нервную систему (рис. 95 (г), 97, 98).
Энтодерма выстилает всю гастральную полость (рис. 99).
Рис. 99. Строение клетки энтодермы (внутреннего слоя) тела гидры.
Клетки энтодермы дифференцированы на эпителиально-мускуль- ные, пищеварительные, железистые, нервные.
Мускульные отростки энтодермальных эпителиально-мускульных клеток расположены поперечно по отношению к продольной оси тела. При их сокращении тело гидры сужается, становится тоньше.
Эпителиальная часть энтодермальных клеток, направленная в сторону гастральной полости, несет 1-3 жгутика и способна образовывать псевдоподии, которые могут захватывать мелкие пищевые частицы. Это внутриклеточное пищеварение.
Железистые клетки энтодермы выделяют пищеварительные соки непосредственно в гастральную полость, где также проис- ходит пищеварение. У гидры сочетается внутриклеточное и полостное пищеварение. Гидра питается дафниями, циклопами. Дышит гидра всей поверхностью тела.
Гидра размножается бесполым и половым путями (рис. 100).
При бесполом размножении на теле гидры образуются почки. Они постепенно увеличиваются в размере, принимают форму гидры и отделяются от материнского организма (рис. 101).
Рис. 100. Hydra fusca при небольшом увеличении.
А — гидра с мужскими гонадами; Б — гидра с женскими гонадами; В —
почкующаяся гидра (по Полянскому).
Рис. 101. Почкование гидры.
При понижении температуры гидра размножается половым путем.
Гидра — гермафродит. Половые клетки образуются из интерстициальных клеток эктодермы. В местах образования половых клеток появляются бугорки.
Рис. 102. Половое размножение гидры.
Яйцеклетки располагаются ближе к основанию, а сперматозоиды — ближе к ротовой части гидры. Оплодотворение перекрестное. Осенью яйцо оплодотворяется в теле матери, окружается плотной оболочкой, потом гидра погибает. Яйца остаются в состоянии покоя до весны, когда из них развиваются новые гидры (рис. 102).
Гидра способна к регенерации.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие организмы относятся к многоклеточным?
2. Кто является представителем класса гидроидных?
3. Где живет гидра?
4. Какое строение имеет гидра?
5. Из скольких слоев клеток состоит тело гидры?
6. Как дифференцированы клетки эктодермы?
7. Какое строение имеют и какие функции выполняют стрекательные клетки?
8. Как дифференцированы клетки энтодермы?
9. Как происходит пищеварение у гидры? 10.Как гидра размножается?
11.Как происходит бесполое размножение у гидры? 12. Как происходит половое размножение у гидры?
Ключевые слова темы «Подцарство Многоклеточные. Тип Кишечнополостные»
бугорки весна
внутриклеточное пищеварение
выполнение
гастральная полость
гермафродит
гидра
гидроидные дафния
дифференцировка диффузная нервная система жгутики
железистые клетки животные жидкость защита
звездчатая форма
кишечнополостные
клетки
клетки интерстициальные
клетки нервные
клетки стрекательные
клетки эпителиально-мускульные
клетки эпителиальные
материнский организм
мезоглея
многоклеточные
нападение
непереваренные остатки
образование
озеро
оплодотворение
организм
органы
осень
основание
осязательный волосок отношение
пищеварительные соки
пищевые частицы
поверхность
подошва
подцарство
предмет
представитель
прием пищи
процесс
пруд
псевдоподии работа
радиальная симметрия
раздражение
размеры
размножение бесполое
размножение половое
регенерация
результат
реки
род
ротовое отверстие
система
слои
сократительные отростки состояние покоя спиральная нить стенка тела стрекательная капсула тело тип ткани
упругая нить функции
функциональная единица
циклоп
щупальца
энтодерма
>>Пресноводный полип гидра
Многоклеточные животные
Тип кишечнополостные
Кишечнополостные — это двуслойные многоклеточные животные с единственной полостью тела — кишечной (отсюда название типа).
§ 7 Пресноводный полип гидра
Среда обитания, особенности строения и жизнедеятельности. 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 12 . 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 . 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.
1 — гидра; 2 — кабан; 3 — мышь; 4 — бабочка; 5 — ястребиный сарыч на гнезде; 6 — дельфины в дельфинариуме.
Кишечная полость . 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 — эктодерма. Под микроскопом в наружном слое гидры — эктодерме — видно несколько разновидностей клеток 13 . Больше всего здесь кожно-мускульных. 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 образуют нервное сплетение, охватывающее все тело гидры. Часть отростков подходит к кожно-мускульным клеткам.
Раздражимость, рефлексы. 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 14
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. Все тело гидры и особенно ее щупальца усажены большим количеством стрекательных, или крапивных, клеток 15. Каждая из этих клеток имеет сложное строение. Кроме цытоплазмы и ядра в ней заключена пузыревидная стрекательная капсула, внутри которой свернута тонкая трубочка — стрекательная нить. Наружу из клетки торчит чвствительный волосок. Как только рачек, малек рыбы или другое маленькое животное коснется чувствительного волоска, стрекательная нить стремительно распрямляется, ее конец выбрасывается наружу и вонзается в жертву. По каналу, проходящему внутри нити, из стрекательной капсулы в тело добычи попадает яд, вызывающий гибель мелких животных. как провило, 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 врвгов. Яд из капсул по своему действию на организм крупных животных напоминает яд кропивы.
1. От каких факторов среды зависит жизнь гидры?
2. Как приспособлена гидра к среде обитания?
3. назовите клетки наружного слоя гидры. Какое значение они имеют в ее жизни?
4. Почему многие рыбы, захватив гидру ртом, выбрасывают ее?
5. Что такое рефлекс?
6. пользуясь рис. 14 , расскажите, как появляется рефлекс у гидры. какое значение имеют рефлексы у гидры?
Биология: Животные: Учеб. для 7 кл. сред. шк. / Б. Е. Быховский, Е. В. Козлова, А. С. Мончадский и др.; Под. ред. М. А. Козлова. — 23-е изд. — М.: Просвещение, 2003. — 256 с.: ил.
Календарно-тематическое планирование по биологии, видео по биологии онлайн , Биология в школе скачать
В верхней части цилиндрического тела гидры длиной всего в 1−2 см расположен рот, окруженный венчиком из 5−12 маленьких щупалец, с помощью которых она постоянно охотится за добычей, и которые обладают способностью регенерироваться также, как и лучи у морских звезд, если эти щупальца отрезать или оторвать.
Эта способность гидр восхищает ученых уже не одно столетие. Однако регенеративные возможности гидр на самом деле оказались намного более сложными и удивительными — чем-то из области фантастики. По данным ученых из Калифорнийского университета в Беркли, это существо способно воссоздавать свое тело даже после того, как его прокрутили в мясорубке.
Целью исследования, возглавляемого Ульрихом Течнау, было установить, до каких пределов распространяется регенеративная способность гидр. Самое удивительное то, что, пройдя ножи мясорубки, размельченной в пюре гидре достаточно было сохранившейся головы, и тогда ее тело гидры начинало формироваться заново. Голова отвечала за отправку непрерывных сигналов клеткам всего остального организма, приказывая им, в какое место они должны направиться, и в какую часть тела в конечном итоге превратиться.
Мало того, ученые выяснили, что после прокручивания через мясорубку небольшие агрегации клеток головы гидры рассеиваются по остаткам тела, и из них постепенно вырастают несколько новых независимых индивидуумов. Таким образом, животное не просто самовосстанавливалось, оно могло превратиться в несколько гидр. Эти необычные особенности делает гидру существом, которое практически невозможно уничтожить.
Тип Кишечнополостные. Пресноводный полип гидра
Известно более 9000 видов кишечнополостных. Представителями этого типа являются медузы, гидры, актинии, коралловые полипы. Среда обитания – моря и океаны, за исключением некоторых пресноводных видов (например, краспедакуста). Образ жизни – свободноживущие (свободноплавающие или прикреплённые формы). Размеры тела сильно различаются: от 1 мм до 2 метров.
Кишечнополостные – двухслойные многоклеточные животные с радиальной симметрией. Развитие происходит из двух слоёв клеток – эктодермы и энтодермы. Радиальной симметрия тела называется потому, что вокруг продольной оси животного можно провести множество плоскостей и каждая из них будет делить тело на две симметричные половины.
Большинство кишечнополостных имеют две жизненные формы: полип и медуза.
Полип – прикреплённая форма. Имеет вид вытянутого мешка, имеющего отверстие – рот, который окружён щупальцами и ведёт в кишечную полость. Своё название эти животные получили за то, что их тело образует кишечную полость, в которой происходит переваривание пищи. Задний конец тела – подошва – фиксируется к субстрату. Прикреплённые формы могут быть как одиночные (гидра), так и колониальные (коралловые полипы).
Медуза – плавающая форма. Имеет форму колокола или зонтика, под сводом которого расположен рот. По краю купола располагаются щупальца. Плавающие формы всегда одиночные. Медузы всю жизнь проводят, свободно плавая в толще воды, и переносятся водными потоками на большие расстояния.
У кишечнополостных впервые появляется нервная система диффузного типа, полостное пищеварение.
Тип Кишечнополостные делится на три класса: Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые полипы.
Класс Гидроидные насчитывает около 3 тыс. видов, которые ведут прикреплённый и плавающий образ жизни. Наиболее известным представителем данного класса является гидра. Впервые её наблюдал Антони ван Левенгук, но были описаны они только в 1744 году швейцарским натуралистом Авраамом Трамбле. Он подробно изучил их строение и поведение, открыл их способность к регенерации. Трамбле разрезал гидру пополам. Через некоторое время у каждой половинки восстановились недостающие части тела. Гидры способны восстанавливать целый организм из отдельной его части. В настоящее время известно 29 видов гидр. Особенности строения и жизнедеятельности гидроидных рассмотрим на примере пресноводного полипа гидры.
Гидра представляет собой небольшой (1,5 см в длину) полип мешковидной вытянутой формы. Они обитают в стоячих водоёмах и реках с медленным течением, прикрепляясь к водным растениям и грунту. Её тело представляет собой двухслойный мешок с одним отверстием – ртом, окружённым венчиком из 6 – 12 щупалец. Вытянутые в длину щупальца в 3 раза превышают длину тела гидры. За ртом следует желудочный отдел (это пищеварительная полость), которая переходит в более узкий стебелёк, заканчивающийся подошвой, с помощью которой животное прикрепляется к субстрату. В теле выделяют эктодерму и энтодерму, между которыми располагается тонкий слой бесструктурной мезоглеи, которую еще называют базальной мембраной.
Эктодерма состоит из эпителиально-мускульных, стрекательных, нервных и промежуточных клеток.
Наиболее многочисленными являются эпителиально-мускульные клетки, которые формируют покровы тела и участвуют в движении, так как содержат мышечные волокна. При сокращении этих клеток гидра укорачивается.
Стрекательные клетки являются характерной особенностью всех кишечнополостных. У гидры они разбросаны по всему телу, но наиболее многочисленны на щупальцах.
Стрекательные клетки содержат капсулу с ядовитой жидкостью и стрекательную нить, а на поверхности находится чувствительный волосок, при прикосновении к которому происходит возбуждение клетки и выброс стрекательной нити из капсулы. Функция – защита и нападение. Таким образом, гидроидные могут обездвижить или парализовать довольно крупную добычу.
Нервные клетки располагаются под эпителиально-мускульными, имеют звёздчатую форму и отростки. Наиболее часто они встречаются вокруг рта и на подошве.
Их совокупность образует примитивную нервную систему диффузного (или сетчатого) типа, которая покрывает все тело животного. Если дотронуться до гидры в любом месте тела, возбуждение сразу же распространяется по всей сети и вызывает сокращение эпителиально-мускульных клеток – тело гидры сократится и превратится в комочек.
Промежуточные клетки имеют небольшие размеры. Они дают начало всем другим типам клеток.
Половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды – появляются в определённые периоды жизненного цикла из промежуточных клеток и обеспечивают половое размножение.
Основная функция энтодермы – переваривание пищи. Она состоит из железистых и эпителиально-мускульных пищеварительных клеток.
Железистые клетки вырабатывают и выделяют в кишечную полость пищеварительные ферменты, которые обеспечивают частичное переваривание пищи в пищеварительной полости.
Пищеварительные клетки имеют от 2 до 5 жгутиков и способны образовывать ложноножки. Они выстилают пищеварительную полость. Жгутики находятся в постоянном движении и подгребают к клеткам частицы пищи, которые они захватывают ложноножками и внутри клеток происходит окончательное переваривание пищи.
Таким образом, для гидры характерно комбинированное пищеварение: полостное и внутриклеточное.
Гидра – прожорливый хищник, она питается мелкими водными животными, в основном: дафниями, циклопами и простейшими. Стрекательные нити парализуют добычу, затем гидра захватывает её щупальцами и направляет в ротовое отверстие. Проглоченная пища попадает в пищеварительную полость.
Врагов у гидры немного, и самый опасный из них – это поедающий гидру прудовик.
Окраска гидры зависит от характера пищи – животное может быть почти бесцветным, серым, бурым или зелёным. Зеленый цвет определяется одноклеточными водорослями, которые живут в теле гидры как симбионты.
Передвигается гидра благодаря сокращению эпителиально-мускульных клеток. Гидра способна медленно передвигаться с помощью «кувырков», поочерёдно прикрепляясь к субстрату то подошвой, то ротовым отверстием.
Дыхание осуществляется всей поверхностью тела кислородом, растворенным в воде.
Размножается гидра бесполым и половым способом. Бесполое размножение – почкование – происходит летом при тёплой погоде и обильной пищи. На средней части тела гидры образуются бугорки, которые развиваются в молодых гидр. Одновременно может развиваться по 2-3 бугорка. Постепенно на вершине бугорка прорывается рот, и образуются щупальца. Некоторое время молодая гидра сохраняет связь с материнским организмом, после чего отделяется и живёт самостоятельно.
К половому размножению животные приступают осенью с наступлением холодов. Пресноводные гидры являются раздельнополыми, но среди других видов имеются и гермафродиты. В верхней и нижней частях тела гидры образуются бугорки, в которых образуются многочисленные сперматозоиды или яйцеклетка. Сперматозоиды выделяются в окружающую среду и током воды доставляются к яйцеклеткам. После оплодотворения яйцеклетка покрывается плотной оболочкой, превращается в яйцо и зимует. Материнский организм погибает. Весной яйцо развивается и из него образуется новая гидра.
Большинство гидроидных полипов живут в морях и ведут колониальный образ жизни. Колония формируется из одной особи в результате её почкования. Дочерние полипы не отрываются, а навсегда остаются связанными с родительскими, и в дальнейшем сами приступают к почкованию. В результате этого возникают древовидные колонии. Например, гидроид обелия.