Гидра пресноводная: внешний вид, способ дыхания, размножение и местообитание

• Дикие животные
• >>
• Другие животные

Пресноводная гидра — это пресноводный полип с мягким телом, который иногда случайно попадает в аквариумы. Пресноводные гидры являются неприметными родственниками кораллов, морских анемонов и медуз. Все они являются членами типа стрекающие, характеризуемого радиально-симметричными телами, наличием жгучих щупалец и простой кишки с единственным отверстием (гастроваскулярная полость).

Происхождение вида и описание

Фото: Пресноводная гидра

Пресноводная гидра — это небольшой полип того же типа (стрекающие), что и морские анемоны и медузы. В то время как большинство кишечнополостных являются морскими, пресноводная гидра необычна тем, что живет исключительно в пресной воде. Впервые она была описана Антони ван Левенгуком (1632–1723) в письме, которое он отправил в Королевское общество на Рождество 1702 года. Этими существа давно восхищались биологи из-за их способности регенерировать из маленьких кусочков.

Интересный факт: Примечательно, что даже клетки из механически отделенной пресноводной гидры могут восстановиться и в течение примерно недели вновь собраться в работающее животное. Как этот процесс происходит, ученые до сих пор не понимают полностью.

Видео: Пресноводная гидра

Было зарегистрировано несколько видов пресноводных гидр, но большинство из них трудно идентифицировать без детальной микроскопии. Два вида, однако, являются отличительными.

Они наиболее распространены в наших аквариумах:

• Hydra (Chlorohydra) viridissima (зеленая гидра) является ярко-зеленым видом благодаря наличию многочисленных водорослей, называемых зоохлореллами, которые живут в виде симбионтов в энтодермальных клетках. На самом деле они чаще беловатого цвета. Зеленые водоросли осуществляют фотосинтез и производят сахара, которые используются гидрой. В свою очередь, хищная диета гидры обеспечивает источник азота для водорослей. Зеленые гидры маленькие, с щупальцами около половины длины колонны;
• Hydra oligactis (коричневая гидра) — ее легко отличить от другой гидры по очень длинными щупальцами, которые при расслаблении могут доходить до 5 см или более. Колонна бледно-прозрачного коричневого цвета, длиной от 15 до 25 мм, основание отчетливо сужено, образуя «ножку».

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.

Внешний вид и особенности

Фото: Как выглядит пресноводная гидра

Все пресноводные гидры имеют радиально-симметричный двухклеточный слой, трубчатое тело, разделенное тонким неклеточным слоем, называемым мезоглеей. Их комбинированная структура рот-анус (гастроваскулярная полость) окружена выступающими наружу щупальцами, содержащими жгучие клетки (нематоцисты). Это означает, что у них есть только одно отверстие в теле, и это рот, но оно также помогает избавиться от отходов. Длина тела пресноводной гидры составляет до 7 мм, но щупальца могут сильно вытягиваться и достигать длины в несколько сантиметров.

Интересный факт: У пресноводной гидры есть ткань, но ей не хватает органов. Она состоит из трубки длиной около 5 мм, образованной двумя эпителиальными слоями (энтодерма и эктодерма).

Внутренний слой (энтодерма), выстилающий желудочно-сосудистую полость, вырабатывает ферменты для переваривания пищи. Наружный слой клеток (эктодерма) генерирует крошечные язвительные органеллы, называемые нематоцистами. Щупальца являются продолжением слоев тела и окружают отверстие рта.

Из-за простой конструкции колонна тела и щупальца очень растяжимы. Во время охоты гидра расправляет щупальца, медленно перемещает их и ждет контакта с какой-нибудь подходящей добычей. Мелкие животные, которые сталкиваются с щупальцами, парализованы нейротоксинами, выделяющимися из жалящих нематоцист. Щупальца обвиваются вокруг борющейся добычи и тянут ее в расширенное отверстие рта. Когда жертва попадает в полость тела, может начаться пищеварение. Кутикулы и другие непереваренные остатки позднее изгоняются через рот.

У нее есть голова, состоящая из рта, окруженного кольцом щупалец на одном конце, и липкого диска, стопы, на другом конце. Между клетками эпителиальных слоев распределены мультипотентные стволовые клетки, которые дают четыре дифференцированных типа клеток: гаметы, нервы, секреторные клетки и нематоциты — жгучие клетки, которые определяют тип стрекающие.

Кроме того, из-за своей структуры, они имеют возможность регулировать воду внутри тел. Таким образом, они могут удлинить или сжать свои тела в любое время. Хотя у нее нет чувствительных органов, пресноводная гидра отзывчива на свет. Структура пресноводной гидры такова, что она может ощущать изменение температуры, химического состава воды, а также прикосновения и другие раздражители. Нервные клетки животного способны возбуждаться. Например, если вы касаетесь ее кончиком иглы, то сигнал от нервных клеток, которые чувствуют прикосновение, будет передаваться остальным, а от нервных клеток — к эпителиально-мышечным.

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.

Где обитает пресноводная гидра?

Фото: Пресноводная гидра в воде

В природе пресноводные гидры обитают в пресной воде. Их можно найти в пресноводных прудах и медленных реках, где они обычно прикрепляются к затопленным растениям или камням. Водоросли, живущие в пресноводной гидре, получают выгоду от защищенной безопасной среды и получают пищевые побочные продукты из гидры. Пресноводная гидра также извлекает выгоду из водорослевых продуктов.

Было показано, что гидры, которые содержатся на свету, но в остальном страдают от голода, выживают лучше, чем гидры без зеленых водорослей внутри них. Они также способны выживать в воде с низкой концентрацией растворенного кислорода, потому что водоросли снабжают их кислородом. Этот кислород является побочным продуктом фотосинтеза, проводимого водорослями. Зеленые гидры передают водоросли от одного поколения к другому в яйцах.

Гидры перемещают свои тела в воде, пока они прикреплены, расширяясь и сжимаясь под действием смеси мышечных движений и водяного (гидравлического) давления. Это гидравлическое давление создается внутри их пищеварительной полости.

Гидры не всегда прикреплены к субстрату и могут перемещаться из одного места в другое, скользя вдоль базального диска или кувыркаясь вперед. При сальто они отделяют базальный диск, затем наклоняются и кладут щупальца на подложку. Затем следует повторное присоединение базального диска, прежде чем снова повторить весь процесс. Они также могут плавать в воде вверх ногами. Когда они плавают, это происходит потому, что базальный диск производит газовый пузырь, который переносит животное на поверхность воды.

Теперь Вы знаете где водится пресноводная гидра. Давайте же посмотрим, что она употребляет в пищу.

Передвижение

В спокойном состоянии щупальца вытягиваются на несколько сантиметров. Животное медленно водит ими из стороны в сторону, подстерегая добычу. При необходимости гидра может медленно передвигаться.

«Шагающий» способ передвижения

«Шагающий» способ передвижения гидры

Изогнув своё тело (1) и прикрепившись щупальцами к поверхности предмета (субстрата), гидра подтягивает к переднему концу тела подошву (2). Затем шагающее движение гидры повторяется (3,4).

Чем питается пресноводная гидра?

Фото: Полип пресноводная гидра

Пресноводные гидры хищные и прожорливые.

Их продуктами питания являются:

• черви;
• личинки насекомых;
• мелкие ракообразные;
• личиночная рыба;
• другие беспозвоночные, такие как дафнии и циклопы.

Гидра — не активный охотник. Это классические засадные хищники, которые сидят и ждут, пока жертва подойдет достаточно близко, чтобы нанести удар. В тот момент, когда жертва оказывается достаточно близко, гидра готова активировать реакцию язвительных клеток. Это инстинктивный ответ. Затем щупальца начинают закручиваться и приближаться к жертве, притягивая ее ко рту у основания стебля щупалец. Если она достаточно мала, гидра ее съест. Если она слишком велика, чтобы ее потреблять, то будет отброшена, и, возможно, найдена загадочным аквариумистом, без видимой причины смерти.

В случае, если добычи недостаточно, они могут получать некоторое количество пищи, поглощая органические молекулы прямо через поверхность своего тела. Когда пищи вообще нет, пресноводная гидра перестает размножаться и начинает использовать свои собственные ткани для получения энергии. В результате она уменьшится до очень маленького размера, прежде чем, наконец, умрет.

Пресноводная гидра парализует добычу нейротоксинами, которые она выделяет из крошечных язвительных органелл, называемых нематоцистами. Последние являются частью эктодермальных клеток колонны, особенно щупалец, где они упакованы в высокой плотности. Каждый нематоцист представляет собой капсулу, содержащую длинную и полую нить. Когда гидра стимулируется химическими или механическими сигналами, проницаемость нематоцистов увеличивается. Самые большие из них (пенетранты) содержат нейротоксины, которые пресноводная гидра вводит в добычу через полую нить. Меньшие когти, которые являются клейкими, самопроизвольно закручиваются при контакте с добычей. Требуется менее 0,3 с, чтобы жалить жертву.

Особенности характера и образа жизни

Фото: Пресноводные гидры

Было показано, что симбиоз между пресноводными гидрами и водорослями очень распространен. Благодаря этому типу ассоциаций каждый организм получает пользу от другого. Например, благодаря своим симбиотическим отношениям с водорослями рода хлорелла, зеленая гидра может синтезировать свою собственную пищу.

Это представляет значительное преимущество для пресноводной гидры, учитывая, что они могут синтезировать свою собственную пищу, когда условия окружающей среды изменяются (пищи мало). В результате зеленая гидра имеет большое преимущество перед коричневой гидрой, в которой отсутствует хлорофилл, необходимый для фотосинтеза.

Это возможно только при условии, что зеленая гидра подвергается воздействию солнечного света. Несмотря на то что они плотоядные животные, зеленые гидры способны выживать в течение 3 месяцев, используя сахара, полученные в результате фотосинтеза. Это позволяет организму переносить голодание (при отсутствии добычи).

Хотя они обычно ставят ногу и остаются на одном месте, пресноводные гидры вполне способны передвигаться. Все, что им нужно сделать, это освободить свою ногу и плавать в новом месте, или медленно продвинуться вперед, присоединяя и освобождая свои щупальца и ступню поочередно. Учитывая их репродуктивные способности, способность передвигаться, когда они захотят, и есть добычу, в несколько раз превышающую их размер, становится ясно, почему пресноводная гидра не приветствуется в аквариуме.

Клеточная структура пресноводной гидры позволяет этому крошечному животному восстанавливаться. Промежуточные клетки, расположенные на поверхности тела, могут быть трансформированы в любой другой тип. В случае какого-либо повреждения организма промежуточные клетки начинают очень быстро делиться, расти и заменять недостающие части, и рана зарастает. Регенеративные способности пресноводной гидры настолько высоки, что если разрезать ее пополам, у одной части вырастают новые щупальца и рот, а у другой — стебель и подошва.

Регенерация

Гидра обладает очень высокой способностью к регенерации. При разрезании поперек на несколько частей каждая часть восстанавливает «голову» и «ногу», сохраняя исходную полярность — рот и щупальца развиваются на той стороне, которая была ближе к оральному концу тела, а стебелек и подошва — на аборальной стороне фрагмента. Целый организм может восстанавливаться из отдельных небольших кусочков тела (менее 1/100 объёма), из кусочков щупалец, а также из взвеси клеток. При этом сам процесс регенерации не сопровождается усилением клеточных делений и представляет собой типичный пример морфаллаксиса.

Социальная структура и размножение

Фото: Пресноводная гидра в воде

Пресноводная гидра подвергается двум взаимоисключающим способам размножения: при теплых температурах (18-22° C) они размножаются бесполым путем почкования. Размножение у пресноводных гидр обычно происходит бесполым способом, известным как «почкование». Подобный бутону рост на теле «родительской» пресноводной гидры в конечном итоге вырастает в новую особь, которая становится отделенной от родителя.

Когда условия суровые, или есть нехватка пищи, пресноводные гидры могут размножаться половым путем. Одна особь может производить мужские и женские половые клетки, которые попадают в воду, где происходит оплодотворение. Яйцо превращается в личинку, которая покрыта крошечными, похожими на волосы структурами, известными как реснички. Личинка может либо немедленно осесть и превратиться в гидру, либо оказаться в прочном внешнем слое, который позволяет ей выживать в суровых условиях.

Интересный факт: При благоприятных условиях (она очень неприхотлива) пресноводная гидра способна «генерировать» до 15 небольших гидр в месяц. Это означает, что каждые 2-3 дня она делает свою копию. Одна пресноводная гидра всего за 3 месяца способна произвести 4000 новых гидр (учитывая, что «дети» также приносят 15 гидр в месяц).

Осенью, с наступлением холодной погоды, все гидры погибают. Материнский организм разлагается, но яйцо остается живым и зимует. Весной оно начинает активно делиться, клетки располагаются в два слоя. С наступлением теплой погоды небольшая гидра прорывается в скорлупу яйца и начинает самостоятельную жизнь.

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.

Строение гидры

Естественные враги пресноводных гидр

Фото: Как выглядит пресноводная гидра

В естественно среде обитания пресноводные гидры имеют мало врагов. Один из их врагов – инфузория триходина, которая способна ее атаковать. Некоторые виды морских блох могут жить на ее теле. Свободноживущий плоский червь планария питается пресноводной гидрой. Тем не менее, не стоит использовать этих животных для борьбы с гидрой в аквариуме: например, триходины и планарии – те же противники для рыбы, что и для пресноводной гидры.

Еще один враг пресноводной гидры – большая прудовая улитка. Но ее также не стоит содержать в аквариуме, так как она переносит некоторые инфекции рыб и способна питаться деликатными аквариумными растениями.

Некоторые аквариумисты помещают голодных молодых гурами в аквариум с пресноводной гидрой. Другие борются с ней, используя знания ее поведения: они знают, что гидра предпочитает хорошо освещенные места. Они затеняют все стороны аквариума, кроме одной, и помещают стекло изнутри этой стены. В течении 2-3 дней там соберется почти вся пресноводная гидра. Стекло вынимается и очищается.

Эти маленькие животные очень восприимчивы к ионам меди в воде. Поэтому еще один способ, который используют для борьбы с ними – взять медный провод, снять изоляционную крышку и закрепить пучок над воздушным насосом. Когда все гидры умирают, провод удаляется.

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.