Класс гидроидные. Типы клеток гидры Особенности строения эпителиально мускульной клетки у гидры

Гидра - типичный представитель класса Гидрозои. Имеет цилиндрическую форму тела, достигая в длину до 1-2 см. На одном полюсе имеется рот, окруженный щупальцами, численность которых у различных видов бывает от 6 до 12. На противоположном полюсе у гидр расположена подошва, служащая для прикрепления животного к субстрату.

Органы чувств

В эктодерме у гидр имеются стрекательные, или крапивные клетки, служащие для защиты или нападения. Во внутренней части клетки находится капсула со спирально закрученной нитью.

Снаружи этой клетки располагается чувствительный волосок. Если какое-либо мелкое животное коснется волоска, то стрекательная нить стремительно выстреливается наружу и вонзается в жертву, которая погибает от попавшего по нити яда. Обычно одновременно выбрасывается много стрекательных клеток. Рыбы и другие животные не поедают гидр.

Щупальца служат не только для осязания, но и для захвата пищи - различных мелких водных животных.

В эктодерме и энтодерме у гидр есть эпителиально-мускульные клетки. Благодаря сокращению мускульных волоконец этих клеток гидра передвигается, «ступая» поочередно то щупальцами, то подошвой.

Нервная система

Нервные клетки, образующие сеть по всему телу, расположены в мезоглее, а отростки клеток отходят наружу и внутрь тела гидры. Такой тип строения нервной системы называется диффузным. Особенно много нервных клеток располагается у гидры вокруг рта, на щупальцах и подошве. Таким образом, у кишечнополостных уже появляется простейшая координация функций.

Гидрозои обладают раздражимостью. При раздражении нервных клеток различными раздражителями (механическими, химическими и др.) воспринятое раздражение распространяется по всем клеткам. Благодаря сокращению мускульных волоконец тело гидры может сжиматься в комочек.

Таким образом, впервые в органическом мире у кишечнополостных появляются рефлексы. У животных этого типа рефлексы еще однообразны. У более организованных животных они в процессе эволюции усложняются.

Пищеварительная система

Все гидры хищники. Захватив, парализовав и убив добычу при помощи стрекательных клеток, гидра своими щупальцами подтягивает ее к ротовому отверстию, которое способно очень сильно растягиваться. Далее пища попадает в гастральную полость, выстеленную железистыми и эпителиально-мускульными клетками энтодермы.

Пищеварительный сок вырабатывают железистые клетки. В нем имеются протеолитические ферменты, которые способствуют усвоению белков. Пища в гастральной полости переваривается пищеварительными соками и распадается на мелкие частицы. В клетках энтодермы имеется по 2-5 жгутиков, перемешивающих пищу в гастральной полости.

Псевдоподии эпителиально-мускульных клеток захватывают частицы пищи и в дальнейшем происходит внутриклеточное пищеварение. Непереваренные остатки пищи удаляются через рот. Таким образом, у гидроидных впервые появляется полостное, или внеклеточное, пищеварение, идущее параллельно с более примитивным внутриклеточным пищеварением.

Регенерация органов

В эктодерме у гидры имеются промежуточные клетки, из которых при повреждении тела образуются нервные, эпителиально-мускульные и другие клетки. Это способствует быстрому зарастанию раненого места и регенерации.

Если у гидры отрезать щупальце, то оно восстановится. Более того, если гидру разрезать на несколько частей (даже до 200), каждая из них восстановит целый организм. На примере гидры и других животных ученые изучают явление регенерации. Выявленные закономерности необходимы для разработки методов лечения ран у человека и многих видов позвоночных.

Способы размножения гидр

Все гидрозои размножаются двумя путями - бесполым и половым. Бесполое размножение заключается в следующем. В летний период, примерно на середине, из тела гидры выпячиваются эктодерма и энтодерма. Образуется бугор, или почка. За счет размножения клеток размер почки увеличивается.

Гастральная полость дочерней гидры сообщается с полостью материнской особи. На свободном конце почки образуется новый рот и щупальца. У основания почка перешнуровывается, молодая гидра отделяется от материнской и начинает вести самостоятельное существование.

Половое размножение у гидрозоев в естественных условиях наблюдается осенью. Одни виды гидр раздельнополые, а другие гермафродитные. У пресноводной гидры из промежуточных клеток эктодермы образуются женские и мужские половые железы, или гонады, то есть, эти животные являются гермафродитами. Семенники развиваются ближе к ротовой части гидры, а яичники - ближе к подошве. Если в семенниках образуется много подвижных сперматозоонов, то в яичниках созревает лишь одно яйцо.

Гермафродитные особи

У всех гермафродитных форм гидрозоев сперматозооны созревают раньше, чем яйца. Поэтому оплодотворение происходит перекрестно, а следовательно, самооплодотворение наступить не может. Оплодотворение яиц происходит в материнской особи еще в осеннее время. После оплодотворения гидры, как правило, погибают, а яйца в покоящемся состоянии остаются до весны, когда из них развиваются новые молодые гидры.

Почкование

Морские гидроидные полипы могут быть, как гидры, одиночными, но чаще они живут колониями, появившимися благодаря почкованию большого числа полипов. Колонии полипов часто состоят из огромного числа особей.

У морских гидроидных полипов, кроме бесполых особей, при размножении с помощью почкования образуются половые особи, или медузы.

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

Микроскопическое строение. Оба клеточных слоя гидры состоят преимущественно из так называемых эпителиально-мускульных клеток. В каждой из таких клеток имеется собственно-эпителиальная часть и сократимый отросток. Эпителиальная часть клетки обращена или кнаружи (в эктодерме) или к гастральной полости (в энтодерме).

Сократительные отростки отходят от основания клетки» прилежащего к опорной пластинке — мезоглее. Внутри сократительного отростка находятся мускульные волокна. Сократительные отростки клеток эктодермы расположены параллельно оси тела и осям щупалец, т. е. вдоль тела гидры, их сокращение и вызывает укорочение тела и щупалец. Сократительные отростки клеток энтодермы располагаются поперек тела в кольцевом направлении, их сокращение вызывает сужение тела гидры. На свободной поверхности клеток энтодермы находятся жгутики, чаще всего 2, а иногда могут появляться и псевдоподии.

Кроме эпителиально-мускульных клеток, в эктодерме и в энтодерме находятся чувствующие, нервные и железистые клетки.

Первые занимают такое же положение, как эпителиально-мускульные клетки, т. е. одним полюсом выходят на поверхность тела или к пищеварительной полости, другим — к опорной пластинке.

Гидра . I — в спокойном состоянии; II — сократившаяся после раздражения

Вторые лежат у основания эпителиально-мускульных клеток, около их сократительных отростков, прилегающих к опорной пластинке. Нервные клетки соединяются отростками в примитивную нервную систему диффузного типа. Особенно многочисленны нервные клетки вокруг рта, на щупальцах и на подошве.

Микроскопическое строение гидры . I — разрез через стенку тела; II —диффузная нервная система (видны соединения отростков нервных клеток между собой); III —отдельная эпителиально-мускульная клетка эктодермы:

1—стрекательные клетки, 2—эпителиально-мускульные клетки эктодермы, 3 — эпителиально-мускульные клетки энтодермы, 4 — железистые клетки энтодермы, 5 — жгутиковидные и псевдоподиальные выросты энтодермальных клеток, 6—интерстициальные клетки, 7—чувствительные клетки эктодермы, 8 — чувствительные клетки эктодермы, 9—нервные клетки эктодермы (нервные клетки энтодермы не показаны), 9 (III)—тело клетки, 10— сократительные отростки с сократительной фибриллой внутри них (11)

Железистые клетки эктодермы располагаются главным образом на подошве и щупальцах; их клейкие выделения на подошве служат для прикрепления гидры к субстрату, а на щупальцах играют роль при перемещении животного (см. ниже). Железистые клетки энтодермы располагаются около рта, их секрет имеет пищеварительное значение.

В эктодерме имеются еще стрекательные клетки, т. е. клетки, содержащие стрекательные капсулы (см. выше), они особенно многочисленны на щупальцах. У гидры имеется четыре типа стрекательных клеток: наиболее крупные грушевидные — пенетранты, мелкие грушевидные — вольвенты, большие цилиндрические — глютинанты, или стрептолины, и малые цилиндрические—стереолины. Действие капсул этих типов различно; некоторые из них своими острыми нитями могут пробивать стенку тела противника или жертвы и вводить в ранку ядовитое вещество и тем парализовать ее, другие же только опутывают жертву нитями.

Наконец, у гидры имеются еще не дифференцированные так называемые интерстициальные клетки, из которых развиваются различные клеточные элементы гидры, в частности половые клетки.

Еще интересные статьи

Происходят в одной клетке. В теле гидры и всех других многоклеточных животных разные группы клеток имеют различное значение или, как ещё говорят, различные функции.

Строение

Строение гидры может быть различно, из-за клеток которые выполняют разные функции. Группы клеток, имеющих одинаковое строение и выполняющих определённую функцию в жизни животного, носят название тканей. В теле гидры развиты такие ткани, как покровная, мышечная и нервная. Однако эти ткани не образуют в её теле тех сложных органов, которые имеются у других многоклеточных животных. Таким образом, гидра представляет собой низшее, то есть наиболее простое по своему строению многоклеточное животное.

У червей и других животных более сложных, чем пресноводная гидра, из тканей образуются органы. Из органов, выполняющих общую функцию в жизни животного, в теле животных образуются системы органов (например, нервная система, кровеносная система и др.). У гидры систем органов нет. Размножение гидры происходит двумя способами: половым и бесполым.

Крапивные клетки

Чтобы понять, почему дафнии , прикоснувшись к щупальцам пресноводной гидры, парализуются, необходимо рассмотреть строение щупальца под микроскопом. Вся поверхность щупальца покрыта крошечными узловатыми бугорками. Это особые клетки, имеющие вид пузырьков. Такие клетки есть и на краях тела гидры, но больше всего их на щупальцах. В пузырьках находятся тонкие нити с остриями на концах, торчащими наружу. Когда добыча коснется тела гидры, нити, в спокойном состоянии свернутые в виде спирали, внезапно выбрасываются наружу из своих пузырьков и, как стрелы, вонзаются в тело добычи. При этом из пузырька изливается в ранку капелька яда, парализующего жертву. Сравнительно толстую кожу человека и крупных животных гидра поразить не может. Но в морях живут родственные гидре животные – морские медузы. Крупные медузы могут причинить сильный ожог и человеку. Они обжигают кожу, как крапива. Поэтому эти клетки называются крапивными клетками, а нити – крапивными нитями. Крапивные клетки гидры не только орган нападения на добычу, но и орган защиты.

Мышечные клетки

Некоторые клетки наружного слоя тела гидры с внутренней стороны продолжены узкими мышечными отростками. Эти отростки расположены вдоль тела гидры. Они способны сокращаться. Быстрое сжимание гидры в маленький комочек в ответ на раздражение происходит именно благодаря сокращению этих мышечных отростков. Клетки с такими отростками называются покровно-мышечными. В жизни гидры они играют такую же роль, как у человека мышцы. Таким образом, наружные клетки гидры защищают ее и помогают ей передвигаться.

Нервные клетки

Гидра воспринимает раздражения чувствительными клетками, расположенными в эктодерме (наружном слое). Передаются эти раздражения через нервные клетки, находящиеся в покровном слое, ближе к основанию покровно-мышечных клеток, на опорной перепонке, соединяясь между собой. Нервные клетки образуют нервную сеть. Эта сеть является зачатком нервной системы.

От чувствительных клеток раздражение (например, от прикосновения иглой или палочкой) передается нервным клеткам и распространяется по всей нервной сети гидры. От нервной сети раздражение переходит на покровно-мышечные клетки. Отростки их сокращаются, и соответственно сокращается все тело гидры. Так гидра отвечает на внешние раздражения. Сокращение тела гидры от прикосновения имеет защитное значение.

Пищеварительные клетки

Клетки пищеварительного слоя значительно крупнее, чем клетки покровного слоя. На своей внутренней части, обращенной к кишечной полости, эти клетки имеют длинные жгутики. Двигаясь, жгутики перемешивают частицы пищи, попавшие внутрь кишечной полости. Пищеварительные клетки выделяют сок, переваривающий пищу. Переваренная пища всасывается клетками пищеварительного слоя, а из них поступает во все клетки тела. Не переваренные остатки пищи выбрасываются наружу через ротовое отверстие.

• Тип: Cnidaria = Кишечнополостные, стрекающие
• Подтип: Medusozoa = Медузопроизводящие
• Класс: Hydrozoa Owen, 1843 = Гидрозои, гидроидные
• Подкласс: Hydroidea = Гидроиды
• Отряд: Hydrida = Гидры
• Род: Hydra = Гидры

Род: Hydra = Гидры

Для гидр характерна примитивная диффузная нервная система, образованная в эктодерме нервными клетками в виде рассеянного нервного сплетения. В энтодерме имеются только отдельные нервные клетки, а всего у гидры около 5000 нейронов. Нервные сплетения тимеются на подошве, вокруг рта и на щупальцах. Есть данные, что у гидры имеется околоротовое нервное кольцо, аналогичное таковому зонтика у гидромедуз. Хотя у гидры нет четкого деления на чувствительные, вставочные и моторные нейроны, но тем не менее, имеются чувствительные и ганглиозные нервные клетки. Тела чувствительных клеток расположены поперек эпителиального пласта, они имеют неподвижный жгутик, окруженный воротничком из микроворсинок, который торчит во внешнюю среду и способен воспринимать раздражение. Отростки ганглиозных клеток расположены в основании эпителиально-мускульных и не выходят во внешнюю среду. Гидра - самое примитивное животное, в нервных клетках которого обнаружены чувствительные к свету белки опсины, которые у гидры и человека имеют общее происхождение. В целом, наличие нервной системы у гидры, позволяет ей осуществлять простые рефлексы. так, гидра реагирует на механическое раздражение, температуру, освещённость, наличие в воде определенных химических веществ и на ряд других факторов внешней среды.

Стрекательные клетки образуются из промежуточных только в области туловища. Стрекательных клеток у гидры около 55.000 и они наиболее многочисленные из всех клеточных типов. Каждая стрекательная клетка имеет стрекательную капсулу, которая ззаполнена ядовитым веществом, а внутрь капсулы ввёрнута стрекательная нить. На поверхности клетки ртся только чувствительный волосок, при раздражении которого тут же наружу выбрасывается нить и поражает жертву. Стрекательная клетка после выстреливания нити погибает, а на ее месте из промежуточных клеток образуются новые.

У гидры различают четыре типа стрекательных клеток. Первыми при охоте гидры выстреливают десмонемы (вольвенты): их спиральные стрекательные нити опутывают выросты тела жертвы и обеспечивают ее удержание. Когда жертва пытается рывками освободиться, от вызванной ими вибрации срабатывают стенотелы (пенетранты), имеющие более высокий порог раздражения. А шипы, имеющиеся у основания их стрекательных нитей, заякориваются в теле добычи, а через полую стрекательную нить в ее тело вводится яд. Большие глютинанты (их стрекательная нить имеет шипы, но не имеет, как и у вольвент, отверстия на вершине), видимо, в основном используются для защиты. Малые глютинанты используются только при передвижении гидры для прочного прикрепления щупальцами к субстрату. Их выстреливание блокируется экстрактами из тканей жертв гидры.

На щупальцах гидры находится самое большое количество стрекательных клеток, которые образуют здесь стрекательные батареи. В состав стрекательной батареи обычно входит одна крупная эпителиально-мускульная клетка, в которую погружены стрекательные клетки. В центре батареи находится крупная пенетранта, вокруг нее - более мелки вольвенты и глютинанты. Книдоциты соединены десмосомами с мускульными волокнами эпителиально-мускульной клетки.

Сверхвысокоскоростная киносъемка выстреливания пенетрант гидры показала, что весь процесс выстреливания занимает около 3 мс. Причем в начальной фазе выстреливания скорость достигает 2 м/c, а ускорение составляет около 40.000 g; что видимо, является одним из самых быстрых клеточных процессов из известных в природе. На ранней фазе выстреливании нематоцист скорость этого процесса составляет 9-18 м/с, а ускорение составляет от 1.000.000 до 5.000.000 g, что позволяет нематоцисте массой около 1 нг развивать на кончиках шипов (диаметр которых составляет около 15 нм) давление порядка 7 гПа, что сравнимо с давлением пули на мишень и позволяет пробивать достаточно толстую кутикулу жертв...