Пресноводная гидра — представляет пресноводный полип. Он обладает мягким телом. Зачастую, по непонятным причинам оказывается в аквариумах. Они считаются родственниками кораллов, морских анемонов, а также медуз. Все они относятся к типу стрекающих, которые характеризуются наличием радиально-симметричных тел, а также опасных щупалец. У них простая кишка с одним единственным отверстием – гастроваскулярной полостью.
Содержание
Пресноводная гидра: описание
Пресноводная гидра – это полип крошечного размера. Многие разновидности кишечнополостных представляют морских обитателей в отличие от пресноводной гидры, которая предпочитает обитать в пресноводных водоемах. Антони Ван Левенгук впервые описал ее в 1702 году, когда отправил свое письмо в Королевское общество на Рождество. Биологи с давних времен восхищаются этими живыми существами, которые способны восстанавливаться из маленьких фрагментов.
Важный факт! Даже из нескольких клеток, механически отделенных от пресноводной гидры, где-то в течение недели восстанавливается живое существо. Ученые до сих пор не могут понять, как устроен этот механизм.
Специалисты выделили несколько видов пресноводных гидр, хотя большую часть невозможно идентифицировать без детального изучения. Заслуживают на внимание только два вида.
Эти разновидности иногда встречаются в домашних аквариумах:
- Зеленая гидра отличается ярко-зеленым окрасом из-за наличия определенных водорослей-зоохлорелл, которые в виде симбионтов живут в энтодермальных клетках. На самом деле, они больше беловатого оттенка. С помощью зеленых водорослей осуществляется процесс фотосинтеза, в результате которого вырабатывается сахар, которым питается гидра. В свою очередь, в результате жизнедеятельности гидры вырабатывается азот, который необходим для водорослей. Этот вид небольшого размера, а длина щупалец составляет половину длины тела.
- Коричневая гидра, которая легко отличается от другой гидры за счет более длинных щупалец. Их величина в расслабленном состоянии доходит до 5 сантиметров, а то и больше. Тело (колонна) отличается бледным прозрачно-коричневым оттенком, а его длина составляет 15-25 миллиметров. В основании колонна имеет сужение, за счет чего образуется своеобразная “ножка”.
Внешний вид
У всех пресноводных гидр тело состоит из радиально-симметричного двухклеточного слоя. Оно трубчатой формы и разделено слоем, у которого клетки отсутствуют. Этот слой называется мезоглея. Структура комбинированная и состоит из рота-ануса, окруженная выступающими наружу щупальцами. Щупальца содержат жгучие клетки – нематоцисты. Структура такая, что у гидры имеется всего одно отверстие, которое служит ртом, а также одновременно отверстием для удаления отходов. Длина тела пресноводной гидры составляет всего 7 мм, а вот длина щупалец может достигать нескольких сантиметров, так как они могут вытягиваться.
Интересный момент! Пресноводная гидра имеет ткани, но не имеет органов. Ее тело – это трубка, длиной около 5 мм, которая образована за счет двух эпителиальных слоев.
Внутренний слой, который называется энтодермой, выстилает желудочно-сосудистую часть, при этом он вырабатывает необходимые ферменты для переваривания пищи. Наружный слой, который называется эктодермой, генерирует нематоцисты, которые представляют жгучие органеллы. Тело продолжено за счет щупалец, при этом щупальца окружают область ротовой части.
Конструкция тела достаточно простая, поэтому тело вместе со щупальцами может легко растягиваться. Охотясь, чтобы найти для себя пропитание, гидра расправляет свои щупальца и медленно их перемещает, пока не найдет что-то подходящее. Если мелкие животные соприкасаются со щупальцами, они обездвиживаются с помощью нейротоксина, который выделяется из клеток-нематоцист. Щупальца захватывают потенциальную жертву и направляют ее в область рта. Попадая в полость рта, начинается процесс пищеварения. Если остаются непереваренные остатки, они выбрасываются наружу через рот.
Можно сказать, что у гидры имеется голова, которая состоит из рта, который окружен щупальцами, а на другом конце тела располагается липкий диск в виде стопы. Между эпителиальными стволами находятся стволовые клетки, которые могут генерировать 4 вида клеток – гаметы, нервы, секреторные клетки и нематоциты.
Клетки нематоциты имеют такую структуру, что они отвечают за уровень жидкости внутри тела. Это позволяет гидре сжимать или расширять свое тело в любой момент. Несмотря на то, что у нее нет чувствительных органов, она реагирует на уровень освещенности. Кроме этого, она реагирует на изменения температуры воды, изменения химического состава, реагирует на прикосновения и ряд других внешних раздражителей. Нервные клетки возбуждаются, если, например, прикоснуться к гидре иголкой. Сигнал от одних клеток конвейером передается к другим клеткам, а клетки, в свою очередь, передают эти сигналы к эпителиальным слоям, в которых располагаются мышцы.
Где обитает пресноводная гидра?
Естественно, что пресноводные гидры предпочитают водоемы с пресной водой. Они встречаются в прудах, а также в реках с медленным течением, где они находятся прикрепленными к различной водной растительности или к камням. Водоросли, которые живут внутри гидры, находятся в защищенной безопасной среде, при этом они питаются побочными продуктами из гидры. Гидра также имеет свой интерес в таком симбиозе.
Специалисты обнаружили в результате исследований, что гидры, которые содержались на свету, но при этом они страдали от недостатка пищи, выживали лучше, по сравнению с теми, у которых отсутствовали внутренние водоросли. Они выживают также в условиях пониженного содержания в воде кислорода, поскольку водоросли генерируют для гидры кислород. Кислород выделяется водорослями в процессе фотосинтеза и представляет побочный продукт, но полезный для гидры. Каждое поколение гидры получает зеленые водоросли по наследству вместе с яйцами.
В воде гидра перемещается за счет расширения и сжимания своего тела. В результате, внутри тела гидры создается повышенное давление, которое выбрасывает струю воды из полости. Другими словами, ее перемещение связано с законами гидродинамики.
Гидры могут находиться в прикрепленном состоянии или свободно перемещаться в толще воды. Перемещаются они весьма интересно, тем более что могут плавать как угодно. При перемещении они используют базальный диск. Кроме всего прочего, базальный диск может сгенерировать газовый пузырь, способный вынести гидру на поверхность воды. Так что можно смело сказать, что эта гидра штучка еще та.
Чем питается пресноводная гидра?
Несмотря на свои размеры, это хищные и прожорливые существа.
Они питаются:
- Червями.
- Личинками насекомых.
- Мелкими ракообразными.
- Личинками рыб.
- Различными беспозвоночными вроде дафний.
Гидра не проявляет охотничьей активности при поиске пропитания, а предпочитает оставаться в засаде. Когда потенциальная жертва приближается на определенное расстояние, гидра наносит свой удар. Когда жертва появилась в пределах щупалец, гидра инстинктивно активирует язвительные клетки. После этого щупальца начинают закручиваться вокруг жертвы, а гидра начинает постепенно приближаться к своей жертве. Если жертва по размерам небольшая, гидра тут же затягивает ее в рот, а если жертва слишком габаритная, то гидра выбрасывает ее.
Если наблюдается недостаток пропитания, гидра может получать питательные вещества через клетки своего тела, а когда пропитания нет вообще, она начинает питаться собственными клетками. Как результат, она значительно уменьшается в размерах, а затем погибает.
Жертва гидры обездвиживается за счет нейротоксинов, которые выделяются органеллами. Их еще называют нематоцистами. Они представляют часть колонны (тела), состоящей из эктодермальных клеток. В щупальцах их плотность значительно выше. Нематоцист состоит из капсулы, которая состоит из длинной и полой нити. Проницаемость нематоцистов существенно увеличивается, когда гидра начинает стимулироваться химическими или механическими раздражителями. В самых крупных из них, которые называются пенетрантами, находятся нейротоксины. Нейротоксины вводятся в жертву с помощью полой нити. При контакте с добычей сразу же начинают закручиваться более короткие нити. Чтобы жертва получила свою дозу нейротоксинов, может понадобиться гидре около 0,3 секунды.
Характер и образ жизни
Симбиотические отношения между гидрами и водорослями достаточно распространенное явление. Каждый из организмов из этого получает свою выгоду. Зеленая гидра, например, в такой взаимосвязи, способна синтезировать для себя пропитание.
Для пресноводной гидры этот феномен играет очень важную роль, особенно в условиях с изменяющимся характером водной среды, когда пищевых объектов становится мало. В результате, выживаемость вида существенно увеличивается, чего не скажешь о коричневой гидре, в которой отсутствует хлорофилл, в виде водорослей.
Процесс генерации пищи возможен только тогда, когда пресноводная гидра освещается лучами солнца. Несмотря на свои хищнические предпочтения, зеленая гидра может находиться без пищи на протяжении 3-х месяцев за счет сахаров, выделяемых в процессе фотосинтеза. При отсутствии объектов пропитания, зеленая гидра легко переносит голодание.
Как правило, они предпочитают находиться в неподвижном состоянии, прикрепив свою ногу к какому-либо основанию. Несмотря на это, они могут перемещаться в толще воды, достаточно открепить себя от основания. Репродуктивность вида находится на высоком уровне, тем более что она, когда захочет, может переместиться из одного места аквариума, например, в другое место, что не приветствуется владельцами аквариумов.
Клеточное строение гидры таково, что она способна восстанавливаться буквально из ничего. Клетки, которые находятся на поверхности тела, способны в любой момент преобразиться в другие клетки. В случае повреждений, клетки начинают свое деление, и рана быстро затягивается. Регенеративные способности просто уникальные. Если гидру разрезать на две части, то у каждой части вырастает другая, недостающая часть.
Размножение и потомство
Пресноводные гидры просто поражают своими уникальными способностями. Они могут размножаться двумя способами, которые считаются взаимоисключающими. При благоприятных условиях они размножаются бесполым путем, по методу почкования. На теле гидры появляется бутон в виде почки, который растет и развивается до тех пор, пока не образуется новая особь. После этого ей остается просто отделиться от тела гидры.
В случае, когда условия обитания становятся более суровыми и наблюдается нехватка пищи, гидра прибегает к половому способу размножения. Одна особь способна генерировать, как женские, так и мужские половые клетки. Попадая в воду, эти клетки затем оплодотворяются. Затем яйца превращаются в личинки, которые могут тут же оказаться на дне и превратиться в гидру, либо она остается во внешнем слое, где ей придется выживать в сложных условиях.
Важный момент! Если условия комфортные, пресноводные гидры способны в месяц сгенерировать до 15 новых особей. То есть, каждые 2-3 дня на свет появляется одна копия. Одна гидра за 3 месяца, с учетом возможностей молодых особей, способна воспроизвести до 4-х тыс. копий.
С наступление осеннего периода, когда начинает холодать, все гидры погибают. Тело гидры разлагается, а яйца остаются невредимыми и спокойно переживают зиму. С наступлением весеннего тепла, клетки начинают активно делиться. Когда вода хорошо прогревается, гидра появляется на свет, прорвавшись через яичную скорлупу, и начинается ее новая жизнь.
Естественные враги
Обитая в природной среде, пресноводная гидра не имеет множества врагов. Инфузория триходина является одной из них. На теле гидры могут прижиться некоторые разновидности блох. В рацион питания плоского червя планарии входят и гидры. К сожалению, этих природных врагов не рекомендуется использовать в своих аквариумах для борьбы с гидрами. Например, триходины и планарии представляют для рыб природных врагов.
Большие прудовые улитки также являются природными врагами гидры, но они переносят ряд инфекций, опасных для аквариумных рыбок, а также может употреблять в пищу некоторые аквариумные растения.
Для борьбы с гидрами в аквариуме, некоторые аквариумисты пользуются другими методами. Некоторые из них помещают в аквариум голодных молодых гурами, а некоторые вооружились знаниями их характера поведения. Дело в том, что гидра собирается в хорошо освещенных местах. Затеняя все стороны аквариума, оставив не затененной лишь одну из них, владельцы аквариумов с внутренней части размещают стекло. Через пару дней на этом стекле собираются все пресноводные гидры. Остается только вытащить стекло и очистить его.
Кроме этого, пресноводные гидры негативно реагируют на присутствие в воде ионов меди. Достаточно взять отрезок медного проводи, очистить его от изоляции, после чего он размещается рядом с воздушным насосом. После этого, все гидры погибают, а медный провод из аквариума убирается.
Популяция и статус вида
Пресноводная гидра считается уникальным живым существом, обладающим не менее уникальными способностями к регенерации. В основном, ее тело состоит из стволовых клеток, которые обладают свойствами непрерывного деления. Кроме этого, они могут превратиться в любые типы клеток, которые обеспечивают жизнедеятельность организма в целом. У человека такие клетки могут присутствовать в организме лишь на протяжении нескольких дней внутриутробного развития. Гидра же постоянно обновляет клетки своего организма.
Интересно знать! У гидры не проявляются никакие признаки старения, и она выглядит всегда молодой. Ее организм постоянно обновляется, за что отвечают некоторые гены. В этом плане гидра представляет немалый интерес для ученого мира, хотя загадку разгадать не удается до сих пор.
В 1998 году появилась статья, в которой были описаны исследования на предмет старения зрелых гидр. За 4 года не было обнаружено никаких признаков. Специалисты считают, что старение связано с повышенной смертностью, а также со снижением фертильности в зависимости от увеличения возраста. В этой статье так и не было информации о фертильности, поскольку не удалось обнаружить такой зависимости. Новое исследование предполагало создание идеальных условий обитания для пресноводных гидр. Три раза в неделю гидры должны были получать блюда с водой, а также блюда, включающие свежих креветок.
На протяжении 8 лет ученые изучали гидр, при этом процессов старения они так и не обнаружили. Смертность особей всегда оставалась на одном и том же уровне, причем этот фактор никак не имел отношения к их возрасту. Самые старые особи представляли клоны гидр, которым было по 41 году, исходя из их биологического возраста, так как исследования длились всего 8 лет. Фертильность также оставалась на одном уровне, порядка 80 процентов, а остальные 20 процентов колебались. Скорее всего, это было связано с условиями неволи. Самое главное, что определили специалисты – пресноводным гидрам никто и ничто не угрожает. В связи с этим, можно смело предположить, что они не исчезнут из природной среды в ближайшее время.
В заключение
Пресноводные гидры, которых известны под названием пресноводные полипы, представляют уникальных живых организмов. Во-первых, это хищники, которые отличаются совсем небольшими размерами. Во-вторых, они обладают уникальными свойствами размножения, а также регенерации. Для ученых это загадка, которую они не смогли решить по сей день. Как такое маленькое живое существо может обладать такими уникальными характеристиками? Это загадка, которую еще придется разгадать. При этом, разгадав часть загадок, можно будет по-другому взглянуть на естественную среду. Самая главная загадка, постоянное обновление организма, что не способствует процессам старения. Человек издавна думает о бессмертии, разрабатывая различные препараты, а также применяя стволовые клетки.
К сожалению, до сих пор разгадать эту тайну не удалось, поэтому человечеству бессмертие не грозит. А с другой стороны, бессмертие для человечества означает полную гибель человечества, над чем человек постоянно трудится. Как правило, он трудится над тем, что ему никогда не понадобится. Трудно даже представить, что будет, если человек разгадает эти тайны. Даже сейчас и то ощущается недостаток пропитания для человечества, так как много людей голодает. Что будет, если люди будут постоянно рождаться и не умирать? Скорее всего, что человечество ожидает полный апокалипсис!
