Гидры: питание, строение, размножение и другие особенности
Гидры - пресноводные полипы с уникальными свойствами, которые издавна привлекают внимание ученых. Эти крошечные существа, несмотря на простое строение, демонстрируют поразительные регенерационные способности, практическое бессмертие и ряд других удивительных особенностей.
Гидры широко распространены в пресных водоемах, где они прикрепляются к водным растениям или дну. Их строение, питание, размножение и способность к регенерации вызывают большой интерес у биологов уже не одно столетие.
Строение тела гидры
Гидры (лат. Hydra) — род пресноводных сидячих кишечнополостных из класса гидроидных (Hydrozoa). Они представляют собой простейших одиночных полипов с цилиндрическим телом длиной 1—20 мм. Гидры обитают в стоячих водоемах и реках с медленным течением, прикрепляясь к водным растениям или грунту.
Пресноводная гидра – это одиночный малоподвижный полип. Ее тело имеет форму мешка, стенка которого состоит из двух слоев клеток: наружного эктодермального и внутреннего энтодермального. Между ними находится тонкий слой межклеточного вещества. Внутри тела гидры располагается гастральная полость.
Какое место обитания выбирает гидра пресноводная? Она населяет стоячие или слабопроточные водоемы с чистой водой и обилием растительности. Чаще всего гидру можно найти на нижней стороне листьев водных растений, реже – на камнях и других твердых субстратах.
На переднем конце тела гидры находится рот, окруженный венчиком из щупалец. Пресноводная гидра относится к типу Кишечнополостные, классу Гидроидные. Ее тело обладает радиальной симметрией. Через ось симметрии, соединяющую рот и противоположный конец, можно провести несколько плоскостей симметрии.
На заднем конце тела располагается подошва – орган прикрепления к субстрату. С помощью подошвы гидра может ползать и менять место обитания. Хотя у гидры одно ротовое отверстие, на подошве есть небольшая пора, через которую может выделяться жидкость и газы.
Особенности питания
Гидры являются хищниками и питаются мелкими водными беспозвоночными. Чем питается гидра пресноводная? Их основная добыча – рачки дафнии и циклопы, молодь насекомых. Для ловли этих микроскопических существ гидре требуются специальные приспособления.
Важнейшим органом для захвата добычи служат щупальца гидры. Они покрыты стрекательными клетками – книдоцитами, представляющими собой примитивные стрекательные органеллы. При контакте жертвы со щупальцем происходит выброс токсичных стрекательных нитей, которые пронзают и парализуют добычу.
Захваченная и обездвиженная жертва затаскивается гидрой в рот с помощью щупалец и заглатывается целиком. В клетках кишечной полости формируются пищеварительные вакуоли, где происходит переваривание пищи с помощью выделяемых ферментов.
- Гидра способна проглатывать добычу, превышающую размер ее тела.
- Пищеварение у гидры внутриклеточное.
- Пищевые частицы разносятся по кишечной полости ресничками.
Таким образом, особенностями питания гидр являются активный способ ловли жертвы, внутриклеточное переваривание и всасывание пищи. Благодаря стрекательным клеткам гидра способна успешно охотиться на разнообразные микроорганизмы.
Размножение гидр
Гидры размножаются бесполым и половым способом. Бесполое размножение происходит путем почкования.
При благоприятных условиях почки образуются на теле гидры в области рта или основания ножки. Постепенно почка увеличивается в размерах и отпочковывается, образуя новую особь.
При достаточном количестве пищи гидры интенсивно делятся и формируют все больше почек, порой образуя целые колонии особей.
Половой процесс у гидр называется оогамия. Половые клетки развиваются из промежуточных клеток эктодермы. Яйцеклетки и сперматозоиды формируются в специальных выростах тела – гонадах. Гонады располагаются в нижней части стебелька гидры.
Оплодотворение наружное. Созревшие яйцеклетки и сперматозоиды выходят в воду через разрывы стенки гонад. Зигота претерпевает дробление и формирует личинку – планулу, которая некоторое время ведет свободноплавающий образ жизни, а затем прикрепляется и превращается во взрослую особь.
Таким образом, гидры используют как бесполый, так и половой способы размножения. Бесполое размножение позволяет быстро наращивать численность при благоприятных условиях. Половое размножение обеспечивает генетическое разнообразие популяции.
Удивительная регенерация
Одним из уникальных свойств гидр является их выдающаяся регенерационная способность. Если разрезать тело гидры поперек на несколько частей, то из каждого фрагмента может восстановиться целый организм.
В процессе регенерации она продолжает охотиться и переваривать добычу в клетках кишечника. Питание обеспечивает энергией этот энергозатратный процесс восстановления утраченных структур.
При регенерации сохраняется исходная полярность тела: ближе к бывшему ротовому концу восстанавливается голова с щупальцами, а к противоположному концу - ножка. Это свидетельствует о наличии морфогенных веществ, регулирующих восстановление формы тела.
Таким образом, гидры обладают поистине уникальной способностью к регенерации, позволяющей им восстанавливать целостный организм даже из небольшого фрагмента тела. Это свойство имеет большое значение для выживания гидр в природных условиях.
Бессмертие - уникальное свойство гидры
Благодаря выдающимся регенерационным способностям, гидры фактически являются бессмертными существами. Это уникальное свойство было доказано в ходе многолетних экспериментов, которые проводились биологами в конце двадцатого столетия.
Чем питается гидра пресноводная в лаборатории? В условиях лаборатории гидрам регулярно скармливались рачки артемии и другие мелкие водные организмы. Постоянный приток питательных веществ поддерживал активность процессов жизнедеятельности.
По мнению ученых, практическое бессмертие гидр напрямую связано с их выдающейся регенеративной способностью. Поврежденные и отмирающие клетки постоянно замещаются новыми, что предотвращает процессы старения и гибели организма.
Таким образом, гидры в теории могут жить вечно, постоянно восстанавливая свои клетки и ткани. Это уникальное свойство делает их объектом пристального изучения биологов, мечтающих разгадать секрет бессмертия этих удивительных существ.
История изучения
Гидры впервые привлекли пристальное внимание ученых в XVIII веке благодаря работам швейцарского натуралиста Авраама Трамбле. Он детально изучил их строение, размножение и удивительную способность к регенерации.
Трамбле обнаружил, что разрезанное на части тело гидры может полностью восстановиться из каждого фрагмента. Это опровергло распространенное мнение, что регенерация – исключительное свойство растений.
Чем питается гидра пресноводная? Этот вопрос давно интересовал экспертов. Трамбле наблюдал процесс поимки и переваривания жертвы гидрами, изучил строение их пищеварительной системы. Он также впервые подробно описал бесполое и половое размножение этих организмов.
Работы Трамбле положили начало научному изучению гидр. В дальнейшем многие исследователи изучали регенерационные способности и жизненный цикл этих удивительных существ.
Современные ученые активно изучают генетические и биохимические механизмы регенерации у гидр, пытаясь понять секрет их бессмертия. Исследования на гидрах вносят большой вклад в развитие биологии и медицины.
Распространение в природе
Гидры (Hydra) широко распространены в пресных водоемах всего мира. Они обитают в озерах, реках, прудах с медленным течением, придерживаясь прибрежной растительности. Гидры прикрепляются к водным растениям, камням, корягам при помощи подошвы.
Перед наступлением зимы, после перехода к половому размножению и созреванию покоящихся стадий, гидры в водоемах средней полосы погибают. Видимо, это происходит не из-за нехватки пищи, а по каким-то другим, пока не выясненным причинам.
На поверхности тела гидр в качестве паразитов или комменсалов часто обитают керона полипорум, триходина и другие инфузории. В ткани гидр способны проникать и питаться ими турбеллярии и ветвистоусые рачки из семейства Hidroidae.
Приспособление гидры к образу жизни на подводных субстратах
Гидры приспособлены к оседлому образу жизни на подводных субстратах. Благодаря прикреплению при помощи подошвы, они малоподвижны, но при необходимости могут отсоединяться и всплывать к поверхности воды.
Для ловли добычи гидры используют свои щупальца, на которых располагаются стрекательные клетки двух типов - вольвенты и пенетранты. Первые опутывают жертву спиральными нитями, вторые впрыскивают в нее яд. Также на щупальцах есть реснички для создания водных потоков, приносящих пищу.
Пищеварительная система гидры довольно примитивна и состоит из центральной полости, окруженной клетками эктодермы и энтодермы. Питательные вещества всасываются всей поверхностью клеток. Ферменты выделяют специальные железистые клетки энтодермы.
Для обнаружения и ловли добычи у гидры есть простейшая нервная система из стрекательных и чувствительных клеток. Они позволяют осуществлять рефлекторные реакции на раздражители.
Еще одно важное приспособление гидр - их выдающиеся регенерационные способности. Они могут восстанавливаться даже из небольшого числа клеток. Это дает гидрам фактическое бессмертие, если не принимать в расчет гибель вследствие внешних факторов.
Взаимодействие гидры с другими организмами: основные особенности
Гидры активно охотятся на различных мелких водных беспозвоночных - дафний, циклопов, личинок насекомых. Для этого они используют свои стрекательные клетки. Однако сами гидры могут становиться жертвой хищных организмов.
Молодь некоторых видов рыб активно поедает гидр, несмотря на их жгучие клетки. Взрослые особи гидр слишком велики для большинства хищников, но их личинки и яйца могут становиться пищей для других обитателей водоема.
На внешней и внутренней поверхности гидр часто паразитируют одноклеточные (инфузории, грибки) и многоклеточные организмы. Особенно опасны турбеллярии и рачки, способные проникать глубоко в ткани и питаться ими изнутри.
В пищеварительных клетках некоторых видов гидр обитают колонии одноклеточных водорослей хлорелла. Они осуществляют фотосинтез и обеспечивают гидру питательными веществами, получая взамен защиту и убежище.
Практическое значение гидры для человека: может ли этот организм приносить людям пользу?
Гидры не имеют сколько-нибудь заметного практического значения для человека. Их размеры слишком малы, а численность недостаточно высока, чтобы рассматривать этих животных в качестве источника пищи или других полезных для нас ресурсов.
Определенный интерес гидры представляют для научных исследований благодаря своим уникальным биологическим свойствам. В частности, их изучают для понимания механизмов регенерации тканей и органов, развития нервной системы, а также ответных реакций организма на внешние воздействия.
Некоторые ученые полагают, что в будущем результаты изучения физиологии и генетики гидр помогут разработать методы восстановления поврежденных тканей и органов у человека. Уже сейчас найденный у гидр головной активатор нашел применение в медицине для лечения целого ряда заболеваний.
Хотя сами гидры и безвредны для человека, в их тканях могут паразитировать возбудители опасных заболеваний. Поэтому следует соблюдать меры предосторожности при контакте с водоемами, в которых обитают эти организмы.