какую функцию выполняют стрекательные клетки гидры
Гидра
| Царство | Животные |
| Подцарство | Многоклеточные |
| Тип | Кишечнополостные |
| Класс | Гидроидые |
| Род | Гидры |
Общее строение
Тело гидры имеет вид продолговатого мешочка, стенки которого состоят из двух слоёв клеток — эктодермы и энтодермы.
Между ними лежит тонкая студенистая неклеточная прослойка — мезоглея, служащая опорой.
Эктодерма формирует покров тела животного и состоит из нескольких видов клеток: эпителиально-мускульные, промежуточные и стрекательные.
Самые многочисленные из них — эпителиально-мускульные.
За счёт мускульных волоконец, лежащих в основании каждой клетки, тело гидры может сокращаться, удлиняться и изгибаться.
Между эпителиально-мускульными клетками находятся группы мелких, округлых, с большими ядрами и небольшим количеством цитоплазмы клеток, называемых промежуточными.
При повреждении тела гидры, они начинают усиленно расти и делиться. Они могут превращаться в остальные типы клеток тела гидры, кроме эпителиально-мускульных.
В эктодерме находятся стрекательные клетки, служащие для нападения и защиты. В основном они расположены на щупальцах гидры. Каждая стрекательная клетка содержит овальную капсулу, в которой свёрнута стрекательная нить.
Строение стрекательной клетки со свернутой стрекательной нитью
Если добыча или враг прикоснётся к чувствительному волоску, который расположен снаружи стрекательной клетки, в ответ на раздражение стрекательная нить выбрасывается и вонзается в тело жертвы.
Строение стрекательной клетки с выброшенной стрекательной нитью
По каналу нити в организм жертвы попадает вещество, способное парализовать жертву.
Строение внутреннего слоя клеток
Энтодерма выстилает изнутри всю кишечную полость. В её состав входят пищеварительно-мускульные и железистые клетки.
Пищеварительная система
Пищеварительно-мускульных клеток больше других. Мускульные волоконца их способны к сокращению. Когда они укорачиваются, тело гидры становится более тонким. Сложные движения (передвижение «кувырканием»), происходит за счёт сокращений мускульных волоконцев клеток эктодермы и энтодермы.
Каждая из пищеварительно-мускульных клеток энтодермы имеет 1-3 жгутика. Колеблющиеся жгутики создают ток воды, которым пищевые частички подгоняются к клеткам. Пищеварительно-мускульные клетки энтодермы способны образовывать ложноножки, захватывать и переваривать в пищеварительных вакуолях мелкие пищевые частицы.
Строение пищеварительно-мускульной клетки
Имеющие в энтодерме железистые клетки выделяют внутрь кишечной полости пищеварительный сок, который разжижает и частично переваривает пищу.
Строение желистой клетки
Когда в пищеварительной полости оказываются остатки жертвы, которые невозможно переварить, и отходы клеточного обмена, она сжимается и опорожняется.
Дыхание
Гидра дышит растворённым в воде кислородом. Органов дыхания у неё нет, и она поглощает кислород всей поверхностью тела.
Кровеносная система
Выделение
Выделение углекислого газа и других ненужных веществ, образующихся в процессе жизнедеятельности, осуществляется из клеток наружного слоя непосредственно в воду, а из клеток внутреннего слоя — в кишечную полость, затем наружу.
Нервная система
Под кожно-мускульными клетками располагаются клетки звездчатой формы. Это нервные клетки (1). Они соединяются между собой и образуют нервную сеть (2).
Нервная система и раздражимость гидры
Если дотронутся до гидры (2), то в нервных клетках возникает возбуждение (электрические импульсы), которое мгновенно распространяется по всей нервной сети (3) и вызывает сокращение кожно-мускульных клеток и всё тело гидры укорачивается (4). Ответная реакция организма гидры на такое раздражение — безусловный рефлекс.
Половые клетки
С приближением холодов осенью в эктодерме гидры из промежуточных клеток образуются половые клетки.
Различают два вида половых клеток: яйцевые, или женские половые клетки, и сперматозоиды, или мужские половые клетки.
Яйца находятся ближе к основанию гидры, сперматозоиды развиваются в бугорках, расположенных ближе к ротовому отверстию.
Яйцевая клетка гидры похожа на амёбу. Она снабжена ложноножками и быстро растет, поглощая соседние промежуточные клетки.
Строение яйцевой клетки гидры
Строение сперматозоида гидры
Сперматозоиды по внешнему виду напоминают жгутиковых простейших. Они покидают тело гидры и плавают с помощью длинного жгутика.
Оплодотворение. Размножение
Сперматозоид подплывает к гидре с яйцевой клеткой и проникает внутрь нее, причем ядра обеих половых клеток сливаются. После этого ложноножки втягиваются, клетка округляется, на ее поверхности выделяется толстая оболочка — образуется яйцо. Когда гидра погибает и разрушается, яйцо остается живым и падает на дно. С наступлением тёплой погоды живая клетка, находящаяся внутри защитной оболочки, начинает делиться, образующиеся клеточки располагаются в два слоя. Из них развивается маленькая гидра, которая выходит наружу через разрыв оболочки яйца. Таким образом, многоклеточное животное гидра в начале своей жизни состоит всего из одной клетки — яйца. Это говорит о том, что предки гидры были одноклеточными животными.
Бесполое размножение гидры
При благоприятных условиях гидра размножается бесполым путём. На теле животного (обычно в нижней трети туловища) образуется почка, она растет, затем формируются щупальца и прорывается рот. Молодая гидра отпочковывается от материнского организма (при этом материнский и дочерний полипы прикрепляются щупальцами к субстрату и тянут в разные стороны) и ведет самостоятельный образ жизни. Осенью гидра переходит к половому размножению. На теле, в эктодерме закладываются гонады — половые железы, а в них из промежуточных клеток развиваются половые клетки. При образовании гонад гидр формируется медузоидный узелок. Это позволяет предполагать, что гонады гидры — сильно упрощенные споросаки, последний этап в ряду преобразования утраченного медузоидного поколения в орган. Большинство видов гидр раздельнополы, реже встречается гермафродитизм. Яйцеклетки гидр быстро растут, фагоцитируя окружающие клетки. Зрелые яйцеклетки достигают диаметра 0,5—1 мм. Оплодотворение происходит в теле гидры: через специальное отверстие в гонаде сперматозоид проникает к яйцеклетке и сливается с ней. Зигота претерпевает полное равномерное дробление, в результате которого образуется целобластула. Затем в результате смешанной деламинации (сочетание иммиграции и деламинации) осуществляется гаструляция. Вокруг зародыша формируется плотная защитная оболочка (эмбриотека) с выростами-шипиками. На стадии гаструлы зародыши впадают в анабиоз. Взрослые гидры погибают, а зародыши опускаются на дно и зимуют. Весной продолжается развитие, в паренхиме энтодермы путем расхождения клеток образуется кишечная полость, затем формируются зачатки щупалец, и из-под оболочки выходит молодая гидра. Таким образом, в отличие от большинства морских гидроидных, у гидры отсутствуют свободноплавающие личинки, развитие у неё прямое.
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.
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).
«Кувыркающий» способ передвижения
«Кувыркающий» способ передвижения гидры
В другом случае она словно через голову кувыркается, поочерёдно прикрепляясь к предметам то щупальцами, то подошвой (1-5).
Класс гидроидные. Типы клеток гидры
К классу гидроидных относят беспозвоночных водных стрекающих животных. В их жизненном цикле зачастую присутствуют, сменяя друг друга, две формы: полип и медуза. Гидроидные могут собираться в колонии, но нередки и одиночные особи. Обнаруживают следы гидроидных даже в докембрийских слоях, однако из-за крайней непрочности их тел поиск весьма затруднен.
Яркий представитель гидроидных — пресноводная гидра, одиночный полип. Ее тело имеет подошву, стебелек и длинные относительно стебелька щупальца. Передвигается она, словно художественная гимнастка, — при каждом шаге делает мостик и кувыркается через «голову». Гидра повсеместно используется в лабораторных опытах, ее способность к регенерации и высокая активность стволовых клеток, обеспечивающая «вечную молодость» полипу, подтолкнула немецких ученых к поиску и изучению «гена бессмертия».
1. Эпителиально-мускульные клетки формируют внешние покровы, то есть являются основой эктодермы. Функция этих клеток — сокращать тело гидры или делать его длиннее, для этого они имеют мускульное волоконце.
2. Пищеварительно-мускульные клетки расположены в энтодерме. Они приспособлены к фагоцитозу, захватывают и перемешивают частички пищи, попавшие в гастральную полость, для чего каждая клетка снабжена несколькими жгутиками. В целом жгутики и ложноножки помогают пище проникать из кишечной полости в цитоплазму клеток гидры. Таким образом, пищеварение у нее идет двумя способами: внутриполостным (для этого там есть набор ферментов) и внутриклеточным.
3. Стрекательные клетки расположены в первую очередь на щупальцах. Они многофункциональны. Во-первых, гидра с их помощью защищается — рыба, желающая съесть гидру, обжигается ядом и бросает ее. Во-вторых, гидра парализует захваченную щупальцами добычу. В стрекательной клетке содержится капсулка с ядовитой стрекательной нитью, снаружи расположен чувствительный волосок, который после раздражения дает сигнал к «выстрелу». Жизнь стрекательной клетки скоротечна: после «выстрела» нитью она гибнет.
4. Нервные клетки, вместе с отростками похожими на звезды, лежат в эктодерме, под слоем эпителиально-мускульных клеток. Самая большая концентрация их у подошвы и щупалец. При любом воздействии гидра реагирует, что является безусловным рефлексом. Есть у полипа и такое свойство как раздражимость. Вспомним также, что «зонтик» медузы окаймлен скоплением нервных клеток, а в теле находятся ганглии.
5. Железистые клетки выделяют клейкое вещество. Находятся они в энтодерме и способствуют перевариванию пищи.
6. Промежуточные клетки — круглые, очень маленькие и недифференцированные — лежат в эктодерме. Эти стволовые клетки бесконечно делятся, способны превращаться в любые другие, соматические (кроме эпителиально-мускульных) или половые и обеспечивают регенерацию гидры. Встречаются гидры, не имеющие промежуточных клеток (следовательно, стрекательных, нервных и половых), способные к бесполому размножению.
7. Половые клетки развиваются в эктодерме. Яйцеклетка пресноводной гидры снабжена ложноножками, которыми она захватывает соседние клетки вместе с их питательными веществами. Среди гидр встречается гермафродитизм, когда яйцеклетки и сперматозоиды формируются у одной особи, но в разное время.
Прочие особенности пресноводной гидры
1. Дыхательной системы гидры не имеют, дышат они всей поверхностью тела.
2. Кровеносная система не сформирована.
3. Пищей для гидр служат личинки водных насекомых, разнообразные мелкие беспозвоночные, рачки (дафнии, циклопы). Непереваренные остатки пищи, как и у других кишечнополостных, удаляются обратно через ротовое отверстие.
4. Гидра способна к регенерации, за которую отвечают промежуточные клетки. Даже изрезанная на фрагменты, гидра достраивает необходимые органы и превращается в нескольких новых особей.
ЗООЛОГИЯ: Тип кишечнополостные
Приятного чтения! Если хочешь подготовиться на 80+ с автором этого справочника, то обязательно посмотри вот этот способ подготовки (тыкай, чтобы получить расписание и подробности в ЛС).
Тип кишечнополостные состоит из трёх классов:
Ароморфозы
У каждого нового типа в процессе эволюции появляется что-то новое. Так, мы можем выписать несколько ароморфозов по сравнению с простейшими.
Ароморфоз — это прогрессивное изменение строения организмов, приводящее к повышению их уровня организации. Иными словами — апгрейд или улучшение строения.
Ароморфозы — самое важное в зоологии. Также это связующее звено между зоологий и эволюцией. Советуем обратить на них особое внимание.
Итак, есть шесть ароморфозов, которые получили кишечнополостные. К ним относится:
1) Появление многоклеточности
В составе организма кишечнополостного — сотни и тысячи клеток. Все они работают во благо одного организма. До кишечнополостных организменный уровень организации совпадал с клеточным. Ароморфоз!
2) Появление дифференциации клеток
Так как клеток много, надо каждой придумать своё ремесло. Так, появилась дифференциация — специализация клеток. Образовалось семь типов клеток, о которых мы поговорим чуть ниже. До этого все функции принадлежали одной клетке. Ароморфоз!
3) Появление нервной системы
С появлением нервных клеток, которые соединены друг с другом отростками, появилась целая система! Это нервная система диффузного (звёздчатого) типа. До этого раздражение воспринималось только с помощью химических веществ. Ароморфоз!
4) Появление радиальной (лучевой) симметрии
Радиальная (лучевая) симметрия — форма симметрии, при которой организм совпадает сам с собой по форме при его вращении вокруг вертикальной оси.
Попробуйте в голове повернуть фигуру сверху — она придёт в ту же форму, что и была. Это и называется радиальной симметрией. У одноклеточных радиальной симметрии не было. Ароморфоз!
5) Появление двухслойности
Клетки у кишечнополостных расположены в двух слоях: внутреннем и внешнем. Внутренний слой называется энтодерма. Внешний — эктодерма. У одноклеточных, понятно, такого не было. Ароморфоз!
6) Появление полостного пищеварения
Клетки у кишечнополостных формируют полость. В этой полости происходит пищеварение. Так, формируется примитивная замкнутая пищеварительная система.
Замкнутая — означает, что есть только рот. Без анального отверстия. У одноклеточных пищеварение было только внутриклеточное с помощью пищеварительных вакуолей.
У кишечнополостных тоже есть внутриклеточное пищеварение, но полостное появляется впервые. Ароморфоз!
Класс гидроидные
Типичным представителем класса гидроидных является гидра пресноводная. Это хищник. Она обитает в пресных водоёмах. Её тело состоит из двух слоёв: энтодермы и эктодермы. Между слоями находится тонкая прослойка со студенистым веществом — мезоглея.
Как вы могли заметить, гидроидные соответствуют гаструле — стадии развития зародыша.
Тело гидры имеет радиальную симметрию и формирует несколько щупалец, расположенных друг от друга на одинаковом расстоянии. Гидра закрепляется на субстрате с помощью подошвы.
Между основаниями щупалец находится рот, который открывается в кишечную (гастральную) полость.
Дифференцировка клеток у гидры
Клетки гидры имеют следующие специализации:
Энтодерма
Эктодерма
Размножение гидры
Гидра способна к половому и бесполому видам размножения. Бесполым путём она размножается с помощью почкования — у взрослой особи начинает образовываться почка, которая превращается в точно такую же гидру и отпочковывается от материнской гидры.
Также гидра способна к другому бесполому способу — фрагментации. То есть если вы разрежете гидру пополам, она скорее всего восстановит (регенерирует) обе части тела. И получится 2 новых гидры.
Гидра способна и к половому размножению. Осенью в эктодерме образуется два типа клеток: яйцевые клетки (женские) и сперматозоиды (мужские). Сперматозоид подплывает к яйцевой клетке, они сливаются и получается яйцо (зигота), из которой вырастает новая особь.
Гидра имеет на теле как женские, так и мужские половые клетки. Такое явление называется гермафродитизм. Гидра — гермафродит.
Развитие гидры относят к прямому (яйцо — имаго).
Имаго — взрослая особь.
Класс сцифоидные
К классу сцифоидные относится множество медуз. В основном строение сцифоидных схоже с гидроидными. Представители: аурелия, корнерот.
Живут сцифоидные в толще воды. В гастральной полости, сразу после ротового отверстия имеется желудок — утолщённое место. Стрекательные клетки расположены в большинстве своём на ловчих щупальцах. Мезоглея утолщена, что позволяет медузам иметь порой гигантский купол (зонтик).
Нервная система диффузного типа, однако начинают появляться более организованные нервные структуры — нервные кольца.
Жизненный цикл сцифоидных
Сцифоидные — раздельнополые животные. Их жизненный цикл сочетает в себе стадию медузы и стадию сцифистомы (полипа)
Когда сперматозоиды одной медузы сливаются с яйцеклетками другой медузы, происходит оплодотворение и образование яйца.
Яйцо развивается и образует подвижную личинку, покрытую ресничками — планулу.
Планула оседает на дно и прикрепляется к субстрату, образуя сцифистому. На этой стадии сцифистома очень напоминает гидру. Размножается сцифистома главным образом почкованием, плодя новых сцифистом.
После некоторого времени сцифистома начинает как бы расслаиваться (сегментироваться). Такой процесс называется стробиляция.
Сегменты отваливаются от сцифистомы. Такой отвалившийся сегмент называется эфирой.
Далее эфира растёт и превращается во взрослую медузу.
Таким образом развитие сцифоидных медуз непрямое неполное (яйцо — личинка — имаго)
Класс коралловые полипы
Коралловый полип — это колониальный организм, состоящий из множества полипов, ведущих прикреплённый образ жизни. Такой образ жизни им позволяет вести гидрообразное строение: щупальцы, стрекательные клетки, рот, гастральная полость и т.п.
Грубо говоря, коралловый полип — это колония организмов, очень похожих на гидр (полипов).
Типичные представители коралловых полипов: актиния, красный коралл.
Коралловые полипы формируют известковый скелет, который участвует в образовании рифов. Коралловых рифов.
Вот фото Большого Барьерного (кораллового) рифа из космоса. Всё это — миллиарды погибших коралловых полипов, оставивших свои известковые скелеты. Как видно, обитают они в большинстве своём в полосе прибоя.
У сцифоидных есть чередование стадии полипа и стадии медузы. у коралловых полипов нет стадии медузы, только полип.
Поздравляю с успешным освоением новой темы!
Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы получить расписание и подробности самого эффективного курса подготовки к ЕГЭ по биологии.
Получить тест по теме в ЛС →
Полноценный тест с автоматической проверкой. Мы используем сервис «РЕШУ ЕГЭ» как самый удобный в коммуникации между учителем и учеником. На сервисе возможна авторизация через ВК.