Aby mohli študovať vnútornú štruktúru tela hydry, zabijú ju, vymaľujú a pomocou špeciálnych zariadení vytvárajú pozdĺžne a priečne rezy cez svoje telo, ako aj najjemnejšie úseky jednotlivých častí tela zvieraťa. Pri skúmaní takýchto rezov pod mikroskopom môžete vidieť, že telo hydry neobsahuje jednu bunku, ako napríklad obyčajnú amébu, zelenú euglenu alebo ciliatov, ale veľa. Zvieratá, ktorých telo sa skladá z veľkého počtu buniek, sa nazývajú mnohobunkové. Hydra je teda mnohobunkové zviera.
Hydra bunky tvoria steny tela, ktoré sa skladajú z dvoch vrstiev: vonkajšej a vnútornej. Medzi týmito vrstvami je tenká priehľadná nosná membrána, ktorá ich oddeľuje. Vonkajšia vrstva alebo ektoderma sa tiež nazýva koža alebo celok. Vnútorná vrstva alebo endoderm sa tiež nazýva tráviaca.
Vonkajšia štruktúra
Telo sladkej vody je vo forme dlhého vrecka. Zvyčajne je na jednom konci svojho valcového tela pripevnená k vodnej rastline, k úpadku alebo k inému objektu. Koniec telesa sladkovodnej hydry, s ktorým sa pripája k podvodným objektom, sa nazýva podošva. Naopak, voľný koniec tela sa nachádza od 6 do 12 chápadiel tenkých ako chĺpky. V predĺženej polohe môžu chápadlá prekročiť dĺžku tela hydry a dosiahnuť 25 cm.
Väčšina bezstavovcov má určitú symetriu tela, to znamená správne usporiadanie častí tela a niektorých orgánov vzhľadom na os tela. Symetria tela konkrétneho bezstavovca úzko súvisí s jeho spôsobom života. Pre sladkovodnú hydru a väčšinu ostatných črevných dutín je charakteristická radiálna (radiálna) symetria tela. Telo takýchto zvierat, keď sú rozdelené na dve rovnaké polovice, môže byť nakreslených veľa rovín symetrie. Radiačná symetria tela je možná iba u zvierat žijúcich vo vode.
Do triedy hydroId patria k nim aj vodné plazivé zvieratá bezstavovcov. V ich životnom cykle sú často prítomné a nahrádzajú sa dve formy: polyp a medúza. Hydroidy sa môžu zbierať v kolóniách, ale jednotlivci nie sú neobvyklí. Stopy hydridov sa nachádzajú dokonca aj v predkambrických vrstvách, avšak vyhľadávanie je veľmi ťažké kvôli extrémnej krehkosti ich telies.
Svetlý zástupca hydroidov - sladkovodná hydra, jednoduchý polyp. Jej telo má podrážku, stopku a dlhé chápadlá vo vzťahu k stopke. Pohybuje sa ako umelecká gymnastka - pri každom kroku vytvára most a spadá nad „hlavu“. Hydra sa široko používa v laboratórnych experimentoch, jeho schopnosť regenerácie a vysoká aktivita kmeňových buniek, ktorá zaisťuje „večnú mladosť“ polypu, viedla nemeckých vedcov k tomu, aby hľadali a študovali „gén nesmrteľnosti“.
Druhy buniek Hydra
1. Epiteliálne-muskulárnej bunky tvoria vonkajší celok, to znamená, že sú základom ektoderm, Funkciou týchto buniek je skrátenie tela hydry alebo jej predĺženie, preto majú svalovú vlákninu.
2. Tráviace a svalnaté bunky sú umiestnené v endoderm, Sú prispôsobené na fagocytózu, zachytávajú a miešajú potravinové častice, ktoré spadajú do žalúdočnej dutiny, pre ktorú je každá bunka vybavená niekoľkými bičínami. Bičíky a pseudopody vo všeobecnosti pomáhajú prieniku potravy z črevnej dutiny do cytoplazmy hydra buniek. Teda jej trávenie prebieha dvoma spôsobmi: intrakavitárne (na to existuje súbor enzýmov) a intracelulárne.
3. Stingingové bunky umiestnené hlavne na chápadlách. Sú multifunkčné. Po prvé, hydra s pomocou je chránená - ryba, ktorá chce jesť hydru, je spálená jedom a hodí ju. Po druhé, hydra ochrne korisť zachytenú chápadlami. V bunke bodnutia obsahuje kapsula s jedovatou bodavou niťou, vonku je umiestnená citlivá srsť, ktorá po podráždení dáva signál „výstrelu“. Život bunky bodnutia zmizne: po „výstrele“ so závitom zahynie.
4. Nervové bunky, spolu s procesmi podobnými hviezdam ektoderm, pod vrstvou buniek epiteliálneho svalu. Najväčšia koncentrácia z nich je na podrážke a chápadlách. Pri akejkoľvek expozícii reaguje hydra, čo je nepodmienený reflex. Polyp má tiež také vlastnosti, ako je podráždenosť. Pripomeňme tiež, že „dáždnik“ medúzy je ohraničený hromadením nervových buniek a gangliá sú v tele.
5. Žľazové bunky emitujú lepkavú látku. Sú v endoderm a prispievajú k tráveniu potravy.
6. Medziľahlé bunky - okrúhle, veľmi malé a nediferencované - ležať ektoderm, Tieto kmeňové bunky sa nekonečne delia, sú schopné premeniť sa na akékoľvek iné, somatické (okrem epiteliálno-svalovej) alebo reprodukčné a poskytujú regeneráciu hydry. Existujú hydry, ktoré nemajú medziprodukty (teda bodavé, nervové a genitálne), schopné asexuálnej reprodukcie.
7. Zárodočné bunky rozvíjať sa v roku 2007 ektoderm, Vaječník sladkovodnej hydry je vybavený pseudopódami, pomocou ktorých zachytáva susediace bunky spolu s ich živinami. Medzi hydra sa nachádza hermafroditismuskeď sa vajíčka a spermie tvoria u jedného jedinca, ale v rôznych časoch.
Ďalšie vlastnosti sladkej vody
1. Hydra nemá dýchací systém, dýchajú celý povrch tela.
2. Obehový systém nie je vytvorený.
3. Krmivo pre hydru sú larvy vodného hmyzu, rôzne malé bezstavovce, kôrovce (dafnie, cyklopy). Nestrávené zvyšky potravín, rovnako ako iné črevné dutiny, sa odstránia späť cez ústny otvor.
4. Hydra je schopná regenerácia, za ktoré sú sprostredkujúce bunky zodpovedné. Hydra, dokonca rozrezaná na fragmenty, dokončí potrebné orgány a zmení sa na niekoľko nových jedincov.
- Podtyp: Medusozoa \u003d Medusozoa
- Trieda: Hydrozoa Owen, 1843 \u003d Hydrozoidy, hydridy
- Podtrieda: Hydroidea \u003d Hydroids
- Rod: Hydra \u003d Hydra
- Rod: Porpita \u003d Porpita
Poradie: Anthoathecata (\u003d Hydrida) \u003d Hydra
Rod: Hydra \u003d Hydra
Hydry sú veľmi rozšírené a žijú iba v stojatých nádržiach alebo riekach s pomalým prúdom. Hydra je prirodzene jediný neaktívny polyp s dĺžkou tela od 1 do 20 mm. Hydra sa zvyčajne pripája k podkladu: vodné rastliny, pôda alebo iné predmety vo vode.
Hydra má valcové telo a má radiálnu (jednoosovú heteropólu) symetriu. Na jeho prednom konci je na špeciálnom kuželi ústa, ktorá je obklopená rohovkou pozostávajúcou z 5-12 chápadiel. Telo niektorých druhov hydry je rozdelené na kmeň kmeňa a stopku. Podrážka, orgán na pohyb a pripevnenie hydry, sa zároveň nachádza na zadnom konci tela (alebo stonke) oproti ústam.
Štruktúrou je telo hydry vak so stenou z dvoch vrstiev: vrstva buniek ektodermu a vrstva buniek endodermu, medzi ktorými je umiestnená mezoglya - tenká vrstva medzibunkovej látky. Telesná dutina hydry alebo žalúdočnej dutiny vytvára výčnelky alebo výrastky, ktoré vstupujú do chápadiel. Jeden hlavný ústny otvor vedie do žalúdočnej dutiny hydry a na ich spodnej časti hydry je tiež ďalší otvor vo forme úzkeho póru potratov. Prostredníctvom neho sa môže uvoľňovať tekutina z črevnej dutiny. Odtiaľto tiež vychádza plynová bublina, zatiaľ čo hydra s ňou sa oddeľuje od substrátu a vznáša sa na povrch, pričom drží hlavu (prednú časť) vo vodnom stĺpci. Týmto spôsobom sa môže usadiť v rybníku a prekonať značnú vzdialenosť po ceste. Fungovanie ústneho otvoru je tiež zaujímavé, čo v neprikrmujúcej hydre prakticky chýba, pretože ektodermálne bunky ústneho kužeľa sú pevne uzavreté a vytvárajú tesné kontakty, ktoré sa mierne líšia od kontaktov v iných častiach tela. Preto, hydra pri jedle, zakaždým, keď je potrebné preraziť a znovu otvoriť ústa.
Hlavnú telesnú hmotu hydry tvoria bunky epiteliálneho svalu v ektoderme a endoderme, z ktorých je asi 20 000 v hydre. Bunky epiteliálneho svalu v ektoderme a endoderme sú dve nezávislé bunkové línie. Ektodermálne bunky majú valcový tvar a tvoria jednovrstvový integrálny epitel. Zmluvné procesy týchto buniek priľnú k mezoglye, potom vytvoria pozdĺžne svaly hydry. Bunky epiteliálneho svalu endodermy nesú bičíky 2 až 5 a sú epitelovými časťami nasmerované do črevnej dutiny. Na jednej strane tieto bunky vďaka aktivite bičíkov zmiešajú jedlo a na druhej strane tieto bunky môžu vytvárať pseudopody, pomocou ktorých zachytávajú potravinové častice vo vnútri bunky, kde sa tvoria tráviace vakuoly.
Bunky epiteliálneho svalu v ektoderme a endoderme v hornej tretine hydry sú schopné sa mitoticky deliť. Novovytvorené bunky sa postupne premiestňujú: niektoré smerom k hypostómu a chápadlá, iné smerom k podošve. V tomto prípade, keď sa pohybujú z miesta rozmnožovania, dochádza k diferenciácii buniek. Takže tie ektodermálne bunky, ktoré boli na chápadlách, sa premieňajú na bunky bodavých batérií a na podrážke sa stávajú žľazovými bunkami, ktoré vylučujú hlien, čo je nevyhnutné, aby sa hydra mohla pripojiť k substrátu.
Žľazové bunky endodermu nachádzajúce sa v tele hydry, ktoré majú asi 5 000, vylučujú tráviace enzýmy, ktoré štiepia potravu nachádzajúcu sa v črevnej dutine. A žľazové bunky sú tvorené zo stredných alebo intersticiálnych buniek (i-buniek). Sú umiestnené medzi bunkami epiteliálneho svalu a majú vzhľad malých zaoblených buniek, ktoré má hydra asi 15 000. Tieto nediferencované bunky sa môžu premeniť na akýkoľvek typ buniek tela hydry, s výnimkou buniek epitelového svalu. Majú všetky vlastnosti kmeňových buniek a sú potenciálne schopné produkovať zárodočné bunky aj somatické bunky. Aj keď samotné kmeňové bunky nemigrujú, ich diferencované potomkové bunky sú schopné pomerne rýchlej migrácie.
8. História objavu a štúdia
9. Hydra ako modelový objekt
Bunky epiteliálneho svalu
Bunky epiteliálneho svalu v ektoderme a endoderme tvoria väčšinu tela hydry. Hydra má asi 20 000 buniek epitelového svalu.
Ektodermálne bunky majú valcovitý tvar epitelových častí a tvoria jednovrstvový integrálny epitel. Kontraktilné procesy týchto buniek, ktoré tvoria pozdĺžne svaly hydry, susedia s mezoglye.
Bunky endodermálneho epiteliálneho svalu sú epitelovými časťami nasmerované do črevnej dutiny a nesú 2-5 bičíkov, ktoré miešajú jedlo. Tieto bunky môžu vytvárať pseudopódy, ktoré zachytávajú potravinové častice. V bunkách sa tvoria tráviace vakuoly.
Bunky epiteliálneho svalu v ektoderme a endoderme sú dve nezávislé bunkové línie. V hornej tretine tela hydry sa mitoticky delia a ich potomkovia sa postupne posúvajú buď k hypostómu a chápadlám, alebo k podrážke. Ako sa bunka pohybuje, dochádza k diferenciácii: napríklad ektodermálne bunky na chápadlách produkujú bodavé batérie a na podrážke glandulárne bunky vylučujúce hlien.
Glandulárne endodermálne bunky
Žľazové bunky endodermu vylučujú tráviace enzýmy do črevnej dutiny, ktorá štiepi jedlo. Tieto bunky sú tvorené z intersticiálnych buniek. Hydra má asi 5 000 žľazových buniek.
Intersticiálne bunky
Medzi bunkami epiteliálneho svalu sú skupiny malých zaoblených buniek nazývaných intermediárne alebo intersticiálne. Hydra ich má asi 15 000. Ide o nediferencované bunky. Môžu sa premieňať na iné typy buniek tela hydry, s výnimkou epitelových svalových buniek. Medziprodukty majú všetky vlastnosti multipotentných kmeňových buniek. Bolo dokázané, že každá medziľahlá bunka je potenciálne schopná produkovať tak reprodukčné, ako aj somatické bunky. Kmeňové intermediárne bunky nemigrujú, ale ich diferencované potomkové bunky sú schopné rýchlej migrácie.
Nervové bunky a nervový systém
Nervové bunky tvoria primitívny difúzny nervový systém v ektoderme - rozptýlený nervový plexus. V endoderme sú jednotlivé nervové bunky. Celkovo má hydra asi 5 000 neurónov. Hydra zosilnila difúzny plexus na podrážke, okolo úst a na chápadlách. Podľa nových údajov má hydra blízko-ústny nervový krúžok, podobný nervovému kruhu umiestnenému na okraji slnečníka pri hydromeduse.
Hydra nemá jasné rozdelenie na citlivé, interkalačné a motorické neuróny. Rovnaká bunka môže vnímať podráždenie a prenášať signál do buniek epiteliálneho svalu. Existujú však dva hlavné typy nervových buniek - citlivé a gangliové. Telesá citlivých buniek sú umiestnené cez vrstvu epitelu, majú pevné bičíky obklopené golierom mikrovilli, ktorý vyčnieva do vonkajšieho prostredia a je schopný vnímať podráždenie. Gangliové bunky sa nachádzajú na spodnej časti epiteliálno-svalovej hmoty, ich procesy nejdú do vonkajšieho prostredia. Podľa morfológie je väčšina hydrových neurónov bipolárna alebo multipolárna.
Hydra má v nervovom systéme elektrické aj chemické synapsie. Z neurotransmiterov v hydre sa našli dopamín, serotonín, norepinefrín, kyselina gama-aminomaslová, glutamát, glycín a mnoho neuropeptidov.
Hydra je najprimitívnejšie zviera v bunkách, v ktorých sa nachádzajú opsínové proteíny citlivé na svetlo. Analýza génu hydra opsínu naznačuje, že hydra a ľudské opsíny majú spoločný pôvod.
Stingingové bunky
Hlavný článok: Knidocyte
Bodavé bunky sa tvoria zo stredných buniek iba v oblasti tela. Po prvé, stredná bunka sa rozdelí 3 až 5 krát a vytvorí zhluk prekurzorov bodavých buniek spojených cytoplazmatickými mostíkmi. Potom začína diferenciácia, počas ktorej mosty miznú. Diferenčné cnidocyty migrujú do chápadiel. Stingingové bunky sú najpočetnejšie zo všetkých typov buniek, v hydre je ich asi 55 000.
Stingingová bunka obsahuje pichľavú kapsulu naplnenú toxickou látkou. Vnútri kapsuly je zaskrutkovaná pichacia niť. Citlivý vlas sa nachádza na povrchu bunky, keď je podráždený, niť je vyhodená a zasiahne obeť. Po vypálení bunky odumrú a nové sa vytvoria z medziľahlých buniek.
Hydra má štyri typy bodavých buniek - stenotely, desmoném, holotrich izorízy a atriha izorizy. Pri poľovníctve prvý vystrelí volvents. Ich špirálové šijacie nite zaplňujú výrastky tela obete a zabezpečujú jej udržanie. Pod vplyvom trhavých škôd na obete a vibrácií, ktoré spôsobujú, sa aktivujú penetračné látky s vyšším prahom podráždenia. Hroty na spodku ich bodavých nití kotvia v tele koristi a cez dutú bodaciu niť sa do jej tela zavádza jed.
Na chápadlách sa nachádza veľké množstvo pichacích buniek, kde tvoria pichľavé batérie. Batéria obvykle obsahuje jednu veľkú bunku epiteliálneho svalu, do ktorej sú ponorené bunky bodajúce. V strede batérie je veľká penetrant, okolo nej sú jemnejšie objemy a lepidlá. Knidocyty sú desmozómami spojené so svalovými vláknami bunky epiteliálneho svalu. Veľké lepky sa zrejme používajú predovšetkým na ochranu. Malé lepidlá sa používajú iba pri pohybe hydry, aby pevne pripevnili chápadlá k substrátu. Ich streľba je blokovaná extraktmi z tkanív obetí hydry.
Vypaľovanie pomocou Hydra bolo študované pomocou ultrarýchlostného filmovania. Ukázalo sa, že celý proces streľby trvá asi 3 ms. V počiatočnej fáze dosahuje rýchlosť 2 m / s a \u200b\u200bjeho zrýchlenie je asi 40 000 g; Zrejme je to jeden z najrýchlejších bunkových procesov známych v prírode. Prvou viditeľnou zmenou bolo zvýšenie objemu pichacej kapsuly asi o 10%, potom objem klesol na takmer 50% originálu. Neskôr sa ukázalo, že rýchlosť a zrýchlenie pri vypaľovaní nematocyst boli výrazne podhodnotené; podľa údajov z roku 2006 je v počiatočnej fáze spaľovania rýchlosť tohto procesu 9 - 18 m / s a \u200b\u200bzrýchlenie je od 1 000 000 do 5 000 000 g. To umožňuje nematocyste s hmotnosťou asi 1 ng vyvinúť tlak na špičky hrotov okolo 7 hPa, čo je porovnateľné s tlakom guľky na cieľ a umožňuje vám prepichnúť pomerne silnú kutikulu obetí.
Zárodočné bunky a gametogenéza
Rovnako ako všetky zvieratá, aj hydramy majú oogamiu. Väčšina hydrov je dvojdomá, nájdeme však hermafroditické hydra. Ova aj spermie sú tvorené z i-buniek. Predpokladá sa, že ide o špeciálne subpopulácie i-buniek, ktoré sa dajú rozlíšiť pomocou bunkových markerov a ktoré sú prítomné v malom množstve v hydre a počas asexuálnej reprodukcie.
Počas oogenézy sa oocyty fagocytujú celé oogonie a potom sa zlúči niekoľko oocytov, po ktorých sa jadro jednej z nich zmení na jadro vajíčkovej bunky a zostávajúce jadrá degenerujú. Tieto procesy zabezpečujú rýchly rast vajíčok.
Ako bolo nedávno ukázané, u spermií existuje programovaná bunková smrť časti progenitorových buniek spermií a ich fagocytóza okolitými ektodermálnymi bunkami.
Zástupcovia intestinálneho typu sú mnohobunkové zvieratá, ktoré majú lúčová (radiálna) symetria.
Ich telo sa skladá z dve vrstvy buniek- vonkajší (ektoderm) a vnútorný (endoderm), medzi ktorými sa nachádza mezogley.
V podstate črevné dravce. Majú črevná dutinakde sa trávi jedlo. Dutina komunikuje s prostredím ústa, Nie sú žiadne ďalšie otvory (nestrávené zvyšky sa vyhodia ústami).
Schéma štruktúry čreva (na príklade sladkovodnej hydry)
Venujte pozornosť!
ektoderm
tvoril epitelovo-svalová, bodavá, nervózna, sexuálna a stredná (nešpecializovaná) buniek.entodermu zastúpené zažívacie, svalové a žľazové buniek.
Funkcia bunky
1. Epiteliálny sval (svalový sval)bunky budú vykonávať základnú funkciu a budú mať tiež svalové procesy, ktoré zabezpečujú pohyb črevnej dutiny.
2. Stingingové bunky majú kapsulu naplnenú jedom, ktorá paralyzuje obeť (neuroparalytický účinok). Ponorený do kapsuly bodavá niť, Na povrchu bunky je umiestnená citlivé vlasy, Keď sa dotknete týchto vlasov, vyhodí sa bodavá niť a vstúpi do tela obete.
Štruktúra pichacej bunky
3. Nervové bunky majú dlhé procesy, ktoré spolu tvoria nervovú sieť. Taký nervový systém sa nazýva difúzny.
Nervový systém a vnímanie stimulácie hydry
4. Sexuálne bunky poskytujú sexuálnu reprodukciu čreva.
5. Žľazové bunky produkujú enzýmy, ktoré trávia jedlo v črevnej dutine (toto intrakavitálne trávenie).
6. Tráviace a svalnaté bunky majú bičíky a pedikuly. Bičíky pohybujú vodou s časticami jedla a výsledné pseudopódy ju zachytávajú. K ďalšiemu tráveniu dochádza v zažívacích vakuolách (toto intracelulárne trávenie).
7. Nešpecializované (stredne pokročilé) bunky sú schopné premeniť sa na akýkoľvek typ buniek a zabezpečiť regeneráciu (obnovenie stratených častí) črevnej dutiny.
Knidotsil - Citlivé vlasy bodavých buniek črevnej dutiny.
enzýmy - biologicky aktívne látky, ktoré urýchľujú procesy prebiehajúce v bunke. Tráviace enzýmy urýchľujú trávenie.
rozmnožovanie
Vyskytuje sa črevná reprodukcia sexuálne a asexuálne.
K assexuálnej reprodukcii dochádza pučaním.
V prípade sexuálnej reprodukcie sa larválne štádium vyvinie z oplodneného vajíčka. Po pripojení k spodnej časti sa larva zmení na polyp. Polypy buď vytvárajú kolónie, alebo oddeľujú voľne žijúce medúzy. Tu môžeme hovoriť o striedaní generácií: pripojený polyp a voľne žijúca medúza.
Hodnota čreva
Zástupcovia enterickej dutiny - koralové polypy tvoria útesy a niekedy celé ostrovy - atoly - ktoré predstavujú špeciálne ekosystémy.