O reakcii sladkovodnej hydry na exogénne biologicky aktívne (hormonálne) zlúčeniny

CM. Nikitina, I.A. Vakolyuk (Kaliningradská štátna univerzita)

Fungovanie hormónov ako najdôležitejších regulátorov a integrátorov metabolizmu a rôznych funkcií v organizme je nemožné bez existencie systémov na špecifický príjem signálu a jeho premenu na konečný priaznivý efekt, teda bez hormonálne kompetentného systému. Inými slovami, prítomnosť reakcie na organizačnej úrovni na exogénne zlúčeniny je nemožná bez prítomnosti cytorecepcie na tieto zlúčeniny, a teda bez existencie endogénnych zlúčenín príbuzných tým, ktoré ovplyvňujeme u týchto zvierat. To nie je v rozpore s koncepciou univerzálnych blokov, keď sa hlavné molekulárne štruktúry vo funkčných systémoch živých organizmov nachádzajú v takmer kompletnom súbore už v najskorších štádiách evolúcie, ktoré sú dostupné len na štúdium, sú zastúpené obmedzeným počtom molekúl a vykonávajú elementárne funkcie rovnakého mena nielen u predstaviteľov jednej ríše, napríklad u rôznych skupín cicavcov či dokonca u rôznych typov, ale aj u zástupcov rôznych ríš, vrátane mnohobunkových a jednobunkových, vyšších eukaryotov a prokaryotov.

Je však potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že údaje o zložení a funkciách zlúčenín, ktoré pôsobia ako hormóny u stavovcov, sa len začínajú objavovať u predstaviteľov taxónov s dosť nízkou fylogenetická úroveň. Zo skupín živočíchov nízkej fylogenetickej úrovne je hydra ako zástupca črevných dutín najprimitívnejším organizmom so skutočným nervovým systémom. Neuróny sa líšia morfologicky, chemicky a pravdepodobne aj funkčne. Každá z nich obsahuje neurosekrečné granuly. Zistila sa významná rozmanitosť neurónových fenotypov v hydre. V hypostóme sú usporiadané skupiny 6-11 synapticky spojených buniek, čo možno považovať za dôkaz prítomnosti primitívnych nervových ganglií v hydrách. Okrem poskytovania behaviorálnych reakcií funguje nervový systém hydra ako endokrinný regulačný systém, ktorý zabezpečuje kontrolu metabolizmu, reprodukcie a vývoja. V hydrách dochádza k diferenciácii nervových buniek podľa zloženia v nich obsiahnutých neuropeptidov). Predpokladá sa, že molekuly oxytocínu, vazopresínu, pohlavných steroidov a glukokortikoidov sú univerzálne. Nachádzajú sa aj v zástupcoch koelenterátov. Hlavové a plantárne aktivátory (a inhibítory) sú izolované z metanolových extraktov z tela hydry. Hlavový aktivátor izolovaný z morských sasaniek má podobné zloženie a vlastnosti ako neuropeptid nachádzajúci sa v hypotalame a črevách kráv, potkanov, ošípaných, ľudí a v krvi ľudí. Okrem toho sa ukázalo, že u bezstavovcov aj u stavovcov sa cyklické nukleotidy podieľajú na zabezpečení odpovede buniek na neurohormóny, to znamená, že mechanizmus účinku týchto látok v dvoch fylogeneticky odlišných líniách je rovnaký.

Účelom tejto štúdie, berúc do úvahy vyššie uvedené, sme sa rozhodli študovať komplexný účinok exogénnych biologicky aktívnych (hormonálnych) zlúčenín na sladkovodnú hydru.

Materiál a metódy výskumu

Zvieratá na experiment boli zozbierané v júni až júli 1985-1992. na stanici (kanál rieky Nemonin, obec Matrosovo, okres Polessky). Prispôsobenie obsahu v laboratóriu - 10-14 dní. Objem materiálu: typ - Coelenterata; trieda - Hydrozoa; pohľad - Hydra oligactis Pallas; počet - 840. Počet zvierat sa odráža na začiatku pokusu a neberie sa do úvahy nárast počtu.

Použili sme vo vode rozpustné hormonálne zlúčeniny oxytocínového radu, predného laloku hypofýzy s počiatočnou aktivitou 1 ml (ip) (hyfotocín - 5 U, pituitrín - 5 U, mammofyzín - 3 U, prefyzón - 25 U, gonadotropín - 75 U) a steroid - prednizolón - 30 mg, ktorý u stavovcov zabezpečuje trojčlánkovú endokrinnú reguláciu, vrátane hypotalamo-hypofyzárneho komplexu a epitelových žliaz.

V predbežných experimentoch sa použili koncentrácie liečiva od 0,00002 do 20 ml IP/l prostredia zvierat.

Existovali tri študijné skupiny:

1. - definícia reakcií "+" alebo "-" vo všetkých nami akceptovaných koncentráciách;

2. - určenie rozsahu koncentrácií, ktoré zabezpečujú prácu v chronickom režime rôzneho trvania;

3. - chronický experiment.

Experiment bral do úvahy aktivitu pučania hydry. Získané údaje boli podrobené štandardnému štatistickému spracovaniu.

Výsledky výskumu

Pri stanovení "±" hydrovej reakcie v širokom rozsahu koncentrácií zlúčenín boli vybrané tri (0,1 ml IP/l média, 0,02 ml IP/l média a 0,004 ml IP/l média).

V hydr kontrolnej skupine zostalo pučanie na úrovni 0,0-0,4 púčikov/hydru (Pa) počas piatich dní. V médiu s minimálnou koncentráciou prefyzónu bol nárast 2,2 ind./hydru, pituitrín - 1,9 ind./hydru (významnosť rozdielov s kontrolou je extrémne vysoká - s hladinou významnosti 0,01). Hyfotocín, mamofyzín a prefyzón mali dobré výsledky v stredných koncentráciách (1,8-1,9 jedincov/hydra). Prednizolón v minimálnej a najmä v priemernej koncentrácii spôsobil nárast počtu 1,1-1,3 jedincov/hydra, čo výrazne prevyšuje kontrolu.

V ďalšom experimente boli použité len optimálne koncentrácie hormonálnych zlúčenín. Trvanie experimentu je 9 dní. Na začiatku experimentu podľa hodnoty Ra nebola kontrolná a experimentálna skupina spoľahlivo rozlíšiteľná. Po deviatich dňoch experimentu sa hodnoty Pa významne líšili v experimentálnych skupinách a kontrole s hladinou významnosti 0,05 (tabuľka 1).

stôl 1

Vplyv hormonálnych prípravkov na pučenie hydry (Ra) a pravdepodobnosť spoľahlivosti ich rozdielov (p)

Ako je možné vidieť z tabuľky, najvyššia hodnota Ra bola získaná, keď boli zvieratá chované v prednizolóne. Všetky peptidové prípravky poskytujú približne podobné hodnoty Pa (priemer 3,8±0,5). Aj tu však existuje variácia. Najlepší účinok (4,3±1,4) sa dosiahne, keď sú zvieratá chované v médiu s purifikovaným extraktom neurohypofýzy – hyfotocínom. Mierou vplyvu sa mu blíži mammofizín. V experimentálnych skupinách s pituitrínom a prefyzónom boli hodnoty Pa 3,7±1,5 a 3,8±1,3. Najmenší účinok je daný účinkom gonadotropínu na hydru. Nevýznamné rozdiely v Ra sa objavia na konci prvého dňa po umiestnení hydry do roztokov hormonálnych prípravkov. Počas deviatich dní experimentu sa Ra v kontrole nezmenil. Počnúc tretím dňom Ra vo všetkých experimentálnych skupinách výrazne prevyšuje Ra v kontrole. Je potrebné poznamenať postupné výrazné zvýšenie tohto ukazovateľa v experimentálnych skupinách do deviateho dňa.

Na posúdenie štatistickej významnosti vplyvov sme porovnali hodnoty kritéria F (pomer stredných štvorcov) získané pre každý z dvoch faktorov samostatne (A - faktor trvania; B - faktor vplyvu) a pre ich interakciu (A + B) a tabuľkové hodnoty kritéria pre dve hladiny významnosti P=0,05 a P=0,01 (tabuľka 2).

tabuľka 2

Výsledky analýzy rozptylu účinku hormonálnych prípravkov a trvania udržiavania na intenzitu nepohlavného rozmnožovania Hydra oligactis

Ako je možné vidieť z tabuľky, F fact pre impakt faktor na hladine významnosti 0,05 vo všetkých experimentálnych skupinách je väčší ako Ftable a na hladine významnosti 0,01 je tento vzor pozorovaný v skupinách s pituitrinom, hyfotocínom, prefizónom a prednizolón a stupeň expozície v skupine s prednizolónom je najvyšší, oveľa viac ako v skupinách s pituitrinom, hyfotocínom a prefyzónom, ktoré majú podobný účinok (hodnoty Ffact sú veľmi blízke). Vplyv interakcie faktorov A a B vo všetkých experimentálnych skupinách nie je dokázaný.

Pre faktor A je Fact nižší ako Ftabl (na oboch hladinách významnosti) v skupinách s mamofyzínom a prednizolónom. V skupinách s hyfotocínom a gonadotropínom je Fact väčší ako Ftabl pri P=0,05, to znamená, že vplyv tohto faktora nemožno považovať za definitívne preukázaný, na rozdiel od experimentálnych skupín s pituitrinom a prefyzónom, kde je Fact väčší ako Ftabl pri P = 0,01 a pri P = 0,05.

Všetky hormonálne prípravky, okrem gonadotropínu, do tej či onej miery odďaľujú nástup nepohlavného rozmnožovania. Toto je však štatisticky významné len v skupine s prefyzónom (P=0,01). Hormonálne prípravky použité v experimente výrazne neovplyvňujú dĺžku vývoja jednej obličky, menia vzájomný vplyv prvej a druhej obličky: pituitrín, mammofyzín, prefyzón, gonadotropín - za prítomnosti iba vytvorenej hlavovej časti vývoj obličiek; pituitrín, gonadotropín a prednizolón - v prítomnosti aspoň jedného vytvoreného plantárneho úseku vyvíjajúcich sa obličiek.

Citlivosť hydry na širokú škálu hormonálnych zlúčenín u stavovcov možno teda považovať za preukázanú a možno predpokladať, že exogénne hormonálne zlúčeniny sú zahrnuté (ako synergisti alebo antagonisti) v endokrinnom regulačnom cykle, ktorý je súčasťou samotnej hydry.

Bibliografia

1. Pertseva M.N. Intermolekulárne základy pre rozvoj hormonálnej kompetencie. L.: Nauka, 1989.

2. Boguta K.K. Niektoré morfologické princípy formovania nízko organizovaných nervových systémov v onto- a fylogenéze // Úspechy modernej biológie. M.: Nauka, 1986. T. 101. Vydanie. 3.

3. Ivanova-Kazas A.A. Nepohlavné rozmnožovanie zvierat. L., 1971.

4. Nasledov G.A. Multivariantnosť pri implementácii elementárnych funkčných úloh a zjednodušenie systému molekulárnych interakcií ako vzor funkčnej evolúcie // Journal of evolutionary biochemistry and physiology. 1991. V. 27. Číslo 5.

5. Natochin Yu.V., Broinlich H. Použitie toxikologických metód pri štúdiu problému vývoja funkcií obličiek // Journal of evolutionary biochemistry and physiology. 1991. V. 27. Číslo 5.

6. Nikitina S.M. Steroidné hormóny u bezstavovcov: Monografia. L .: Vydavateľstvo Leningradskej štátnej univerzity, 1987.

7. Afonkin S.Yu. Medzibunkové sebapoznávanie u prvokov // Výsledky vedy a techniky. M., 1991. T. 9.

8. Prosser L. Porovnávacia fyziológia živočíchov. M.: Mir, 1977. T. 3.

9. Reznikov K.Yu., Nazarevskaya G.D. Stratégia vývoja nervového systému v onto- a fylogenéze. Hydra // Úspechy modernej biológie. M.: Nauka, 1988. V. 106. Číslo 2 (5).

10. Sheiman I.M., Balobanova E.F., Peptidové hormóny bezstavovcov // Pokroky v modernej biológii. M.: Nauka, 1986. T. 101. Vydanie. 2.

11. Etingof R.N. Štúdium molekulárnej štruktúry neuroreceptorov. Metodologické prístupy, evolučné aspekty // Časopis evolučnej biochémie a fyziológie. 1991. V. 27. Číslo 5.

12. Highnam K.C., Hill L. The comparative Endocrinology of the Invertebrates // Edward Arnold, 1977.

Obrázok: Štruktúra sladkovodnej hydry. Radiačná symetria hydry

Habitat, štrukturálne vlastnosti a životne dôležitá aktivita sladkovodného polypu hydry

V jazerách, riekach alebo rybníkoch s čistou, priezračnou vodou sa na stonkách vodných rastlín nachádza malý priesvitný živočích - polyp hydra("polyp" znamená "mnohonohý"). Jedná sa o pripevnené alebo sedavé črevné zviera s početnými tykadlá. Telo obyčajnej hydry má takmer pravidelný valcovitý tvar. Na jednom konci je ústa, obklopený korunou 5-12 tenkých dlhých chápadiel, druhý koniec je pretiahnutý vo forme stopky s jediným nakoniec. Pomocou podrážky je hydra pripevnená k rôznym podvodným predmetom. Telo hydry spolu so stopkou býva dlhé až 7 mm, no chápadlá sa môžu natiahnuť aj o niekoľko centimetrov.

Radiačná symetria hydry

Ak je pomyselná os nakreslená pozdĺž tela hydry, potom sa jej chápadlá odchyľujú od tejto osi vo všetkých smeroch, ako lúče zo zdroja svetla. Hydra, ktorá visí na nejakej vodnej rastline, sa neustále kýve a pomaly hýbe chápadlami, čakajúc na korisť. Keďže sa korisť môže objaviť z ľubovoľného smeru, na tento spôsob lovu sa najlepšie hodia vyžarujúce chápadlá.
Radiačná symetria je spravidla typická pre zvieratá, ktoré vedú pripútaný životný štýl.

Črevná dutina hydry

Telo hydry má podobu vaku, ktorého steny pozostávajú z dvoch vrstiev buniek – vonkajšej (ektoderm) a vnútornej (endoderm). Vo vnútri tela hydry je črevnej dutiny(odtiaľ názov typu - coelenterates).

Vonkajšia vrstva hydra buniek je ektoderm

Obrázok: štruktúra vonkajšej vrstvy buniek - hydra ektoderm

Vonkajšia vrstva hydra buniek sa nazýva - ektodermu. Pod mikroskopom je vo vonkajšej vrstve hydry – ektoderme – viditeľných niekoľko typov buniek. Predovšetkým tu sú koža-svalové. Tieto bunky sa dotýkajú strán a vytvárajú kryt hydry. Základom každej takejto bunky je sťahujúce svalové vlákno, ktoré zohráva dôležitú úlohu pri pohybe zvieraťa. Keď vlákno všetkých koža-svalová bunky sú redukované, telo hydry je stlačené. Ak sú vlákna redukované len na jednej strane tela, tak sa hydra ohýba nadol týmto smerom. Vďaka práci svalových vlákien sa hydra môže pomaly presúvať z miesta na miesto, pričom striedavo „našľapuje“ buď podrážkou alebo chápadlami. Takýto pohyb možno prirovnať k pomalému saltu nad hlavou.
Vonkajšia vrstva obsahuje nervové bunky. Majú hviezdicový tvar, pretože sú vybavené dlhými procesmi.
Procesy susedných nervových buniek prichádzajú do vzájomného kontaktu a vytvárajú sa nervový plexus, pokrývajúci celé telo hydry. Časť procesov sa približuje kožným svalovým bunkám.

Podráždenosť a Hydra Reflexy

Hydra je schopná cítiť dotyk, zmeny teploty, výskyt rôznych rozpustených látok vo vode a iné podráždenia. Z toho sú jej nervové bunky vzrušené. Ak sa dotknete hydry tenkou ihlou, potom sa excitácia z podráždenia jednej z nervových buniek prenesie cez procesy do iných nervových buniek az nich do kožných svalových buniek. To spôsobí kontrakciu svalových vlákien a hydra sa stiahne do klbka.

Vzor: Hydra je podráždenosť

V tomto príklade sa zoznámime so zložitým javom v tele zvieraťa - reflex. Reflex pozostáva z troch po sebe nasledujúcich fáz: vnímanie podráždenia, prenos vzruchu z tohto podráždenia pozdĺž nervových buniek a spätná väzba telo nejakým úkonom. Vďaka jednoduchosti organizácie hydry sú jej reflexy veľmi jednotné. V budúcnosti sa zoznámime s oveľa zložitejšími reflexmi u viac organizovaných zvierat.

Hydra štipľavé bunky

Vzor: strunové alebo žihľavové bunky hydry

Celé telo hydry a najmä jej chápadlá sú pokryté veľkým množstvom štípanie, alebo žihľavy bunky. Každá z týchto buniek má zložitú štruktúru. Okrem cytoplazmy a jadra obsahuje štipľavú kapsulu v tvare bubliny, vo vnútri ktorej je zložená tenká trubica - bodavá niť. Trčí z klietky citlivé vlasy. Akonáhle sa kôrovec, rybí poter alebo iné malé zviera dotkne citlivého chlpu, bodavá niť sa rýchlo narovná, jej koniec sa vymrští a prepichne obeť. Kanálom prechádzajúcim vo vnútri vlákna jed vstupuje do tela koristi z bodavej kapsuly, čo spôsobuje smrť malých zvierat. Spravidla vystrelí veľa bodavých buniek naraz. Potom hydra pritiahne korisť k ústam chápadlami a prehltne. Bodavé bunky slúžia hydre aj na obranu. Ryby a vodný hmyz nejedia hydry, ktoré spaľujú nepriateľov. Jed z kapsúl svojím účinkom na telo veľkých zvierat pripomína žihľavový jed.

Vnútorná vrstva buniek - hydra endoderm

Obrázok: štruktúra vnútornej vrstvy buniek - hydra endoderm

Vnútorná vrstva buniek endoderm a. Bunky vnútornej vrstvy – endodermu – majú sťahujúce svalové vlákna, ale hlavnou úlohou týchto buniek je trávenie potravy. Do črevnej dutiny vylučujú tráviacu šťavu, pod vplyvom ktorej extrakcia hydry zmäkne a rozpadne sa na drobné čiastočky. Niektoré bunky vnútornej vrstvy sú vybavené niekoľkými dlhými bičíkmi (ako u bičíkovitých prvokov). Bičíky sú v neustálom pohybe a naberajú častice až k bunkám. Bunky vnútornej vrstvy sú schopné uvoľňovať prolegy (ako v amébe) a zachytávať nimi potravu. Ďalšie trávenie prebieha vo vnútri bunky, vo vakuolách (ako u prvokov). Nestrávené zvyšky jedla sa vyhadzujú von cez ústa.
Hydra nemá špeciálne dýchacie orgány, kyslík rozpustený vo vode preniká do hydry celým povrchom tela.

Hydra regenerácia

Vo vonkajšej vrstve tela hydry sú tiež veľmi malé zaoblené bunky s veľkými jadrami. Tieto bunky sú tzv medziprodukt. V živote hydry zohrávajú veľmi dôležitú úlohu. Pri akomkoľvek poškodení tela začnú medziľahlé bunky umiestnené v blízkosti rán intenzívne rásť. Vytvárajú sa z nich kožno-svalové, nervové a iné bunky a poranené miesto rýchlo prerastá.
Ak prerežete hydru naprieč, na jednej jej polovici vyrastú chápadlá a objavia sa ústa a na druhej stopka. Dostanete dve hydry.
Proces obnovy stratených alebo poškodených častí tela sa nazýva regenerácia. Hydra má vysoko vyvinutú schopnosť regenerácie.
Regenerácia v tej či onej miere je charakteristická aj pre iné zvieratá a ľudí. Takže u dážďoviek je možná regenerácia celého organizmu z ich častí, u obojživelníkov (žaby, mloky) celé končatiny, rôzne časti oka, chvosta a vnútorných orgánov. U ľudí sa pri rezaní koža obnoví.

Chov hydry

Hydra asexuálne rozmnožovanie pučaním

Obrázok: Hydra asexuálne rozmnožovanie pučaním

Hydra sa rozmnožuje nepohlavne a sexuálne. V lete sa na tele hydry objaví malý tuberkul - výčnelok steny jeho tela. Tento tuberkul rastie, tiahne sa. Na jeho konci sa objavia chápadlá a medzi nimi vybuchne ústa. Takto sa vyvíja mladá hydra, ktorá spočiatku zostáva spojená s matkou pomocou stonky. Navonok to všetko pripomína vývoj rastlinného výhonku z púčika (odtiaľ názov tohto javu - pučanie). Keď malá hydra vyrastie, oddelí sa od tela matky a začne žiť sama.

Hydra sexuálne rozmnožovanie

Do jesene, s nástupom nepriaznivých podmienok, hydry umierajú, ale predtým sa v ich tele vyvinú zárodočné bunky. Existujú dva typy zárodočných buniek: vajce, alebo žena, a spermie alebo mužské pohlavné bunky. Spermie sú podobné bičíkovým prvokom. Opúšťajú telo hydry a plávajú pomocou dlhého bičíka.

Obrázok: Sexuálne rozmnožovanie Hydra

Vaječná bunka hydry je podobná amébe, má pseudopody. Spermia pripláva k hydre s vajíčkovou bunkou a prenikne do nej a jadrá oboch zárodočných buniek sa spoja. deje oplodnenie. Potom sa pseudopody stiahnu, bunka sa zaoblí, na jej povrchu sa uvoľní hrubá škrupina - a vajce. Koncom jesene hydra umiera, ale vajce zostáva nažive a padá na dno. Na jar sa oplodnené vajíčko začína deliť, výsledné bunky sú usporiadané do dvoch vrstiev. Vyvinie sa z nich malá hydra, ktorá s nástupom teplého počasia vyjde von pretrhnutím škrupiny vajíčka.
Mnohobunková živočíšna hydra sa teda na začiatku života skladá z jednej bunky – vajíčka.

vedecká klasifikácia

kráľovstvo: Zvieratá

Podkráľovstvo: Eumetazoi

Typ: cnidarians

Trieda: hydroid

Čata: Hydroidy

rodina: Hydriidae

Rod: Hydra

Latinský názov Hydra Linné , 1758

Stavebný plán

Telo hydry je valcovité, na prednom konci tela na blízkoústnom kuželi sú ústa obklopené korunou 5-12 tykadiel. U niektorých druhov je telo rozdelené na kmeň a stopku. Na zadnom konci tela (stopka) je podošva, pomocou ktorej sa hydra pohybuje a pripevňuje. Hydra má radiálnu (jednoosovo-heteropolovú) symetriu. Os symetrie spája dva póly – orálny, na ktorom sú umiestnené ústa a aborálny, na ktorom je umiestnená podošva. Cez os symetrie je možné nakresliť niekoľko rovín symetrie, čím sa telo rozdelí na dve zrkadlovo symetrické polovice.

Telo hydry je vak so stenou z dvoch vrstiev buniek (ektoderm a endoderm), medzi ktorými je tenká vrstva medzibunkovej hmoty (mezogley). Telová dutina hydry - žalúdočná dutina - tvorí výrastky, ktoré idú do chápadiel. Hoci sa zvyčajne verí, že hydra má iba jeden otvor vedúci do žalúdočnej dutiny (ústnej), v skutočnosti je na chodidle hydry úzky análny pór. Cez ňu sa môže uvoľniť bublina plynu. V tomto prípade sa hydra odlepí od substrátu a vynorí sa, pričom sa drží vo vodnom stĺpci obrátene. Týmto spôsobom sa môže usadiť v nádrži. Čo sa týka otvárania úst, v nekŕmiacej sa hydre vlastne chýba - bunky ektodermy ústneho kužeľa sa uzatvárajú a vytvárajú tesné kontakty, rovnako ako v iných častiach tela. . Preto pri kŕmení musí hydra zakaždým znovu „preraziť“ ústa.

Bunkové zloženie ektodermy

epitelové svalové bunky ektodermu tvoria väčšinu buniek tohto tkaniva. Bunky majú cylindrický tvar častí epitelu a tvoria jednovrstvovú kryciu vrstvu epitel. Kontraktilné procesy týchto buniek susedia s mezogleou a tvoria pozdĺžne svaly hydry.

Medzi epitelovo-svalovými bunkami sú skupiny malých, zaoblených buniek nazývaných intersticiálne alebo intersticiálne (i-bunky). Sú to nediferencované bunky. Môžu sa zmeniť na iné typy buniek tela hydry, okrem epitelovo-svalových. Intermediárne bunky majú všetky vlastnosti multipotentných kmeňových buniek. Osvedčené. že každá intermediárna bunka je potenciálne schopná produkovať pohlavné aj somatické bunky. Kmeňové intermediárne bunky nemigrujú, ale ich diferencujúce sa potomstvo je schopné rýchlej migrácie.

Nervový systém

Nervové bunky tvoria v ektoderme primitívny difúzny nervový systém - rozptýlený nervový plexus (difúzny plexus). Endoderm obsahuje jednotlivé nervové bunky. Hydra má zhrubnutie difúzneho plexu na chodidle, okolo úst a na chápadlách. Podľa nových údajov má hydra blízkoústny nervový krúžok, podobný nervovému krúžku umiestnenému na okraji dáždnika v hydromedusách.
Hydra nemá jasné rozdelenie na senzorické, interkalárne a motorické neuróny. Tá istá bunka môže vnímať podráždenie a vysielať signál epitelovo-svalovým bunkám. Existujú však dva hlavné typy nervových buniek – senzorické a gangliové. Telá citlivých buniek sú umiestnené naprieč epitelovou vrstvou, majú nepohyblivý bičík obklopený golierom mikroklkov, ktorý trčí do vonkajšieho prostredia a je schopný vnímať podráždenie. Gangliové bunky sa nachádzajú na báze epitelovo-svalových, neopúšťajú procesy do vonkajšieho prostredia. Morfologicky je väčšina neurónov hydry bipolárna alebo multipolárna.
Nervový systém Hydry obsahuje elektrické aj chemické látky synapsie .

štipľavé bunky

Žihľavé bunky sa tvoria z intermediárnych buniek iba v oblasti tela. Najprv sa medzibunka delí 3-5 krát, čím sa vytvorí zhluk (hniezdo) prekurzorov bodavých buniek (cnidoblastov) spojených cytoplazmatickými mostíkmi. Potom začína diferenciácia, počas ktorej mostíky miznú. Rozlišovanie cnidocyty migrovať do chápadiel.

Žihľavá bunka má žihľavú kapsulu naplnenú toxickou látkou. Vo vnútri kapsuly je naskrutkovaný bodavý závit. Na povrchu bunky je citlivý vlas, pri jeho podráždení sa niť vymrští a zasiahne obeť. Po vypálení vlákna bunky odumierajú a z medzičlánkov sa vytvoria nové.

Hydra má štyri typy bodavých buniek - stenothely (penetranty), desmonemy (volventy), isorhiza holotrichi (veľké glutinanty) a isorizhi atrichi (malé glutinanty). Pri love ako prvé strieľajú volventy. Ich špirálové bodavé nite splietajú výrastky tela obete a zabezpečujú jeho zadržanie. Pôsobením trhnutia obete a nimi spôsobených vibrácií sa spúšťajú penetranty s vyšším prahom podráždenia. Hroty prítomné v spodnej časti ich bodavých vlákien sa ukotvia v tele koristi. a cez dutú bodavú niť sa jej do tela dostáva jed.

Veľké množstvo bodavých buniek sa nachádza na tykadlách, kde tvoria bodavé batérie. Zvyčajne sa batéria skladá z jednej veľkej epiteliálno-svalovej bunky, v ktorej sú ponorené bodavé bunky. V strede batérie je veľký penetrant, okolo neho sú menšie volventy a glutinanty. spojené cnidocyty desmozómy so svalovými vláknami epitelovo-svalovej bunky. Zdá sa, že veľké lepkavé látky (ich štipľavé vlákno má hroty, ale nemajú, ako volventy, dieru navrchu) sa používajú hlavne na obranu. Malé glutinanty sa používajú iba pri pohybe hydry, aby sa chápadlá pevne prichytili k substrátu. Ich streľba je blokovaná výťažkami z tkanív obetí Hydry.

Bunkové zloženie endodermu

Epitelovo-svalové bunky sú nasmerované do črevnej dutiny a nesú bičíky, ktoré miešajú potravu. Tieto bunky môžu vytvárať pseudopody, pomocou ktorých zachytávajú častice potravy. V bunkách sa tvoria tráviace vakuoly. Žľazové bunky endodermu vylučujú do črevnej dutiny tráviace enzýmy, ktoré rozkladajú potravu.

Dýchanie a vylučovanie metabolických produktov prebieha celým povrchom tela zvieraťa. Prítomnosť nervového systému umožňuje hydre vykonávať jednoduché reflexy. Hydra reaguje na mechanické podráždenie, teplotu, prítomnosť chemikálií vo vode a množstvo ďalších faktorov prostredia.

Výživa a trávenie

Hydra sa živí malými bezstavovcami - dafniami a inými perloočkami, kyklopmi, ako aj naididmi máloštetinatými. Sú tam údaje o spotrebe hydry vírniky a cercariae trematódy. Korisť zachytávajú chápadlá pomocou bodavých buniek, ktorých jed malé obete rýchlo paralyzuje. Koordinovanými pohybmi chápadiel sa korisť dostane do úst a potom sa pomocou sťahov tela hydra „nasadí“ na obeť. Trávenie začína v črevnej dutine (abdominálne trávenie), končí vo vnútri tráviacich vakuol epitelovo-svalových buniek endodermu (intracelulárne trávenie). Nestrávené zvyšky potravy sa vylučujú cez ústa.
Keďže hydra nemá transportný systém a mezoglea (vrstva medzibunkovej hmoty medzi ektodermou a endodermou) je pomerne hustá, vzniká problém transportu živín do buniek ektodermy. Tento problém je riešený tvorbou výrastkov buniek oboch vrstiev, ktoré prechádzajú cez mezogleu a spájajú sa cez slotové kontakty. Môžu cez ne prechádzať malé organické molekuly (monosacharidy, aminokyseliny), čo zabezpečuje výživu pre bunky ektodermy.

Reprodukcia a vývoj

Za priaznivých podmienok sa hydra rozmnožuje nepohlavne. Na tele zvieraťa (zvyčajne v dolnej tretine tela) sa vytvorí oblička, ktorá narastie, potom sa vytvoria chápadlá a prerazí ústa. Mladá hydra vychádza z organizmu matky (zatiaľ čo materské a dcérske polypy sú pripevnené chápadlami k substrátu a ťahané rôznymi smermi) a vedie nezávislý životný štýl. Na jeseň prechádza hydra na pohlavné rozmnožovanie. Na tele v ektoderme sú položené pohlavné žľazy - pohlavné žľazy a zárodočné bunky sa v nich vyvíjajú z intermediárnych buniek. Pri tvorbe gonád vzniká hydra medusoidný uzol. To naznačuje, že gonády hydry sú značne zjednodušené sporosaki, najnovší krok v sérii premien stratenej medusoidnej generácie na orgán. Väčšina druhov hydry je dvojdomá, menej rozšírená hermafroditizmus. Vajíčka hydry rýchlo rastú, fagocytujú okolité bunky. Zrelé vajíčka dosahujú priemer 0,5-1 mm Hnojenie sa vyskytuje v tele hydry: cez špeciálny otvor v pohlavnej žľaze vstupuje spermia do vajíčka a spája sa s ním. Zygota prechádza kompletnou uniformou rozdelenie, čo má za následok vznik coeloblastula. Potom, ako výsledok zmiešané delaminácia(kombinácia imigrácia a delaminácia). gastrulácia. Okolo embrya sa vytvorí hustá ochranná škrupina (embryotéka) s ostnatými výrastkami. V štádiu gastruly embryá prúdia do anabióza. Dospelé hydry umierajú a embryá klesajú na dno a ukladajú sa do zimného spánku. Na jar vývoj pokračuje, v parenchýme endodermu sa divergenciou buniek vytvorí črevná dutina, potom sa vytvoria rudimenty tykadiel a spod škrupiny sa vynorí mladá hydra. Na rozdiel od väčšiny morských hydroidov teda hydra nemá voľne plávajúce larvy, jej vývoj je priamy.

Rast a regenerácia
Migrácia a obnova buniek

Normálne sa v dospelej hydre bunky všetkých troch bunkových línií intenzívne delia v strednej časti tela a migrujú do chodidiel. hypostóm a hroty tykadiel. Tam dochádza k bunkovej smrti a deskvamácii. Všetky bunky tela hydry sú teda neustále aktualizované. Pri normálnej výžive sa „nadbytok“ deliacich sa buniek presúva do obličiek, ktoré sa zvyčajne tvoria v dolnej tretine trupu.

Schopnosť regenerácie

Hydra má veľmi vysokú schopnosť regenerácia. Keď sa rozreže na niekoľko častí, každá časť obnoví "hlavu" a "nohu", pričom si zachová pôvodnú polaritu - ústa a chápadlá sa vyvíjajú na strane, ktorá bola bližšie k ústnemu koncu tela, a stopka a chodidlo - na aborálna strana fragmentu. Celý organizmus je možné obnoviť z oddelených malých kúskov tela (menej ako 1/100 objemu), z kúskov chápadiel a tiež zo suspenzie buniek. Samotný proces regenerácie zároveň nie je sprevádzaný nárastom bunkových delení a je typickým príkladom morfalaxia .

Hydra sa môže regenerovať z bunkovej suspenzie získanej maceráciou (napríklad trením hydry cez mlynský plyn). Experimenty ukázali, že vytvorenie agregátu asi 300 epiteliálno-svalových buniek je dostatočné na obnovenie hlavy. Ukázalo sa, že regenerácia normálneho organizmu je možná z buniek jednej vrstvy (len ektoderm alebo iba endoderm).

Dĺžka života

Späť na koniec 19. storočie predpokladal o teoretická nesmrteľnosť hydra, ktorú sa snažili vedecky dokázať alebo vyvrátiť XX storočia. AT 1997 hypotéza experimentálne dokázal Daniel Martinez . Experimentujte trvala asi štyri roky a prejavila sa absenciou úmrtnosť medzi tri skupiny hydry kvôli starnutie. Predpokladá sa, že nesmrteľnosť hydry priamo súvisí s ich vysokou regeneračné schopnosť.

miestne pohľady

Vo vodných útvaroch Ruska a Ukrajiny sa najčastejšie vyskytujú nasledujúce typy hydry (v súčasnosti mnohí zoológovia rozlišujú okrem rodu Hydra 2 ďalšie rody Pelmatohydra a Chlorohydra):

Hydra dlhosrstá (Hydra (Pelmatohydra) oligactis) - veľká, so zväzkom veľmi dlhých nitkovitých tykadiel, 2-5-krát dlhších ako jej telo;

Hydra obyčajná (Hydra vulgaris) - chápadlá sú približne dvakrát dlhšie ako telo a samotné telo, podobne ako predchádzajúci druh, sa zužuje bližšie k podrážke;

Hydra tenká (Hydra attennata) - telo tejto hydry vyzerá ako tenká trubica rovnomernej hrúbky a chápadlá sú len o niečo dlhšie ako telo;

Hydra zelená (Hydra (Chlorohydra) viridissima) s krátkymi, ale početnými tykadlami, trávovito zelená.

Zelená hydra

Symbionti

V takzvaných „zelených“ hydrách Hydra (Chlorohydra) viridissima, endosymbiotické riasy rodu Chlorella - zoochlorella. Na svetle môžu takéto hydry vydržať dlho bez potravy (viac ako štyri mesiace), kým hydry umelo zbavené symbiontov umierajú bez kŕmenia po dvoch mesiacoch. Zoochlorella preniká do vajíčok a prenáša sa na potomstvo transovariálne. Iné typy hydry v laboratórnych podmienkach môžu byť niekedy infikované zoochlorellou, ale stabilná symbióza nenastáva.

Hydra môže byť napadnutá rybím poterom, pre ktorý sú popáleniny bodavých buniek zjavne dosť citlivé: po uchopení hydry ju poter zvyčajne vypľuje a odmieta ďalšie pokusy o potravu.

Prispôsobené výžive tkanív perloočka kôrovec z čeľade chidoridov Anchistropus emarginatus.

Tkanivá hydry sa môžu tiež živiť turbellaria mikrostomuly, ktoré sú schopné využiť nestrávené mladé hydra bodavé bunky ako ochranné bunky - kleptocnididae .

História objavovania a štúdia

Ako prvý zrejme opísal hydru Antonio van Leeuwenhoek. Podrobne študoval výživu, pohyb a nepohlavné rozmnožovanie, ako aj regeneráciu hydry Abraham Tremblay, ktorý výsledky svojich pokusov a pozorovaní opísal v knihe „Spomienky na históriu rodu sladkovodných polypov s rohovitými ramenami“ (prvé vydanie vyšlo vo francúzštine v roku 1744). Objav Tremblay si získal veľkú slávu, o jeho pokusoch sa diskutovalo vo svetských salónoch i na francúzskom kráľovskom dvore. Tieto experimenty vyvrátili vtedy prevládajúce presvedčenie, že absencia nepohlavného rozmnožovania a rozvinutá regenerácia u zvierat je jedným z ich najdôležitejších rozdielov od rastlín. Predpokladá sa, že štúdium regenerácie hydry (pokusy A. Tremblaya) znamenalo začiatok experimentálneho zoológia. Vedecký názov rodu podľa pravidiel zoologická nomenklatúra privlastnil Carl Linné .

Literatúra a pramene

N.Yu Zotov. História hydry od Antona Leeuwenhoeka až po súčasnosť.

Stepanyants S. D., Kuznetsova V. G., Anokhin B. A. Hydra: od Abrahama Tremblaya po súčasnosť

Nekomerčná iniciatíva laboratória Univerzity v Keele na produkciu a využitie transgénnych hydras

En.wikipedia.org

Encyklopedický YouTube

1 / 5

✪ Hydra - podvodný predátor.wmv

✪ Sladkovodná hydra

✪ Hydra sladkovodný polyp. Online príprava na skúšku z biológie.

✪ Vytvorenie Hydry (+ EEVEE), kompletný návod. Vytvorte hydru v mixéri (+ demo EEVEE)

titulky

Telo hydry je valcovitého tvaru, na prednom konci tela (na blízkoústnom kuželi) sú ústa obklopené korunou 5-12 tykadiel. U niektorých druhov je telo rozdelené na kmeň a stopku. Na zadnom konci tela (stopka) je podošva, pomocou ktorej sa hydra pohybuje a prichytáva k niečomu. Hydra má radiálnu (jednoosovo-heteropolovú) symetriu. Os symetrie spája dva póly – orálny, na ktorom sú umiestnené ústa a aborálny, na ktorom je umiestnená podošva. Cez os symetrie je možné nakresliť niekoľko rovín symetrie, čím sa telo rozdelí na dve zrkadlovo symetrické polovice.

Telo hydry je vak so stenou z dvoch vrstiev buniek (ektoderm a endoderm), medzi ktorými je tenká vrstva medzibunkovej hmoty (mezogley). Telová dutina hydry - žalúdočná dutina - tvorí výrastky, ktoré idú do chápadiel. Hoci sa zvyčajne verí, že hydra má iba jeden otvor vedúci do žalúdočnej dutiny (ústny), v skutočnosti je na chodidle hydry úzky aborálny pór. Prostredníctvom nej sa môže z črevnej dutiny uvoľniť tekutina, ako aj bublina plynu. V tomto prípade sa hydra spolu s bublinou odlepí od substrátu a vynorí sa, pričom sa drží vo vodnom stĺpci obrátene. Týmto spôsobom sa môže usadiť v nádrži. Čo sa týka ústneho otvoru, ten v nekŕmiacej sa hydre vlastne chýba – bunky ektodermy ústneho kužeľa sa uzatvárajú a vytvárajú tesné kontakty, rovnako ako v iných častiach tela. Preto pri kŕmení musí hydra zakaždým znovu „preraziť“ ústa.

Bunkové zloženie tela

epitelové svalové bunky

Epitelovo-svalové bunky ektodermu a endodermu tvoria väčšinu tela hydry. Hydra má asi 20 000 epitelovo-svalových buniek.

Bunky ektodermy majú cylindrický tvar epitelových častí a tvoria jednovrstvový krycí epitel. Kontraktilné procesy týchto buniek susedia s mezogleou a tvoria pozdĺžne svaly hydry.

Epitelovo-svalové bunky endodermu smerujú svojimi epitelovými časťami do črevnej dutiny a nesú 2-5 bičíkov, ktoré miešajú potravu. Tieto bunky môžu vytvárať pseudopody, pomocou ktorých zachytávajú častice potravy. V bunkách sa tvoria tráviace vakuoly.

Epitelovo-svalové bunky ektodermu a endodermu sú dve nezávislé bunkové línie. V hornej tretine tela hydry sa mitoticky delia a ich potomkovia sa postupne posúvajú buď smerom k hypostómu a tykadlám, alebo smerom k podrážke. Keď sa pohybujete, dochádza k diferenciácii buniek: napríklad ektodermové bunky na chápadlách dávajú bunkám bodavých batérií a na chodidle žľazové bunky, ktoré vylučujú hlien.

Žľazové bunky endodermu

Žľazové bunky endodermu vylučujú do črevnej dutiny tráviace enzýmy, ktoré rozkladajú potravu. Tieto bunky sú tvorené z intersticiálnych buniek. Hydra má asi 5000 žľazových buniek.

Intersticiálne bunky

Medzi epitelovo-svalovými bunkami sú skupiny malých, zaoblených buniek, nazývaných intermediálne alebo intersticiálne (i-bunky). Hydra ich má okolo 15 000. Ide o nediferencované bunky. Môžu sa zmeniť na iné typy buniek tela hydry, okrem epitelovo-svalových. Intermediárne bunky majú všetky vlastnosti multipotentných kmeňových buniek. Bolo dokázané, že každá medzibunka je potenciálne schopná produkovať pohlavné aj somatické bunky. Kmeňové intermediárne bunky nemigrujú, ale ich diferencujúce sa potomstvo je schopné rýchlej migrácie.

Nervové bunky a nervový systém

Nervové bunky tvoria v ektoderme primitívny difúzny nervový systém - rozptýlený nervový plexus (difúzny plexus). Endoderm obsahuje jednotlivé nervové bunky. Celkovo má hydra asi 5000 neurónov. Hydra má zhrubnutie difúzneho plexu na chodidle, okolo úst a na chápadlách. Podľa nových údajov má hydra blízkoústny nervový krúžok, podobný nervovému krúžku umiestnenému na okraji dáždnika v hydromedusách.

Hydra nemá jasné rozdelenie na senzorické, interkalárne a motorické neuróny. Tá istá bunka môže vnímať podráždenie a vysielať signál epitelovo-svalovým bunkám. Existujú však dva hlavné typy nervových buniek – senzorické a gangliové. Telá citlivých buniek sú umiestnené naprieč epitelovou vrstvou, majú nepohyblivý bičík obklopený golierom mikroklkov, ktorý trčí do vonkajšieho prostredia a je schopný vnímať podráždenie. Gangliové bunky sa nachádzajú na spodnej časti epitelovo-svalovej, ich procesy nejdú do vonkajšieho prostredia. Morfologicky je väčšina neurónov hydry bipolárna alebo multipolárna.

V nervovom systéme hydry sú prítomné elektrické aj chemické synapsie. Z neurotransmiterov v hydre boli nájdené dopamín, serotonín, norepinefrín, kyselina gama-aminomaslová, glutamát, glycín a mnohé neuropeptidy (vazopresín, látka P atď.).

Hydra je najprimitívnejšie zviera, v ktorého nervových bunkách sa našli svetlocitlivé opsínové proteíny. Analýza génu hydra opsínu naznačuje, že hydra a ľudské opsíny majú spoločný pôvod.

štipľavé bunky

Žihľavé bunky sa tvoria z intermediárnych buniek iba v oblasti tela. Najprv sa medzibunka delí 3-5 krát, čím sa vytvorí zhluk (hniezdo) prekurzorov bodavých buniek (cnidoblastov) spojených cytoplazmatickými mostíkmi. Potom začína diferenciácia, počas ktorej mostíky miznú. Diferenciačné cnidocyty migrujú do chápadiel. Žihľavé bunky sú zo všetkých typov buniek najpočetnejšie, v hydre je ich asi 55 000.

Žihľavá bunka má žihľavú kapsulu naplnenú toxickou látkou. Vo vnútri kapsuly je naskrutkovaný bodavý závit. Na povrchu bunky je citlivý vlas, pri jeho podráždení sa niť vymrští a zasiahne obeť. Po vypálení vlákna bunky odumierajú a z medzičlánkov sa vytvoria nové.

Hydra má štyri typy bodavých buniek - stenothely (penetranty), desmonemy (volventy), isorhiza holotrichi (veľké glutinanty) a isorizhi atrichi (malé glutinanty). Pri love ako prvé strieľajú volventy. Ich špirálové bodavé nite splietajú výrastky tela obete a zabezpečujú jeho zadržanie. Pôsobením trhnutia obete a nimi spôsobených vibrácií sa spúšťajú penetranty s vyšším prahom podráždenia. Hroty nachádzajúce sa v spodnej časti ich bodavých vlákien sa ukotvia v tele koristi a cez duté bodavé vlákno sa do jej tela vstrekuje jed.

Veľké množstvo bodavých buniek sa nachádza na tykadlách, kde tvoria bodavé batérie. Zvyčajne sa batéria skladá z jednej veľkej epiteliálno-svalovej bunky, v ktorej sú ponorené bodavé bunky. V strede batérie je veľký penetrant, okolo neho sú menšie volventy a glutinanty. Knidocyty sú spojené desmozómami so svalovými vláknami epitelovej svalovej bunky. Zdá sa, že veľké lepkavé látky (ich štipľavé vlákno má hroty, ale nemajú, ako volventy, dieru navrchu) sa používajú hlavne na obranu. Malé glutinanty sa používajú iba pri pohybe hydry, aby sa chápadlá pevne prichytili k substrátu. Ich streľba je blokovaná výťažkami z tkanív obetí Hydry.

Vypaľovanie penetrantov Hydra bolo skúmané pomocou ultra-vysokorýchlostného filmovania. Ukázalo sa, že celý proces streľby trvá asi 3 ms. V počiatočnej fáze (pred prevrátením hrotov) dosahuje rýchlosť 2 m/sa zrýchlenie je asi 40 000 (údaje z roku 1984); zjavne ide o jeden z najrýchlejších bunkových procesov známych v prírode. Prvou viditeľnou zmenou (menej ako 10 μs po stimulácii) bolo zväčšenie objemu bodavého puzdra asi o 10 %, potom sa objem zmenšuje na takmer 50 % pôvodného. Neskôr sa ukázalo, že rýchlosť aj zrýchlenie pri vystreľovaní nematocyst boli značne podhodnotené; podľa údajov z roku 2006 je rýchlosť tohto procesu v ranej fáze streľby (vyhadzovanie tŕňov) 9-18 m / s a ​​zrýchlenie od 1 000 000 do 5 400 000 g. To umožňuje, aby nematocysta s hmotnosťou asi 1 ng vyvinula na špičkách hrotov (s priemerom asi 15 nm) tlak asi 7 hPa, ktorý je porovnateľný s tlakom strely na cieľ a umožňuje jej preniknúť do hustá kutikula obetí.

Pohlavné bunky a gametogenéza

Ako všetky zvieratá, aj hydry sa vyznačujú oogamiou. Väčšina hydrov je dvojdomá, existujú však hermafroditné línie hydry. Vajíčka aj spermie sa tvoria z i-buniek. Predpokladá sa, že ide o špeciálne subpopulácie i-buniek, ktoré možno rozlíšiť bunkovými markermi a sú v malom počte prítomné v hydrách a počas nepohlavného rozmnožovania.

Dýchanie a vylučovanie

Dýchanie a vylučovanie metabolických produktov prebieha celým povrchom tela zvieraťa. Pravdepodobne pri výbere zohrávajú určitú úlohu vakuoly, ktoré sú v bunkách hydry. Hlavná funkcia vakuol je pravdepodobne osmoregulačná; odstraňujú prebytočnú vodu, ktorá neustále osmózou vstupuje do buniek hydry.

Podráždenosť a reflexy

Hydry majú sieťový nervový systém. Prítomnosť nervového systému umožňuje hydre vykonávať jednoduché reflexy. Hydra reaguje na mechanické podráždenie, teplotu, svetlo, prítomnosť chemikálií vo vode a množstvo ďalších faktorov prostredia.

Výživa a trávenie

Hydra sa živí malými bezstavovcami - dafniami a inými perloočkami, kyklopmi, ako aj naididmi máloštetinatými. Existujú dôkazy o konzumácii hydra vírnikov a trematódových cerkárií. Korisť zachytávajú chápadlá pomocou bodavých buniek, ktorých jed malé obete rýchlo paralyzuje. Koordinovanými pohybmi chápadiel sa korisť dostane do úst a potom sa pomocou sťahov tela hydra „nasadí“ na obeť. Trávenie začína v črevnej dutine (abdominálne trávenie), končí vo vnútri tráviacich vakuol epitelovo-svalových buniek endodermu (intracelulárne trávenie). Nestrávené zvyšky potravy sa vylučujú cez ústa.
Keďže hydra nemá transportný systém a mezoglea (vrstva medzibunkovej hmoty medzi ektodermou a endodermou) je pomerne hustá, vzniká problém transportu živín do buniek ektodermy. Tento problém je vyriešený tvorbou bunkových výrastkov oboch vrstiev, ktoré prechádzajú cez mezogleu a sú spojené medzerovými spojmi. Môžu cez ne prechádzať malé organické molekuly (monosacharidy, aminokyseliny), čo zabezpečuje výživu pre bunky ektodermy.

Reprodukcia a vývoj

Za priaznivých podmienok sa hydra rozmnožuje nepohlavne. Na tele zvieraťa (zvyčajne v dolnej tretine tela) sa vytvorí oblička, ktorá narastie, potom sa vytvoria chápadlá a prerazí ústa. Mladá hydra vychádza z organizmu matky (súčasne sú materské a dcérske polypy pripevnené chápadlami k substrátu a ťahané rôznymi smermi) a vedie nezávislý životný štýl. Na jeseň prechádza hydra na pohlavné rozmnožovanie. Na tele, v ektoderme, sú položené pohlavné žľazy - pohlavné žľazy a zárodočné bunky sa v nich vyvíjajú z intermediárnych buniek. S tvorbou gonadálnej hydry sa vytvára medusoidný uzol. To naznačuje, že gonády Hydry sú veľmi zjednodušené sporosaky, posledné štádium premeny stratenej medusoidnej generácie na orgán. Väčšina druhov hydry je dvojdomá, hermafroditizmus je menej častý. Vajíčka hydry rýchlo rastú, fagocytujú okolité bunky. Zrelé vajíčka dosahujú priemer 0,5-1 mm. K oplodneniu dochádza v tele hydry: cez špeciálny otvor v gonáde spermie vstúpi do vajíčka a spojí sa s ním. Zygota podlieha úplnému rovnomernému rozdrveniu, v dôsledku čoho sa vytvorí coeloblastula. Potom v dôsledku zmiešanej delaminácie (kombinácia imigrácie a delaminácie) dochádza k gastrulácii. Okolo embrya sa vytvorí hustá ochranná škrupina (embryotéka) s ostnatými výrastkami. V štádiu gastruly prechádzajú embryá do pozastavenej animácie. Dospelé hydry umierajú a embryá klesajú na dno a ukladajú sa do zimného spánku. Na jar vývoj pokračuje, v parenchýme endodermu sa divergenciou buniek vytvorí črevná dutina, potom sa vytvoria rudimenty tykadiel a spod škrupiny sa vynorí mladá hydra. Na rozdiel od väčšiny morských hydroidov teda hydra nemá voľne plávajúce larvy, jej vývoj je priamy.

Rast a regenerácia

Migrácia a obnova buniek

Normálne sa v dospelej hydre bunky všetkých troch bunkových línií intenzívne delia v strednej časti tela a migrujú do chodidla, hypostómu a špičiek chápadiel. Tam dochádza k bunkovej smrti a deskvamácii. Všetky bunky tela hydry sú teda neustále aktualizované. Pri normálnej výžive sa „nadbytok“ deliacich sa buniek presúva do obličiek, ktoré sa zvyčajne tvoria v dolnej tretine trupu.

Regeneračná schopnosť

Hydra má veľmi vysokú regeneračnú schopnosť. Keď sa rozreže na niekoľko častí, každá časť obnoví "hlavu" a "nohu", pričom si zachová pôvodnú polaritu - ústa a chápadlá sa vyvíjajú na strane, ktorá bola bližšie k ústnemu koncu tela, a stopka a chodidlo - na aborálna strana fragmentu. Celý organizmus je možné obnoviť z oddelených malých kúskov tela (menej ako 1/200 objemu), z kúskov chápadiel a tiež zo suspenzie buniek. Samotný proces regenerácie zároveň nie je sprevádzaný nárastom bunkových delení a je typickým príkladom morfalaxie.

Hydra sa môže regenerovať zo suspenzie buniek získanej maceráciou (napríklad trením hydry cez mlynský plyn). Experimenty ukázali, že vytvorenie agregátu asi 300 epiteliálno-svalových buniek je dostatočné na obnovenie hlavy. Ukázalo sa, že regenerácia normálneho organizmu je možná z buniek jednej vrstvy (len ektoderm alebo iba endoderm).

Fragmenty odrezaného tela hydry si uchovávajú informáciu o orientácii osi tela organizmu v štruktúre aktínového cytoskeletu: pri regenerácii sa os obnoví, vlákna usmerňujú bunkové delenie. Zmena štruktúry aktínového skeletu môže viesť k poruchám regenerácie (vznik viacerých osí tela).

Pokusy o štúdiu regenerácie a modely regenerácie

miestne pohľady

Vo vodných útvaroch Ruska a Ukrajiny sa najčastejšie vyskytujú nasledujúce typy hydry (v súčasnosti mnohí zoológovia rozlišujú okrem rodu Hydra 2 ďalšie rody Pelmatohydra a Chlorohydra):

• hydra s dlhou stonkou ( Hydra (Pelmatohydra) oligactis, synonymum - Hydra fusca) - veľký, so zväzkom veľmi dlhých nitovitých chápadiel, 2-5 krát dlhších ako jeho telo. Tieto hydry sú schopné veľmi intenzívneho pučania: niekedy možno na jednej matke nájsť až 10-20 polypov, ktoré ešte nepučali.
• hydra bežná ( Hydra vulgaris, synonymum - Hydra Grisea) - chápadlá v uvoľnenom stave výrazne presahujú dĺžku tela - približne dvakrát dlhšie ako telo a samotné telo sa zužuje bližšie k podrážke;
• hydra tenká ( Hydra circumcincta, synonymum - Hydra atenuata) - telo tejto hydry má tvar tenkej trubice rovnomernej hrúbky. Tykadlá v uvoľnenom stave nepresahujú dĺžku tela a ak áno, je to veľmi nepatrné. Polypy sú malé, občas dosahujú 15 mm. Šírka toboliek holotrichných izorrhizae presahuje polovicu ich dĺžky. Uprednostňuje bývanie blízko dna. Takmer vždy pripevnené k tej strane predmetov, ktorá smeruje ku dnu nádrže.
• hydra zelená ( ) s krátkymi, ale početnými tykadlami, trávovo zelenými.
• Hydra oxycnida – chápadlá v uvoľnenom stave nepresahujú dĺžku tela, a ak áno, tak veľmi mierne. Polypy sú veľké, dosahujú 28 mm. Šírka kapsúl holotrichovej izorhízy nepresahuje polovicu ich dĺžky.

Symbionti

Takzvané „zelené“ hydry Hydra (Chlorohydra) viridissima endodermálne bunky žijú endosymbiotické riasy rodu Chlorella- zoochlorella. Na svetle môžu takéto hydry vydržať dlho bez potravy (viac ako štyri mesiace), kým hydry umelo zbavené symbiontov umierajú bez kŕmenia po dvoch mesiacoch. Zoochlorella preniká do vajíčok a prenáša sa na potomstvo transovariálne. Iné typy hydry v laboratórnych podmienkach môžu byť niekedy infikované zoochlorellou, ale stabilná symbióza nenastáva.

A. Tremblay začal svoj výskum pozorovaním zelených hydrov.

Hydra môže byť napadnutá rybím poterom, pre ktorý sú popáleniny bodavých buniek zjavne dosť citlivé: po uchopení hydry ju poter zvyčajne vypľuje a odmieta ďalšie pokusy o potravu.

Kôrovec perloočka z čeľade chidoridov je prispôsobený na kŕmenie tkanivami hydry. Anchistropus emarginatus.

Tkanivá hydry sa môžu živiť aj mikrostomickými turbellarianmi, ktoré dokážu ako ochranné bunky využiť nestrávené mladé bodavé bunky hydry – kleptoknídie.

História objavovania a štúdia

Ako prvý opísal hydru zrejme Antonio van Leeuwenhoek. Podrobne študoval výživu, pohyb a nepohlavné rozmnožovanie, ako aj regeneráciu hydry

Hydra pohyby. Epitelovo-svalové bunky ektodermu majú vlákna, ktoré sa môžu sťahovať. Ak sa stiahnu súčasne, celé telo hydry sa skráti. Ak sa na jednej strane zníži byrokracia v bunkách, potom sa hydra nakloní týmto smerom. Vďaka práci týchto vlákien sa pohybujú chápadlá hydry a pohybuje sa celé jej telo (obr. 13.4).

Reakcie na podráždenie hydry. Vďaka nervovým bunkám umiestneným v ektoderme hydra vníma vonkajšie podnety: svetlo, dotyk a niektoré chemikálie. Procesy týchto buniek sú navzájom prepojené a vytvárajú mriežku. Takto vzniká najjednoduchší nervový systém, tzv difúzne (obr. 13.5). Väčšina nervových buniek sa nachádza v blízkosti chodidla a na chápadlách. Prejavom práce nervového systému a epiteliálnych svalových buniek je nepodmienený hydra reflex - ohýbanie chápadiel v reakcii na dotyk.

Ryža. 13.4. Schéma pohybu hydry

Ryža. 13.5. Hydra nervový systém

Vo vonkajšej vrstve sú tiež žihľavé bunky obsahujúce kapsuly so zatočenou tenkou trubičkou - žihľavou niťou. Citlivý vlas trčí z bunky. Stačí sa ho len zľahka dotknúť, keďže niť sa vysunie z tobolky a prepichne telo nepriateľa alebo koristi. Jed k nemu prichádza pozdĺž bodavého vlákna a zviera zomrie. Väčšina bodavých buniek sa nachádza v chápadlách.

Hydra regenerácia. Malé zaoblené stredné bunky ektodermy sú schopné transformovať sa na iné typy buniek. Vďaka ich reprodukcii hydra rýchlo obnovuje poškodenú časť tela. Schopnosť regenerovať toto zviera je úžasná: keď bola hydra rozdelená na 200 častí, z každej sa obnovilo celé zviera!

Hydra jedlo. Endoderm obsahuje žľazové bunky a tráviace bunky vybavené bičíkmi. Žľazové bunky dodávajú do črevnej dutiny látky nazývané tráviace šťavy. Tieto látky ničia korisť a rozkladajú ju na mikroskopické kúsky. Pomocou bičíkov si ich tráviace bunky prispôsobujú a zachytávajú, čím vytvárajú pseudopódia. Vnútorná dutina hydry sa nie náhodou nazýva črevná dutina: v nej začína trávenie potravy. Ale nakoniec sa jedlo rozloží v tráviacich vakuolách tráviacich buniek. Nestrávené zvyšky potravy sa z črevnej dutiny odstraňujú cez ústa.

Výber škodlivé látky vznikajúce počas života hydry, dochádza cez ektodermu do vody

Bunková interakcia. Medzi hydra bunkami trávia potravu iba tráviace bunky, ktoré však poskytujú živiny nielen sebe, ale aj všetkým ostatným bunkám. „Susedia“ zase vytvárajú najlepšie životné podmienky pre dodávateľov živín. Myslite na lov hydry – teraz môžete vysvetliť, ako koordinovaná práca nervových, bodavých, epiteliálno-svalových a žľazových buniek poskytuje tráviacim bunkám prácu. A tieto bunky zdieľajú výsledky svojej práce so svojimi susedmi. materiál zo stránky

Ako sa hydra rozmnožuje? Pri nepohlavnom rozmnožovaní vzniká oblička v dôsledku delenia medzibunkových buniek. Oblička rastie, objavujú sa na nej chápadlá, medzi nimi vybuchne ústa. Na opačnom konci je vytvorená podošva. Malá hydra sa oddelí od tela matky, klesne ku dnu a začne žiť sama.

Hydra sa rozmnožuje aj sexuálne. Hydra je hermafrodit: v niektorých výbežkoch jej ektodermy sa spermie tvoria z medzibunkových buniek, v iných vajíčka. Spermie opúšťajú telo hydry a sledujú vodu k iným jedincom. Keď našli vajíčka, oplodnili ich. Vytvára sa zygota, okolo ktorej sa objavuje hustá škrupina. Toto oplodnené vajíčko zostáva v tele hydry. Sexuálne rozmnožovanie sa zvyčajne vyskytuje na jeseň. V zime dospelé hydry umierajú a vajíčka prežijú zimu na dne nádrže. Na jar sa zygota začína deliť a vytvára dve vrstvy buniek. Z nich sa vyvinie malá hydra.

Na tejto stránke sú materiály k témam:

• Stav reprodukcie húb

• Správa z biológie podráždenia a pohybu

• Vlastnosti štruktúry a fungovania buniek tela hydry

• Vlastnosti životne dôležitých procesov hydry

• Porovnajte štruktúru žihľavovej bunky hydry a šupky listu žihľavy.

Otázky k tejto položke: