Морские гидры. Пресноводная обыкновенная гидра (Hydra vulgaris)

В статье читатели смогут узнать, что такое гидра. А также познакомится с историей открытия, особенностями данного животного и местом обитания.

История открытия животного

Прежде всего следует дать научное определение. Пресноводная гидра - это род сидячих (по образу жизни) кишечнополостных, относящихся к классу гидроидных. Представители этого рода обитают в реках с относительно медленным течением или стоячих водоемах. Они крепятся к грунту (дну) или растениям. Это малоподвижный одиночный полип.

Первые данные о том, что такое гидра, дал нидерландский ученый, конструктор микроскопа Антони ван Левенгук. Он являлся также основоположником научной микроскопии.

Более подробное описание, а также процессы питания, движения, размножения и регенерации гидры раскрыл швейцарский ученый Авраам Трамбле. Свои результаты он описал в книге "Мемуары к истории одного рода пресноводных полипов".

Данные открытия, которые стали предметом разговоров, принесли большую славу ученому. В настоящее время считается, что именно опыты по изучению регенерации рода послужили толчком к возникновению экспериментальной зоологии.

Уже позже Карлом Линнеем роду было дано научное название, которое исходило из древнегреческих мифов о Лернейской Гидре. Возможно, ученый связал название рода с мифическим существом ввиду его регенерационных способностей: когда гидре отрубали голову, на ее месте вырастала другая.

Строение тела

Раскрывая тему "Что такое гидра?", следует дать и внешнее описание рода.

Длина туловища составляет от одного миллиметра до двух сантиметров, а иногда и немного больше. Тело гидры имеет цилиндрическую форму, спереди находится рот, окруженный щупальцами (их количество может достигать двенадцати). Сзади размещается подошва, с помощью которой животное может передвигаться и прикрепляться к чему-либо. На ней есть узкая пора, через нее выделяется из кишечной полости жидкость и пузырьки газа. Особь вместе с этим пузырьком открепляется от опоры и всплывает. При этом голова находится в толще воды. Таким способом особь расселяется по водоёму.

Строение гидры простое. Иначе говоря, тело представляет собой мешок, стенки которого состоят из двух слоев.

Жизненные процессы

Говоря о процессах дыхания и выделения, следует сказать: оба процесса происходят по всей поверхности тела. В выделении важную роль играют клеточные вакуоли, главной функцией которых является осморегуляторная. Ее суть заключается в том, что вакуоли выводят остатки воды, которые поступают в клетки вследствие процессов односторонней диффузии.

Благодаря наличию нервной системы, имеющей сетчатое строение, пресноводная гидра осуществляет простейшие рефлексы: животное реагирует на температуру, механическое раздражение, освещенность, на наличие химических веществ в водной среде и на другие факторы среды.

Основу питания гидры составляют мелкие беспозвоночные - циклопы, дафнии, олигохеты. Животное захватывает при помощи щупальцев добычу, яд стрекательной клетки довольно быстро поражает ее. Затем пища подносится щупальцами ко рту, который, благодаря сокращениям тела, как бы надевается на добычу. Остатки пищи гидра выбрасывает через рот.

Размножение гидры в благоприятных условиях происходит бесполым путем. На теле кишечнополостного образуется почка, которая некоторое время растет. Позже у нее появляются щупальца, а также прорывается рот. Молодая особь отделяется от материнской, прикрепляется к субстрату щупальцами и начинает вести самостоятельный образ жизни.

Половое размножение гидры начинается осенью. На ее теле образовываются половые железы, а в них - половые клетки. Большая часть особей раздельнополые, но встречается и гермафродитизм. Оплодотворение яйцеклетки происходит в теле материнской особи. Образованные зародыши развиваются, а зимой взрослая особь погибает, а зародыши зимуют на дне водоема. На этот период они впадают в процесс анабиоза. Таким образом, развитие у гидр прямое.

Нервная система гидры

Как говорилось выше, у гидры она сетчатая. В одном из слоев тела нервные клетки образуют рассеянную нервную систему. В другом слое не много нервных клеток. Всего в теле животного около пяти тысяч нейронов. У особи нервные сплетения есть на щупальцах, подошве и возле рта. Последние исследования показали, что гидра имеет нервное околоротовое кольцо, очень похожее на нервное кольцо гидромедузы.

У животного нет определенного деления нейронов на отдельные группы. Одна клетка воспринимает раздражение и передает сигнал мускульным. Есть в ее нервной системе химические и электрические синапсы (место контакта двух нейронов).

Также у этого примитивного животного обнаружены белки опсины. Есть предположение, что у опсинов человека и гидры общее происхождение.

Рост и способность к регенерации

Клетки гидры обновляются постоянно. Они делятся в средней части туловища, затем двигаются к подошве и щупальцам. Именно здесь они гибнут и слущиваются. Если возникает избыток делящихся клеток, то они перемещаются в почки в нижнюю часть тела.

У гидры есть способность к регенерации. Даже после поперечного разреза тела на несколько частей, каждая из них восстановится до исходного вида. Щупальца и рот восстанавливаются на той стороне, что была ближе к оральному концу туловища, а подошва - на другой стороне. Особь способна восстановится из небольших кусочков.

Кусочки тела хранят информацию о движении оси тела в структуре актинового цитоскелета. Изменение этой структуры приводит к нарушениям в процессе регенерации: может образоваться несколько осей.

Продолжительность жизни

Говоря о том, что такое гидра, важно сказать и о длительности жизненного цикла особей.

Еще в девятнадцатом веке была выдвинута гипотеза о том, что гидра бессмертна. Некоторые ученые на протяжении всего последующего столетия пытались ее доказать, а некоторые - опровергнуть. Лишь в 1997 году она все-таки была доказана Даниэлем Мартинесом с помощью эксперимента, который длился четыре года. Также есть мнение, что бессмертие гидры связано с высокой регенерацией. А то, что зимой в реках средней полосы взрослые особи погибают, связано, скорее всего, с нехваткой пищи или воздействием неблагоприятных факторов.

Из этой статьи вы узнаете все о строении пресноводной гидры, её образе жизни, питании, размножении.

Внешнее строение гидры

Полип (что означает «многоног») гидра - это крошечное полупрозрачное существо, обитающее в чистых прозрачных водах речек с медленным течением, озер, прудов. Это кишечнополостное животное ведет малоподвижный или прикрепленный образ жизни. Внешнее строение гидры пресноводной очень простое. Тело имеет практически правильную цилиндрическую форму. На одном из его концов расположен рот, который окружен венцом из множества длинных тонких щупалец (от пяти до двенадцати). На другом конце тела находится подошва, при помощи которой животное способно прикрепляться к различным предметам под водой. Длина тела пресноводной гидры составляет до 7 мм, а вот щупальца могут сильно растягиваться и достигать длины в несколько сантиметров.

Лучевая симметрия

Рассмотрим подробнее внешнее строение гидры. Таблица поможет запомнить и их назначение.

Телу гидры, как и многих других животных, ведущих прикрепленный образ жизни, присуща Что это такое? Если представить себе гидру и вдоль туловища провести воображаемую ось, то щупальца животного будут расходиться от оси во все стороны, подобно лучам солнца.

Строение тела гидры продиктовано ее образом жизни. Она прикрепляется к подводному предмету подошвой, свешивается вниз и начинает покачиваться, исследуя окружающее пространство с помощью щупалец. Животное охотится. Так как гидра подстерегает добычу, которая может появиться с любой стороны, то симметричное лучеобразное расположение щупалец оптимально.

Кишечная полость

Внутреннее строение гидры рассмотрим более подробно. Тело гидры похоже на продолговатый мешочек. Его стенки состоят из двух слоев клеток, между которыми расположено межклеточное вещество (мезоглея). Таким образом, внутри тела имеется кишечная (гастральная) полость. Пища проникает в неё через ротовое отверстие. Интересно то, что у гидры, которая в данный момент не ест, рот практически отсутствует. Клетки эктодермы смыкаются и срастаются так же, как на остальной поверхности тела. Поэтому каждый раз перед тем как поесть, гидре приходится заново прорывать рот.

Строение гидры пресноводной позволяет ей менять место своего жительства. На подошве животного имеется узкое отверстие - аборальная пора. Через неё из кишечной полости может выделяться жидкость и небольшой пузырек газа. С помощью этого механизма гидра способна открепиться от субстрата и всплыть к поверхности воды. Таким нехитрым способом, при помощи течений, она расселяется по водоему.

Эктодерма

Внутреннее строение гидры представлено эктодермой и эндодермой. Эктодермой называется образующих тело гидры. Если посмотреть на животное в микроскоп, то можно увидеть, что к эктодерме относится несколько разновидностей клеток: стрекательные, промежуточные и эпителиально-мускульные.

Самая многочисленная группа - кожно-мускульные клетки. Они соприкасаются между собой боковыми сторонами и образуют поверхность тела животного. Каждая такая клетка имеет основание - сократимое мускульное волоконце. Этот механизм обеспечивает возможность двигаться.

При сокращении всех волоконец тело животного сжимается, удлиняется, изгибается. А если сокращение произошло только на одной стороне тела, то гидра наклоняется. Благодаря такой работе клеток животное может передвигаться двумя способами - «кувырканием» и «шаганием».

Также в наружном слое расположены звездообразные нервные клетки. Они имеют длинные отростки, с помощью которых соприкасаются между собой, образуя единую сеть - нервное сплетение, оплетающее все тело гидры. Соединяются нервные клетки и с кожно-мускульными.

Между эпителиально-мускульными клетками расположены группы маленьких, округлой формы промежуточных клеток с крупными ядрами и небольшим количеством цитоплазмы. Если тело гидры повреждено, то промежуточные клетки начинают расти и делиться. Они способны превратиться в любой

Стрекательные клетки

Строение клеток гидры очень интересно, особого упоминания заслуживают стрекательные (крапивные) клетки, которыми усыпано все тело животного, особенно щупальца. имеют сложное строение. Кроме ядра и цитоплазмы в клетке расположена пузыревидная стрекательная камера, внутри которой находится свернутая в трубочку тончайшая стрекательная нить.

Из клетки выходит чувствительный волосок. Если добыча или враг касается этого волоска, то происходит резкое распрямление стрекательной нити, и она выбрасывается наружу. Острый кончик вонзается в тело жертвы, а по проходящему внутри нити каналу поступает яд, который способен убить мелкое животное.

Как правило, срабатывает множество стрекательных клеток. Гидра захватывает добычу щупальцами, притягивает ко рту и заглатывает. Яд, выделяемый стрекательными клетками, служит и для защиты. Более крупные хищники не трогают болезненно жалящих гидр. Яд гидры по своему действию напоминает яд крапивы.

Стрекательные клетки также можно подразделить на несколько типов. Одни нити впрыскивают яд, другие - обиваются вокруг жертвы, а третьи приклеиваются к ней. После срабатывания стрекательная клетка погибает, а из промежуточной образуется новая.

Энтодерма

Строение гидры подразумевает и наличие такой структуры, как внутренний слой клеток, энтодерма. Эти клетки также имеют мускульные сократительные волоконца. Основное их назначение - переваривание пищи. Клетки энтодермы выделяют пищеварительный сок прямо в кишечную полость. Под его влиянием добыча расщепляется на частицы. У некоторых клеток энтодермы есть длинные жгутики, постоянно находящиеся в движении. Их роль - подтягивать частицы еды к клеткам, которые, в свою очередь, выпускают ложноножки и захватывают пищу.

Пищеварение продолжается внутри клетки, поэтому называется внутриклеточным. Перерабатывается пища в вакуолях, а непереваренные остатки выбрасываются через ротовое отверстие. Дыхание и выделение происходит через всю поверхность тела. Рассмотрим ещё раз клеточное строение гидры. Таблица поможет наглядно сделать это.

Рефлексы

Строение гидры таково, что она способна чувствовать изменение температуры, химического состава воды, а также прикосновения и другие раздражители. Нервные клетки животного способны возбуждаться. Например, если дотронуться до него кончиком иглы, то сигнал от ощутивших прикосновение нервных клеток передастся остальным, а от нервных клеток - к эпителиально-мускульным. Кожно-мускульные клетки среагируют и сократятся, гидра сожмется в комок.

Такая реакция - яркий Это сложное явление, состоящее из последовательных этапов - восприятия раздражителя, передачи возбуждения и ответной реакции. Строение гидры очень простое, поэтому и рефлексы однообразны.

Регенерация

Клеточное строение гидры позволяет этому крохотному животному регенерировать. Как уже упоминалось выше, промежуточные клетки, расположенные на поверхности тела, могут трансформироваться в любой другой тип.

При любом повреждении организма промежуточные клетки начинают очень быстро делиться, расти и заменяют собой отсутствующие части. Рана зарастает. Регенеративные способности гидры столь высоки, что если разрезать её пополам, одна часть отрастит новые щупальца и рот, а другая - стебель и подошву.

Бесполое размножение

Размножаться гидра может как бесполым, так и половым способом. При благоприятных условиях в летнее время на теле животного появляется маленький бугорок, стенка выпячивается. Со временем бугорок растет, вытягивается. На его конце появляются щупальца, прорывается рот.

Таким образом появляется молоденькая гидра, соединенная с материнским организмом стебельком. Этот процесс называется почкованием, так как он похож на развитие нового побега у растений. Когда молодая гидра готова жить самостоятельно, она отпочковывается. Дочерний и материнский организмы прикрепляются к субстрату щупальцами и тянутся в разные стороны, пока не разделятся.

Половое размножение

Когда начинает холодать и создаются неблагоприятные условия, наступает черед полового размножения. Осенью у гидр из промежуточных начинают образовываться половые клетки, мужские и женские, то есть яйцевые клетки и сперматозоиды. Яйцевые клетки гидр похожи на амеб. Они крупные, усыпаны ложноножками. Сперматозоиды похожи на простейших жгутиковых, они способны плавать при помощи жгутика и покидают тело гидры.

После того как сперматозоид проникает в яйцевую клетку, их ядра сливаются и происходит оплодотворение. Ложноножки оплодотворенной яйцевой клетки втягиваются, она округляется, а оболочка становится толще. Образуется яйцо.

Все гидры осенью, с наступлением холодов, погибают. Материнский организм распадается, но яйцо остается живым и зимует. Весной оно начинает активно делиться, клетки располагаются в два слоя. С наступлением теплой погоды маленькая гидра прорывает оболочку яйца и начинает самостоятельную жизнь.

Рисунок: Строение пресноводной гидры. Лучевая симетрия гидры

Среда обитания, особенности строения и жизнедеятельности пресноводного полипа гидры

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 . 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 гидры

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.

Кишечная полость гидры

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 гидры - эктодерма

Рисунок: строение наружного слоя клеток - эктодермы гидры

Наружный слой клеток гидры называется - эктодерма . Под микроскопом в наружном слое гидры - эктодерме - видно несколько разновидностей клеток. Больше всего здесь кожно-мускулъных. 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 образуютнервное сплетение , охватывающее все тело гидры. Часть отростков подходит к кожно-мускульным клеткам.

Раздражимость и рефлексы гидры

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.

Рисунок: раздражимость гидры

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 гидры

Рисунок: строкательные или крапивные клетки гидры

Все тело гидры и особенно ее щупальца усажены большим количествомстрекательных , или крапивных клеток. Каждая из этих клеток имеет сложное строение. Кроме цитоплазмы и ядра в ней заключена пузыревидная стрекательная капсула, внутри которой свернута тонкая трубочка -стрекательная нить . Наружу из клетки торчит чувствительный волосок . Как только рачок, малек рыбы или другое маленькое животное коснется чувствительного волоска, стрекательная нить стремительно распрямляется, ее конец выбрасьшается наружу и вонзается в жертву. По каналу, проходящему внутри нити, из стрекательной капсулы в тело добычи попадает яд, вызывающий гибель мелких животных. Как правило, 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 врагов. Яд из капсул по своему действию на организм крупных животных напоминает яд крапивы.

Внутренний слой клеток - энтодерма гидры

Рисунок: строение внутреннего слоя клеток - энтодермы гидры

Внутренний слой клеток - энтодерм а. Клетки внутреннего слоя - энтодермы - имеют сократимые мускульные волоконца, но основная роль этих клеток - переваривание пищи. Они выделяют в кишечную полость пищеварительный сок, под влиянием которого добыча гидры размягчается и распадается на мелкие частицы. Часть клеток внутреннего слоя снабжена несколькими длинными жгутиками (как у жгутиковых простейших). Жгутики находятся в постоянном движении и подгребают частицы к клеткам. Клетки внутреннего слоя способны выпускать ложноножки (как у амебы) и захватывать ими пищу. Дальнейшее пищеварение происходит внутри клетки, в вакуолях (как у простейших). Непереваренные остатки пищи выбрасьшаются наружу через рот.
Особых органов дыхания у гидры нет, растворенный в воде кислород проникает в гидру через всю поверхность ее тела.

Регенерация гидры

В наружном слое тела гидры имеются также очень маленькие округлые клетки с крупными ядрами. Эти клетки называют промежуточными . Они играют в жизни гидры очень важную роль. При всяком повреждении тела промежуточные клетки, расположенные вблизи от ран, начинают усиленно расти. Из них образуются кожно-мускульные, нервные и другие клетки, и раненое место быстро зарастает.
Если разрезать гидру поперек, то на одной из ее половинок вырастают щупальца и появляется рот, а на другой возникает стебелек. Получаются две гидры.
Процесс восстановления утраченных или поврежденных частей тела называют регенерацией . У гидры способность к регенерации развита очень сильно.
Регенерация в той или иной степени характерна также для остальных животных и человека. Так, у дождевых червей возможна регенерация целого организма из их частей, у земноводных (лягушки, тритоны) могут восстанавливаться целые конечности, разные части глаза, хвост и внутренние органы. У человека при порезе восстанавливается кожа.

Размножение гидры

Бесполое размножение гидры почкованием

Рисунок: бесполое размножение гидры почкованием

Гидра размножается бесполым и половым способами. Летом на теле гидры появляется маленький бугорок — выпячивание стенки ее тела. Бугорок этот растет, вытягивается. На его конце появляются щупальца, а между ними прорывается рот. Так развивается молодая гидра, которая первое время остается соединенной с материнской при помощи стебелька. Внешне все это напоминает развитие побега растения из почки (отсюда и название этого явления - почкование ). Когда маленькая гидра подрастет, она отделяется от материнского организма и начинает жить самостоятельно.

Половое размножение гидры

К осени, с наступлением неблагоприятных условий, гидры гибнут, но перед этим в их теле развиваются половые клетки. Различают два вида половых клеток: яйцевые , или женские, и сперматозоиды , или мужские половые клетки. Сперматозоиды похожи на жгутиковых простейших. Они покидают тело гидры и плавают с помощью длинного жгутика.

Рисунок: половое размножение гидры

Яйцевая клетка гидры похожа на амебу, имеет ложноножки. Сперматозоид подплывает к гидре с яйцевой клеткой и проникает внутрь ее, и ядра обеих половых клеток сливаются. Происходит оплодотворение . После этого ложноножки втягиваются, клетка округляется, на ее поверхности выделяется толстая оболочка — образуется яйцо . В конце осени гидра погибает, а яйцо остается живым и попадает на дно. Весной оплодотворенное яйцо начинает делиться, образующиеся клетки располагаются в два слоя. Из них развивается маленькая гидра, которая с наступлением теплой погоды выходит наружу через разрыв оболочки яйца.
Таким образом, многоклеточное животное гидра в начале своей жизни состоит из одной клетки — яйца.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Изучение глобального начинается с малого. Изучив гидру обыкновенную (Hydra vulgaris ), человечество сможет осуществить прорыв в биологии, косметологии и медицине, приблизиться к бессмертию. Вживляя и контролируя аналог i-клеток в организме, человек получит возможность воссоздать недостающие части (органы) тела и сможет предотвратить смерть клеток.

Гипотеза исследования. Изучив особенности регенерации клеток гидры, можно контролировать возобновление клеток в человеческом организме и тем самым остановить процесс старения и приблизиться к бессмертию.

Объект исследования: гидра обыкновенная (Hydra vulgaris ).

Цель: ознакомиться с внутренним и внешним строением гидры обыкновенной (Hydra vulgaris) , на практике установить влияние различных факторов на поведенческие особенности животного, изучить процесс регенерации.

Методы исследования: работа с литературными источниками, теоретический анализ, эмпирические методы (эксперимент, сравнение, наблюдение), аналитические (сравнение полученных данных), моделирование ситуации, наблюдение.

ГЛАВА I . ГИДРА (Hydra)

Исторические сведения о гидре (Hydra )

Гидра (лат. Hydra ) - это животное типа кишечнополостные, впервые описано Антоаном Левенгуком г. Дельфте (Голландия, 1702 г.) Но открытие Левенгука было забыто на 40 лет. Повторно это животное открыл Абраам Трамблэ. В 1758 году К. Линней дал научное (латинское) название Hydra , а в просторечии его стали называть пресноводной гидрой. Если гидра (Hydra ) ещё в 19-м веке была найдена преимущественно в разных странах Европы, то в 20-м веке гидры были обнаружены во всех частях света и в самых различных климатических условиях (от Гренландии до тропиков).

«Гидра будет жить до тех пор, пока лаборантка не разобьет пробирку, в которой она живет!» Действительно, некоторые ученые считают, что это животное может жить вечно. В 1998 году биолог Даниэл Мартинес доказал это. Его работа наделала немало шума и обрела не только сторонников, но и противников. Упорный биолог решил повторить опыт, продлив его на 10 лет. Эксперимент ещё не окончен, однако нет причин сомневаться в его успехе.

Систематика гидр (Hydra )

Царство : Animalia (Животные)

Подцарство : Eumetazoa (Эуметазои или настоящие многоклеточные)

Раздел : Diploblastica (Двуслойные)

Тип/Отдел : Cnidaria (Кишечнополостные, книдарии, стрекающие)

Класс : Hydrozoa (Гидрозои, гидроидные)

Отряд/Порядок : Hydrida (Гидры, гидриды)

Семейство : Hydridae

Род: Hydra (Гидры)

Вид : Hydra vulgaris (Гидра обыкновенная)

Различают 2 рода гидр. Первый род гидр состоит лишь из одного вида - Chlorhydraviridissima . Второй род - Hydra Linnaeus . Этот род содержит 12 видов, которые хорошо описаны, и 16 видов, описанных менее полно, т.е. всего 28 видов.

Биологическое и экологическое значение гидры (Hydra ) в окружающем нас мире

1) Гидра — биологический фильтратор, очищает от взвешенных частиц воду;

2) Гидра является звеном в цепи питания;

3) С использованием гидр проводят опыты: влияние радиации на живые организмы, регенерация живых организмов в целом и др.

ГЛАВА II . ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

2.1 Выявление местонахождения гидры обыкновенной (Hydra vulgaris) в городе Витебске и Витебской области

Цель исследования: самостоятельно исследовать и определить местонахождение гидры обыкновенной (Hydravulgaris ) в городе Витебске.

Оборудование: водныйсачок, ведро, емкость для пробы воды.

Ход работы

Используя полученные знания о гидреобыкновенной(Hydra ), можно предположить, что чаще всего она обитает в прибрежной части чистых рек, озер, прудов, прикрепившись к подводным частям водных растений. Поэтому мною были выбраны следующие водные биоценозы:

Ручьи: Гапеев, Дунай, Песковатик,Поповик, Рыбенец, Яновский.

Пруды: 1000-летия Витебска, «Солдатское озеро».

Реки: Западная Двина, Лучёса, Витьба.

Все животны были доставлены с экспедиции живыми в специальных банках или ведерках. Мною были взяты 11 проб воды , которые в дальнейшем были более подробно изучены в школе. Результаты отображены в таблице 1.

Таблица 1. Местонахождения гидры обыкновенной (Hydravulgaris ) в городе Витебске и Витебской области

Водный биоценоз (название)	Была обнаружена гидра обыкновенная (hydravulgaris )	Не обнаружена гидра обыкновенная (hydravulgaris )
Гапеев ручей
Ручей Дунай
Ручей Песковатик
Ручей Поповик
Ручей Рыбенец
Ручей Яновский
Пруд 1000-летия Витебска
Пруд «Солдатское озеро»
Река Западная Двина
Река Лучеса
Река Витьба

Выборку гидр производили с помощью водяного сачка. Каждую пробу воды тщательно изучали при помощи лупы и микроскопа. Из одиннадцати выбранных объектов лишь в пяти образцах была обнаружена гидра обыкновенная (Hydravulgaris), а в остальных шести пробах - её не обнаружили. Можно сделать вывод, что гидра обыкновенная (Hydravulgaris )обитает на территории Витебской области. Обнаружить ее можно почти во всех прудах и болотах, в особенности же в тех, где поверхность затянута ряской, на обломках ветвей, брошенных в воду. Главным условием успешного обнаружения гидр служит обилие корма. Если в водоеме есть дафнии и циклопы, то гидры быстро растут и множатся, а как только этого корма становится мало, то и они слабеют, уменьшаются в количестве и под конец совсем исчезают.

2.2 Влияние световых лучей на гидру обыкновенную (Hydra vulgaris)

Цель: изучить особенности поведения гидры обыкновенной (Hydravulgaris )при попадании солнечных лучей на поверхность ее тела.

Оборудование: микроскоп, лампа, солнечный свет, картонная коробка, диодный фонарь.

Ход работы

Гидра, как и многие другие низшие животные, обычно реагирует на всякое внешнее раздражение сокращением тела, подобным тому, которое наблюдается при «спонтанных» сокращениях . Рассмотрим, как реагируют гидры на различные формы раздражителей: механические, световые и другие формы лучистой энергии, температуру, химические вещества.

Повторим опыт Трамбле. Помещаем сосуд с гидрами в картонную коробку, на стороне которой вырезано отверстие в форме круга, так что оно приходится на середину стороны сосуда. Когда поместили сосуд таким образом, чтобы отверстие на картоне было повёрнуто к свету (т.е. к окну), то через некоторый промежуток времени отметили результат: полипы расположились на той стороне сосуда, где было это отверстие, и их скопление имело форму круга, расположенного напротив такого же, прорезанного в картоне. Я часто поворачивала сосуд в его футляре и всегда через некоторое время видела полипов, собравшихся в форме круга близ отверстия.

Повторим опыт, только теперь с искусственным светом . Посветим на отверстие в картоне диодным фонариком, через некоторый промежуток времени заметно, что полипы расположились на том боку сосуда, где было это отверстие, и их скопление имело форму круга (см. приложение).

Вывод : Гидры, несомненно, стремятся к свету. У них нет специальных органов для восприятия света - какого-либо подобия глаза. Существуют ли у них особые к свету восприимчивые клетки из числа чувствительных клеток - не установлено. Но несомненно, что к свету чувствительна преимущественно голова с прилегающей к ней частью туловища, тогда как нога мало восприимчива. Гидра способна различать направление света и двигаться к нему. Гидра проделывает своеобразные движения, которые называют «ориентировочными», она как бы шарит и нащупывает направление, откуда идёт свет. Эти движения довольно сложны и разнообразны.

Проведём опыт с двумя источниками света . Разместим по обе стороны сосуда с полипами диодные фонарики. Наблюдаем: в течение нескольких минут гидра никак не реагировала, через большее количество времени я заметила, что гидра начала сокращаться.

Вывод: При двух источниках света гидра чаще сокращается и не пытается идти ни на один из источников света.

Гидры способны различать отдельные части спектра . Проведём опыт, чтобы проверить это. Помещаем сосуд с полипами в коробку, предварительно прорезав на двух её сторонах два круга. Располагаем сосуд так, чтобы отверстия приходились на середины стенок. На одну из сторон светим диодным белым фонариком, на другую же фонариком синего цвета. Наблюдаем. Через некоторое время можно заметить, что полипы располагаются на том боку сосуда, куда светит фонарик синего цвета.

Вывод: Гидра предпочитает белому свету синий. Можно предположить, что синяя часть спектра кажется гидре более светлой, а как уже упоминалось раньше, гидра реагирует на светлое освещение.

Опытным путем определим поведение гидры в темноте. Поместим сосуд с гидрой в коробку, не пропускающую света. Через некоторое время, вынув пробирку с гидрой, увидели, что некоторые гидры переместились, а некоторые остались на своих местах, но при этом сильно сократились.

Вывод: В темноте гидры продолжают передвигаться, но медленнее, чем на свету, а некоторые виды сокращаются и остаются на своих местах.

Испытаем гидру ультрафиолетовыми лучами. Посветив на гидру в течение нескольких секунд УФ, мы заметили, что она сократилась. Посветив на гидру УФ в течение одной минуты, мы увидели, как она после небольших содроганий замерла в полной неподвижности.

Вывод: Полип не переносит облучения УФ; в течение одной минуты находясь под УФ светом, гидра погибает.

2.3.Влияние температуры на гидру обыкновенную (Hydra vulgaris )

Цель исследования: выявить поведенческие особенности гидры обыкновенной (Hydravulgaris) при изменении температуры.

Оборудование: плоский сосуд, градусник, холодильник, пипетка, горелка.

Вывод. В нагретой воде гидра погибает. Понижение температуры не вызывает попыток перемены места, животное только более вяло начинает сокращаться и вытягиваться. При дальнейшем охлаждении гидра погибает. Все химические процессы, протекающие в организме, зависят от температуры — внешней и внутренней. У гидры, неспособной поддерживать постоянную температуру тела, четко выражена зависимость от внешней температуры.

2.4. Изучение влияние гидры (Hydra ) на обитателей водной экосистемы

Цель исследования: определить влияние гидры на аквариумных животных и растения гуппи(Poecilia reticulata) , анцитрусы (Ancistrus) , улитки, элодея (Elodéa canadénsis) , неоны(Paracheirodon innesiMyers) .

Оборудование: аквариум, растения, аквариумные рыбки, гидра, улитки.

Вывод: нами выявлено, что гидра не оказывает негативного влияния на аквариумных улиток и на представителей царства растения, но вредит аквариумным рыбкам.

2.5. Способы уничтожениягидры (Hydra )

Цель исследования: изучить на практике способы уничтожения гидры (Hydra).

Оборудование: аквариум, стекло, источник света (фонарик), мультиметр, сульфат аммония, азотистый аммоний, вода, два клубка медной проволоки (без изоляции), медный купорос.

Если в аквариуме нет растений и можно убрать рыб, применяют иногда перекись водорода.

Вывод. Существуют три основных способа уничтожения гидры обыкновенной:

при помощи электрического тока;

окислением медной проволоки;

с использованием химических веществ.

Самым эффективным и быстрым является способ с использованием электрического тока, так как в ходе нашего эксперимента гидра в аквариуме была уничтожена полностью. При этом растения не пострадали, а рыбу мы изолировали. Метод с использование медной проволоки и химических веществ являются менее эффективными и требуют больших затрат времени.

2.7. Условия содержания. Влияние различных сред на жизнедеятельность гидры обыкновенной (Hydra vulgaris )

Цель исследования: определить условия благоприятной среды обитания гидры обыкновенной (Hydravulgaris), выявить влияние различных сред на поведение животного.

Оборудование: аквариум, растения, уксус, соляная кислота, зелёнка.

Таблица 2. Помещение Гидры обыкновенной (Hydra vulgaris) в различные среды

	ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ
	При помещении в раствор сократилась до маленького комочка. Жила на протяжении 12 часов, после помещения в раствор.	Раствор уксуса не является благоприятной средой для существования организма, его можно использовать для уничтожения.
Соляной кислоты	При помещении в раствор гидра начала активно двигаться в разные стороны (в течение 1 мин.). После чего сократилась и перестала проявлять признаки жизни.	Соляная кислота является быстродействующим раствором, губительно влияющим на гидру.
	Наблюдали окрашивание гидры. Отсутствие сокращений. Малоподвижность. Была жива на протяжении 2 суток.
Спиртовой	Наблюдали сильное сокращение. В течение 30 секунд перестала подавать признаки жизни.	Спирт является одним из самых эффективных средств для уничтожения гидры.
Глицерин	Наблюдали резкое сокращение гидры в течение минуты, после чего гидра перестала подавать признаки жизни.	Глицерин является губительной средой для гидр. И может использоваться как средство уничтожения.

Вывод . Благоприятными условиями для гидры обыкновенной (Hydra vulgaris ) являются: наличие света, обилие корма, наличие кислорода, температура от +17 градусов до +25. При помещении гидры обыкновенной (Hydra vulgaris ) в различные среды отметим следующее:

2.8. Реакция на кислород

Цель исследования: обнаружить влияние кислорода на гидру обыкновенную (Hydra vulgaris).

Оборудование: сосуд с сильно загрязнённой водой, искусственная водоросль, живая элодея, пробирки.

Вывод. Гидра - организм, который нуждается в кислороде, растворённом в чистой воде. Следовательно, животное не может существовать в грязной воде, т.к. количество кислорода в ней значительно меньше, чем в чистой. В сосуде, где находилась искусственная водоросль, почти все гидры погибли, т.к. искусственная водоросль не осуществляет процесс фотосинтеза. Во втором сосуде, где находилась живая водоросль элодея, осуществлялся процесс фотосинтеза, и гидры (Hydra) выжили. Это ещё раз доказывает, что гидры нуждаются в кислороде.

2.9. Симбионты (сожители)

Цель исследования: доказать на практике, что симбионтами зелёных гидр (Hydra viridissima) являются хлореллы.

Оборудование: микроскоп, скальпель, аквариум, стеклянная трубка, 1% раствор глицерина.

Ход работы

Симбионтами зелёных гидр являются хлореллы, одноклеточные водоросли. Таким образом, зелёный цвет полипа обеспечивается не своими клетками, а хлореллой. Известно, что яйца гидры формируются в эктодерме. Так вот, хлореллы могут проникать с током питательных веществ из энтодермы в эктодерму и «инфицировать» яйцо, окрашивая его в зелёный цвет. Чтобы доказать это, проведём опыт: поместим зелёную гидру в 1% раствор глицерина. Через некоторое время клетки энтодермы лопаются, хлореллы оказываются снаружи и вскоре гибнут. Гидра же теряет свою окраску и становится белой. При правильном уходе такая гидра может прожить довольно долго.

Следует отметить, что при погружении гидры обыкновенной (Hydra vulgaris) в раствор глицерина нами был зафиксирован летальный исход (см. п. 2.8). Однако, зелёная гидра (Hydra viridissima) выживает в таком же растворе.

2.10. Процесс питания, редукция от голода и депрессия

Цель исследования: изучить процессы питания, редукции и депрессии у гидры обыкновенной (Hydra vulgaris ).

Оборудование: аквариум с гидрой, стеклянная трубочка, циклоп, дафния, волоски мяса, сало, скальпель.

Ход работы

Наблюдение за процессом питания гидр (Hydra vulgaris ). При кормлении мельчайшими кусочками мяса гидры (Hydra vulgaris) захватывают щупальцами пищу, поднесенную на кончике заостренной палочки или скальпеля. Образцы мяса, циклопов и дафнию гидра поглощала с удовольствием, а от образца сала - отказалась. Следовательно, животное предпочитает белковую пищу (дафния, циклоп, мясо). При помещении исследуемого объекта в емкость с водой без наличия пищи и кислорода, тем самым, создав неблагоприятные условия для существования гидры, кишечнополостные впадали в депрессию.

Наблюдение. Через 3 часа произошлосокращение животного до мелких размеров,снижение активности, слабая реакция на раздражители, т.е. организм впал в депрессию. По истечению двух суток гидра (Hydra vulgaris ) приступила к самопоглощению, т.е. мы стали свидетелями процесса редукции.

Вывод . Отсутствие пищи негативно сказывается на жизнедеятельности гидры (Hydra vulgaris), сопровождается процессами, такими как депрессия и редукция.

2.11 Процесс размножения у гидры обыкновенной (Hydra vulgaris )

Цель исследования: изучить на практике процесс размножения у гидры обыкновенной (Hydra vulgaris).

Оборудование: аквариум с гидрой, стеклянная трубочка, скальпель, игла для препарирования, микроскоп.

Ход работы

В аквариум поместили одну особь гидры, создав благоприятные условия, а именно: поддерживали температуру воды в аквариуме +22 градуса Цельсия, снабжали кислородом (фильтр, водоросль элодее), обеспечивали постоянным питанием. В течение одного месяца наблюдали за развитием, размножением и изменением численности.

Наблюдение. На протяжении двух дней гидра обыкновенная(Hydra vulgaris ) активно питалась и увеличивалась в размерах. Спустя 5 дней, на ней образовалась почка — небольшой бугорок на теле. Через сутки мы наблюдали процесс отпочкования дочерней особи гидры. Таким образом, к концу эксперимента в нашем аквариуме насчитывалось 18 животных.

Вывод . При благоприятных условиях гидра обыкновенная (Hydra vulgaris) размножается бесполым способом (почкование), что способствует увеличению численности животного.

2.12 Процесс регенерации у гидры обыкновенной (Hydra vulgaris ) как будущее медицины

Цель исследования: опытным путём изучить процесс регенерации.

Оборудование: аквариум с гидрой, стеклянная трубочка, скальпель, препаровальная игла, чашка Петри.

Ход работы

Поместим одну особь гидры обыкновенной (Hydra vulgaris) в чашу Петри, затем при помощи увеличительного прибора и скальпеля отрежем одно щупальце. После препарирования поместим гидру в аквариум с благоприятными условиями и будем наблюдать за животным в течение 2 недель.

Наблюдение. После препарирования отрезанная конечность осуществляла судорожные движения, что неудивительно, т.к. гидра имеет нервную систему диффузно-узлового типа. При помещении особи в аквариум, гидра быстро освоилась и стала питаться. Спустя сутки у гидры появилась новое щупальце, следовательно, животное обладает способностью восстанавливать свои конечности, значит, осуществляется регенерация.

В продолжение опыта, разрежем гидру обыкновенную (Hydra vulgaris) на три части: голова, нога, щупальце. Для исключения ошибки, поместим каждую часть в отдельную чашу Петри. В течение двух суток осуществляли наблюдение за каждой пробой.

Наблюдение. Первые шесть минут отрезанное щупальце гидры подавало признаки жизни, но в дальнейшем мы этого больше не наблюдали. Спустя сутки часть тела гидры с трудом было различимо под микроскопом. Следовательно, из щупальца гидры не может образоваться новая особь и достроить (при помощи регенерации) другие части тела. В чаше Петри, содержащей голову, происходил процесс регенерации клеток. Организм восстановился. Практически одновременно из головы были достроены недостающие части тела (нога и щупальца). Значит, голова осуществляет процесс регенерации и может достроить свой организм полностью. Из ноги гидры так же был достроен весь организм, а именно голова и щупальца.

Вывод . Следовательно, из одной особи гидры, разрезанной на три части (голова, нога, щупальце), можно получить два полноценных организма.

Можно предположить, что за способность регенерации клеток у гидры отвечают i-клетки, которые выполняют функции практически стволовых клеток. Они могут воссоздавать недостающие для полноценного существования организма клетки. Именно i-клетки помогли создать щупальце, голову и ногу. Способствовали увеличению численности особей неестественным путём.

При дальнейшем доскональном изучении i-клеток, а так же их способностей, человечество сможет осуществить прорыв в биологии, косметологии и медицине. Они помогут человеку приблизиться к бессмертию. При вживлении аналога i-клеток в живой организм, станет возможным воссоздание недостающих частей (органов) тела. Человечество сможет предотвратить смерть клеток в организме. При создании самовосстанавливающихся органов с использованием аналога i-клеток, мы сможем решить проблему инвалидности в мире.

Приложение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе ряда экспериментов было установлено, что Гидра обыкновенная обитает на территории Витебской области. Главным условием обитания гидры является обилие корма. Гидра не переносит облучения ультрафиолетового света. В течение одной минуты находясь под облучением УФ, она погибает. Все химические процессы, протекающие в организме гидры, зависят от температуры — внешней и внутренней. При помещении гидры обыкновенной (Hydra vulgaris) в различные среды наблюдаем, что гидра может выжить не в любой среде. Недостаток кислорода гидры могут выносить довольно долго: часами и даже днями, но затем они гибнут. Зелёные гидры состоят в симбиозе с хлореллами, при этом не нанося друг другу вреда. Гидра предпочитает белковое питание (дафния, циклоп, мясо), отсутствие пищи негативно сказывается на жизнедеятельности гидры, сопровождается процессами, такими как депрессия и редукция.

На практике доказано, что из щупальца гидры не может образоваться новая особь и достроить другие части тела. Голова осуществляет процесс регенерации и может достроить свой организм полностью, нога гидры так же достраивает весь организм. Следовательно, из одной особи гидры, разрезанной на три части (голова, нога, щупальце) можно получить два полноценных организма. За способность регенерации клеток у гидры отвечают i-клетки, которые выполняют функции практически стволовых клеток. Они могут воссоздавать недостающие для полноценного существования организма клетки. Именно i-―клетки помогли создать щупальце, голову и ногу. Способствовали увеличению численности особей неестественным путём. При дальнейшем доскональном изучении i-клеток, а так же их способностей, человечество сможет осуществить прорыв в биологии, косметологии и медицине. Они помогут человеку приблизиться к бессмертию. При вживлении аналога i-клеток в живой организм, станет возможным воссоздание недостающих частей (органов) тела. Человечество сможет предотвратить смерть клеток в организме. При создании самовосстанавливающихся органов с использованием аналога i-клеток, мы сможем решить проблему инвалидности в мире.

Список литературы

Биология в школе Глаголев, С. М. (кандидат биологических наук). Стволовые клетки [Текст] / СМ. Глаголев // Биология в школе. - 2011. - N 7. - С. 3-13. - ^QI j Библиогр.: с. 13 (10 назв.). - 2 рис., 2 фот. В статье речь идет о стволовых клетках, об их изучении и практическом использованием достижений эмбриологии.

Быкова, Н. Звездные параллели / Наталья Быкова // Лицейское и гимназическое образование. - 2009. - N 5. - С. 86-93. В подборке материалов автор размышляет о звездах, Вселенной и приводит некоторые фактические данные.

Бюллетень Влияние аналогов пептидного экспериментальной морфогена гидры на ДНК-синтетические биологии и процессы в миокарде новорожденных медицины белых крыс[Текст] / Е. Н. Сазонова [и др. ]// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2011. - Т. 152, N 9. - С. 272-274. - Библиогр.: с. 274 (14 назв.). - 1 табл. С помощью авторадиографии с {3}Н-тимидином исследована ДНК-синтетическая активность клеток миокарда новорожденных белых крыс после внутрибрюшинного введения пептидного морфогена гидры и его аналогов. Введение пептидного морфогена гидры оказывало стимулирующее влияние на пролиферативную активность в миокарде. Аналогичный эффект вызывали укороченные аналоги пептидного морфогена гидры - пептиды 6С и ЗС. Введение аргининсодержащего аналога пептидного морфогена гидры приводило к достоверному снижению числа ДНК-синтезирующих ядер в желудочковом миокарде новорожденных белых крыс. Обсуждается роль структуры пептидной молекулы в реализации морфогенетических эффектов пептидного морфогена гидры.

Взаимодействие живой системы с электромагнитным полем / Р. Р. Асланян [и др. ]// Вестник Московского университета. Сер. 16, Биология. - 2009. - N 4. - С. 20-23. -Библиогр.: с. 23 (16 назв.). - 2 рис. Об изучении влияния ЭМП (50 Гц) на одноклеточные зеленые водоросли Dunaliella tertioleeta, Tetraselmis viridis и пресноводные гидры Hydra oligactis.

Гидра - родственница медуз и кораллов.

Иванова-Казас, О. М. (д-р биол. наук; Санкт-Петербург) Перевоплощения Лернейской Гидры / О. М. Иванова-Казас // Природа. - 2010. - N 4. - С. 58-61. -Библиогр.: с. 61 (6 назв.). - 3 рис. Об эволюции Лернейской Гидры в мифологии и ее реальном прототипе в природе. Иофф, Н. А. Курс эмбриологии 1962 беспозвоночных / под ред. Л. В. Белоусова. Москва: Высшая школа, 1962. - 266 с. : ил.

история "одного рода пресноводных полипов с руками в форме рогов" / В. В. Малахов// Природа. - 2004. - N 7. - С. 90-91. - Рец. на кн.: Степаньянц С. Д., Кузнецов В. Г., Анохин Б. В. Гидра: от Абраама Трамбле до наших дней / С. Д. Степаньянц, В. Г. Кузнецов, Б. В. Анохин.- М.; СПб: Товарищество научных изданий КМК, 2003 (Разнообразие животных. Вып. 1).

Канаев, И. И. Гидра: очерки по биологии 1952 пресноводных полипов. - Москва; Ленинград: Изд-во АН СССР, 1952. - 370 с.

Малахов, В. В. (член-корр. РАН). Новая

Овчинникова, Е. Щит против водяной гидры / Екатерина Овчинникова // Идеи вашего дома. - 2007. - N 7. - С. 182-1 88. Характеристика рулонных гидроизоляционных материалов.

С. Д. Степаньянц, В. Г. Кузнецова и Б.А. Анохин «Гидра от Абраама Трамбле до наших дней»;

Токарева, Н.А. Лаборатория лернейской гидры / Токарева Н.А. // Экология и жизнь. -2002. -N6.-C.68-76.

Фролов, Ю. (биолог). Лернейское чудо / Ю. Фролов // Наука и жизнь. - 2008. - N 2. - С. 81.-1 фот.

Хохлов, А. Н. О бессмертной гидре. Опять[Текст] / А. Н. Хохлов // Вестник Московского университета. Сер. 16, Биология.-2014.-№ 4.-С. 15-19.-Библиогр.: с. 18-19 (44 назв.). Кратко рассматривается многолетняя история представлений о самом известном "бессмертном" (нестареющем) организме -пресноводной гидре, которая на протяжении многих лет привлекала внимание ученых, занимающихся проблемами старения и долголетия. Отмечается возобновление в последние годы интереса к изучению тонких механизмов, обеспечивающих практически полное отсутствие у этого полипа старения. Подчеркивается, что в основе "бессмертия" гидры лежит неограниченная способность ее стволовых клеток к самообновлению.

Шалапёнок, Е. С.Беспозвоночные 2012 животные водных и наземных экосистем Беларуси: пособие для студентов биол. фак.-Минск: БГУ, 2012.-212 с. : ил. - Библиогр.: с. 194-195. - Указ. рус. назв. животных: с. 196-202. - Указ. латин. назв. животных: с. 203-210.

В благоприятных условиях гидры могут жить годами, десятилетиями и столетиями, не старея и не теряя в плодовитости.

С гидрами мы встречаемся ещё в школе: с одной стороны, гидрой звали мифическое чудище, фигурирующее в одном из подвигов Геракла, с другой - то же имя носят крохотные кишечнополостные, обитающие в пресноводных водоёмах. Размер их тела - всего 1-2 см, внешне они выглядят, как трубки с щупальцами на одном конце; но, несмотря на небольшие размеры и сидячий образ жизни, они всё-таки хищники, которые с помощью щупалец и находящихся в них стрекательных клеток обездвиживают и хватают добычу - существ ещё более мелких, чем сами гидры.

Гидра Hydra vulgaris с отпочковывающимся клоном. (Фото Konrad Wothe / Minden Pictures / Corbis.)

Компания гидр Hydra viridissima. (Фото Albert Lleal / Minden Pictures / Corbis.)

При этом у них есть одна особенность, которая упоминается в любом учебнике по биологии. Мы говорим о чрезвычайно развитой способности к регенерации: гидра может восстановить любую часть своего тела благодаря огромному запасу плюрипотентных стволовых клеток. Такие клетки способны бесконечно делиться и давать начало всем типам тканей, всем разновидностям других клеток. Но когда стволовая клетка в процессе дифференцировки становится мышечной, или нервной, или какой-то ещё, делиться она перестаёт. И у человека такие «всемогущие» стволовые клетки есть только на ранних этапах эмбрионального развития, а потом их запас быстро исчерпывается; вместо них появляются другие, более специализированные стволовые клетки, которые так же могут делиться очень много раз, но принадлежат они уже каким-то отдельным тканям. Гидре же повезло больше, с ней «всемогущие» стволовые клетки остаются на всю жизнь.

Но сколько длится жизнь гидры? Если она способна постоянно обновлять сама себя, следует ли отсюда, что она бессмертна? Известно, что даже стволовые клетки, которые есть у взрослых людей и животных, постепенно стареют и тем самым вносят свой вклад в общее старение организма. Может ли быть так, что гидре старение незнакомо? Джеймс Воупал (James W. Vaupel ) из Института демографических исследований Общества Макса Планка и его коллеги утверждают, что так оно и есть. В статье в журнале PNAS авторы работы описывают результаты многолетнего эксперимента с 2 256 гидрами «в главных ролях». Животные росли в лаборатории и в почти идеальных условиях: у каждого был свой участок, никакого недостатка в еде и регулярная, три раза в неделю, замена воды в аквариуме.

Старение легче всего заметить по увеличивающейся смертности (то есть в молодой популяции умирать будут реже, чем в старой) и по снижению плодовитости. Однако за восемь лет наблюдений ничего такого не случилось. Уровень смертности был всё время постоянным и составлял примерно один случай на 167 особей в год, независимо от возраста. (Среди обитателей лаборатории были 41-летние экземпляры, которые, однако, представляли собой клоны, то есть биологически они были гораздо старше, но как отдельно взятый индивидуум их наблюдали только последние несколько лет.) Плодовитость - у гидр, кроме бесполого самоклонирования, есть и половое размножение - тоже оставалась постоянной у 80%. У остальных 20% она то повышалась, то понижалась, что, вероятно, происходило из-за изменений в условиях обитания - ведь даже в лаборатории какие-то факторы остаются неучтёнными.

Конечно, в естественных условиях, с хищниками, болезнями и прочими экологическими неприятностями гидрам вряд ли в полной мере удаётся насладиться вечной юностью и бессмертием. Однако сами по себе они, очевидно, действительно не стареют и, как следствие, не умирают. Возможно, что на Земле есть ещё какие-то организмы с таким же удивительным свойством, но, если пытаться и дальше разгадывать биологическую загадку старения - и его отсутствия - гидра остаётся всё-таки наиболее удобным объектом исследования.

Два года назад тот же Джеймс Воупал с коллегами опубликовал в Nature статью, в которой говорилось о связи старения и продолжительности жизни. Оказалось, что у многих видов смертность никак не меняется с возрастом, а у некоторых вероятность умереть молодым оказывается даже выше. Гидра в той работе тоже присутствовала: согласно расчётам, даже через 1 400 лет 5% гидр в лабораторном аквариуме будут оставаться в живых (остальные просто равномерно умрут за такой более чем внушительный срок). Как видим, в целом результаты с этими кишечнополостными получились столь любопытными, что сейчас с ними сделали ещё одну отдельную статью.