Тип Кишечнополостные. Класс Гидроидные

Самым типичным представителем класса является гидра (рис. 7).

Первым человеком, который увидел гидру, был изобретатель микроскопа и крупнейший натуралист XVII – XVIII вв. А. Левенгук (1632 – 1723).

Разглядывая водные растения, он увидел среди мелких организмов странное существо с многочисленными «рогами». Он наблюдал также рост почек на его теле, образование у них щупалец и отделение молодого животного от материнского организма.

Гидра это пресно­водный одиночный полип с продолговатым мешковидным телом длиной около 1 см. Тело состоит из двух слоев клеток: наружно­го - эктодермы, и внутреннего – энтодермы, выстилающей кишечную полость. Два слоя клеток разделены тонкой опорной пластинкой – мезоглеей. На верхнем конце тела гидры распола­гается рот, окруженный венчиком из 6-12 щупалец. С их помо­щью гидра захватывает добычу и направляет ее в рот. На нижнем конце тела находится подошва, с помощью которой гидра при­крепляется к подводным предметам.

В состав эктодермы входят клетки разных видов: эпителиально-мускульные, стрекательные, промежуточные, нервные (рис. 8).

Эпителиально-мускульные клетки составляют основу эктодермы. Сократительные волоконца в отростках их клеток обес­печивают движение щупалец и всего тела, которое может вытя­гиваться, сокращаться, шагать подобно гусеницам бабочек-пя­дениц.

Рис. 7. Схематический продоль­ный разрез гидры: 1 - щупальце; 2 – рот; 3 – эктодерма; 4 – эн­тодерма; 5 - мезоглея; 6 – ки­шечная полость; 7 – почка; 8 – мужская половая железа; 9 – женская половая железа.

Среди эпителиально-мускульных клеток расположены по одиночке или группами стрекательные клетки. Особенно много их на щупальцах. В полой капсуле клетки находится спирально свернутая стрекательная нить. На наружной поверхности клетки рас­положен чувствительный волосок, раздражение которого (меха­ническое или химическое) вызывает выстреливание стрекательной нити. Стрекательные клетки используются только один раз, после чего погибают.

Взамен израсходованных стрекательных, а также других видов клеток в эктодерме развиваются новые – из многочисленных мелких быстро размножающихся недифференцированных промежуточных клеток. Благодаря их наличию у гидры хорошо выражена способность к регенерации утраченных или поврежденных клеток и частей тела.

Рис. 8. Клетки тела гидры: а – эпителиально-мускульная клетка эктодермы; б – нервные клетки, соединённые между собой отростками; в - две стрекательные клетки (1 – в состоянии покоя; 2 – разрядившаяся).

Нервные клетки расположены равномерно в глубине эктодермы; их отростки образуют сетевидное сплетение - диффуз­ную нервную систему. Раздражение от одной клетки передается другим нервным клеткам, а от них – кожно-мускульным клет­кам. Ответ на внешнее раздражение у гидры представляет собой простой безусловный рефлекс.

Таким образом, клетки эктодермы выполняют защитную, двигательную и чувствительную функции.

Энтодерма образована клетками двух видов: железистыми и пищеварительными. Железистые клетки выделяют пищеварительные ферменты в кишечную полость. Пищеварительные клетки сход­ны по строению с эпителиально-мускульными клетками эктодер­мы, но в отличие от них снабжены одним-двумя жгутиками и способны образовывать ложноножки.

Следовательно, клетки энтодермы специализируются на выполнении пищеварительной функции.

Гидра – хищное животное. Стрекательными нитями своих щупалец она поражает мелких водных животных, парализуя и заглатывая их. В кишечной полости пища полупереваривается до кашицеобразного состояния ферментами, выделяемыми железисты­ми клетками энтодермы. Затем мелкие пищевые частицы захватываются вращательными движениями жгутиков пищеварительных клеток и фагоцитируются их ложноножками. Неперева­ренные остатки пищи удаляются через ротовое отверстие.

Таким образом, у гидры, как и у всех кишечнополостных, пищеварение смешанное.

Размножение гидры происходит в теплое время года бесполым способом – почкованием. На теле гидры образуется снача­ла небольшой бугорок – почка, представляющая собой выпячи­вание наружу двух слоев тела. Почка увеличивается в размерах, на ней образуются щупальца и ротовое отверстие. Вскоре молодая гидра отделяется от материнской особи.

При обильном питании весь тёплый период года гидры размножаются почкованием. С наступлением осенних холодов гидра приступает к полово­му размножению. Гидры разных видов могут быть раздельнопо­лыми и гермафродитами. Некоторые промежуточные клетки эк­тодермы дифференцируются в мужские и женские половые клетки, которые скапливаются в нижней или средней части тела и называются половыми железами или гонадами . В развивающихся гонадах скапливается большое количество промежуточных, недифференцированных клеток, из которых образуются как будущие половые клетки, так и «питательные» клетки, за счёт которых увеличивается будущее яйцо. На первых стадиях развития яйца эти клетки превращаются в подвижных амебоидов. Вскоре одна из них начинает поглощать другие и значительно увеличивается в размерах, достигая 1,5 мм в поперечнике. Этот крупный амебоид, подбирая псевдоподии, округляется и становится яйцом. После того, как оно претерпевает мейоз, стенка гонады лопается и яйцо выходит наружу, оставаясь, однако, связанным с телом гидры тонкой плазматической ножкой. В каждой женской гонаде образуется по одному яйцу.

К этому времени в семенниках других гидр развиваются сперматозоиды, которые покидают гонаду и плавают в воде. Один из них проникает в яйцо, после чего сразу же начинается дробление . Развивающийся зародыш одевается двумя оболочками, внешняя из которых имеет плотные хитиновые стенки и часто покрыта шипиками.

Под защитой двойной оболочки - эмбриотеки – зародыш перезимовывает, тогда как взрослые гидры с наступлением холодов погибают. К весне внутри эмбриотеки уже имеется сформированная маленькая гидра, которая выходит наружу через разрыв её стенки.

Рис. 9. Схема продольного разреза гидроидной медузы: Слева – разрез в плоскости радиального канала: 1 – ротовое отверстие; 2 – желудок; 3 – ротовые щупальца; 4 – радиальный канал; 5 – парус; 6 – краевое щупальце; 7 – двигательное нервное кольцо; 8 – глазок; 9 – чувствительное нервное кольцо; 10 – половая железа; справа – разрез между радиальными каналами: 11 – эктодерма, 12 – энтодерма; 13 – мезоглея; 14 – кольцевой канал.

Гораздо сложнее устроены гидроидные медузы (рис. 9). Внешне гидромедуза имеет вид прозрачного диска, зонтика или колокола. От внутреннего центра зонтика свешивается ротовой хоботок со ртом на конце. Края рта могут быть гладкими или снабженными четырьмя более или менее бахромчатыми ротовыми лопастями. Рот ведёт в желудок, занимающий всю полость ротового хоботка, от желудка к периферии зонтика отходят четыре радиальных канала. На краю зонтика они впадают в кольцевой канал. Совокупность желудка и каналов носит название гастроваскулярной системы. По краю зонтика гидромедуз располагаются щупальца и органы чувств. Щупальца служат для осязания и ловли добычи, они густо усажены стрекательными клетками.

Некоторые гидромедузы обладают светочувствительными органами - глазками , которые всегда расположены на основании щупалец и хорошо заметны благодаря тёмной окраске. Глазок состоит из двух родов клеток – светочувствительных и пигментных. Глазки имеют вид пятен или ямок. В наиболее сложно устроенных глазках полость ямки заполнена прозрачным веществом, выполняющим роль хрусталика.

Движение медузы осуществляется благодаря сокращению мускульных волокон на краю зонтика. Выталкивая воду из полости зонтика, медуза получает реактивный толчок и движется верхней стороной зонтика вперёд. Усиление реактивной способности достигается благодаря наличию на внутренней стороне зонтика кольцевидного выроста, называемого парусом, который сужает выход из полости зонтика.

Медузы раздельнополы, их половые железы располагаются либо в эктодерме ротового хоботка, либо эктодерме зонтика под радиальными каналами. Здесь они ближе всего к питательным веществам, необходимым для развития половых продуктов. Строение клеток эктодермы и энтодермы медуз такое же, как и у полипов, зато мезоглея развита несомненно сильнее. Она богата водой и имеет студенистый характер, благодаря чему гидромедузы очень прозрачны, многих, даже довольно крупных, медуз трудно увидеть в воде. Особенно сильно развита мезоглея в зонтике.

Гидроид медуза состоит в классе гидроидных и кишечнополостных. Средою обитания является вода. Они относятся к близким родственникам полипов, но устроены немного сложнее. Такой вид медузы отличается от остальных тем, что может жить вечно, поскольку гидроид может регенерироваться со взрослого организма к детскому.

Медуза не имеет рта, зато у них имеется ротовой хоботок. Механизм возрождения она может запускать всегда. О перерождении медузы сообщил Фернандо Боэро, во время исследования гидроидов он проводил эксперименты над ними. Некоторые из них он поместил в аквариум, но, к сожалению, опыт был сорван, в результате чего вода высохла и Фернандо обнаружил, что медузы не умерли, а лишь отбросили свои щупальца, преобразовавшись в личинки.

Ресурсы питания и процесс приема пищи

Планктон, Артемия

Главным ресурсом в пище медузы гидроид является планктон. Для них основой питания является Артемия, таких медуз относят к хищникам . Орудием для добычи пищи являются щупальца, которые расположены на краю зонтичного тела. Система пищеварения этих медуз называется гастроваскулярной. Лов добычи медуз происходит от пассивного движения своими щупальцами в воде, в которые попадает планктон, после чего он переходит в активное плавание. У таких медуз нервная система состоит из клеточных сетей, образующих 2 кольца одно из них наружное, которое отвечает за чувствительность, а внутреннее несет ответственность за движение.

Одни из гидроидных медуз имеют светочувствительные глазки , которые располагаются в центре щупальца. Гидра по своей сущности хищница для питания она выбирает себе инфузорий, планктонных рачков, а также мальков. Они, поджидают добычу зацепившись, за водное растение и при этом широко раскрывают свои щупальца. Когда хотя бы одно щупальце достанет добычу тогда все остальные щупальца полностью окутывают жертву. И она быстро поглощает свою добычу целиком, когда гидра насытилась, ее щупальца сокращаются.

Размножение

Размножение медузы гидроид чаще бывает внешнее, чем внутреннее. Зрелые половые клетки перемещаются наружу, после чего образуется бластула и часть клеток оказывается внутри, образуя энтодерму. Через некоторое время, несколько клеток дегенерирует для образования полости. После этого яйцеклетка превращается в личинки - планулу, и далее в гидрополип, который отпочковывает других полипов, а также маленьких медуз. После чего маленькие со временем вырастают и переходят к самостоятельному развитию.

Гидра является одним из самых удобных объектов для того, чтобы проводить эксперименты, с помощью которых ученые изучают регенерацию у животных . Гидра при разрезе ее пополам через некоторое время сама восстанавливает недостающие части. Также на данном виде легко делать операции без анестезии и не нужно использовать специальные инструменты. Гидра имеет свойство восстановления не только из половинки, но даже из самых маленьких кусочков происходит возрождение множества полипов.

Места обитания гидры

Гидроидные медузы встречаются не всегда, а при больших скоплениях, переносящихся с помощью течения. В класс бентосных входят стадии полиповых, которые проводят оседлую жизнь, исключением из них является класс планктонных гидроидных полипов . Гидроидные виды способны также группироваться с помощью ветра в огромные группы, но вот гидроидные полипы при скоплении кажутся одним целым. Если медуза и полип будут голодными, их движение будет направлено только на добычу еды, но по насыщению организма щупальца их начнут сокращаться и подтягиваться к телу.

Зоны обитания

Медузы двигаются в зависимости от присутствия или отсутствия голода. В целом все виды занимают определено свою территорию обитания, это может быть как озеро, так и океан. Они не захватывают намеренно новые для себя территори. Одни предпочитают обитать в тепле , а другие, наоборот, в холоде. Также могут находиться как внизу на глубине, так и на поверхности воды. Медузы гидроиды могут находиться в литоральной зоне, и у них не присутствует боязнь прибоя. Большинство таких медуз имеют полипчик, который защищен от удара скелетной чашечкой (тека). Тека по своей структуре толще, нежели, у других видов, которые обитают глубже, где ощутимость волны намного меньше.

На большей глубине обитает особый вид гидроидов, который непохож на литоральных. На такой глубине водятся колонии , имеющие вид, такой как:

• деревцо,
• елочка,
• перо,
• а также существуют виды колоний, которые выглядят как ерш.

Такие виды вырастают от 15 до 20 см и покрывают все дно моря густым лесом. Одни из видов, к примеру, как морской «паук», живут в этих лесах и едят гидрополипов.

Гидра очень редко может обитать в менее соленых водах, в таких как Финском заливе для таких видов солёность обитаемого пространства не должна превышать 0,5%. Гидроид медуза обитает зачастую недалеко от берега и в более светлых местах. Такой вид медуз не имеет склонности к подвижному образу, они чаще всего прикрепляются к ветке растения или камню . Одно из самых любимых состояний гидроид медузы - находиться вниз головой и спустив некоторые щупальца.

Опасные виды медуз для человека

Но не все могут быть безопасны для жизни человека. Один из красивейших видов под названием «португальский кораблик» может нанести вред человеку. Колокол, который присутствует в нем и имеет красивый вид, привлекая внимание, может нанести вред.

Физалия, которая встречается в Австралии, а также на побережьях Индийского, Тихого океанов и даже на Средиземноморье, является одним из огромных видов гидроидных. Пузырь Физалии может достигать длины от 15 до 20 см. Вот только щупальца Физалии могут быть намного страшнее, так как их длина в глубину может уходить на тридцать метров. Физалия может оставлять на теле жертвы ожоги. Встреча с португальским корабликом особенно вредна людям с ослабленной иммунной системой и людям склонным к аллергии.

Но большинство гидроидных медуз не принесут вред человеку, в отличие от сцифоидов. Есть так называемая белая водоросль из рода полипов, которая раньше применялась в качестве декоративной бижутерии. Одни из видов гидроидных выступают как лабораторные животные - это полипы из класса Hydra, которые применяются даже в школе разных стран мира.

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».

Типы клеток гидры

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.

ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ

К типу кишечнополостных относятся низшие многоклеточные животные, тело которых состоит из двух слоев клеток и имеет лучевую симметрию. Обитают в морских и пресных водоемах. Среди них есть свободноплавающие (медузы), сидячие (полипы), прикрепленные формы (гидра).

Тело кишечнополостных образовано двумя слоями клеток - эктодермой и энтодермой, между которыми находится мезоглея (неклеточный слой). Животные этого типа имеют вид открытого на одном конце мешка. Отверстие служит ртом, который окружен венчиком щупалец. Рот ведет в слепозамкнутую пищеварительную полость (гастральную полость). Переваривание пищи происходит как внутри этой полости, так и отдельными клетками энтодермы - внутриклеточно. Непереваренные остатки пищи выделяются через ротовое отверстие. У кишечнополостных впервые возникает нервная система диффузного типа. Она представлена беспорядочно разбросанными в эктодерме нервными клетками, которые соприкасаются своими отростками. У плавающих медуз происходит концентрация нервных клеток и образуется нервное кольцо. Размножение кишечнополостных осуществляется как бесполым, так и половым способом. Многие кишечнополостные раздельнополые, но встречаются и гермафродиты. Развитие одних кишечнополостных прямое, а у других - с личиночной стадией.

В типе различают три класса:

1. Гидроидные

2. Медузы

3. Коралловые полипы

Класс гидроидные

Его представитель - пресноводная гидра . Тело гидры в длину до 7 мм, щупальцы - до нескольких см.

Основную массу среди большого числа различных типов клеток гидры составляют покровно-мышечные клетки, образуя покровную ткань. Мышечная ткань как таковая отсутствует, ее роль также выполняют кожно-мускульные клетки.

В эктодерме находятся стрекательные клетки, которые преимущественно располагаются на щупальцах. С их помощью гидра защищается, а также задерживает и парализует добычу.

Нервная система - примитивная, диффузная. Нервные клетки (нейроны) равномерно расположены в мезоглее. Нейроны связаны тяжами, но не образуют скоплений. Чувствительные и нервные клетки обеспечивают восприятие раздражения и передачу его к другим клеткам.

Дыхательной системы нет, гидры дышат через поверхность тела. Кровеносной системы нет.

Железистые клетки, выделяющие клейкие в-ва, концентрируются преимущественно в эктодерме подошвы и щупальц. Также синтезируют ферменты, способствующие перевариванию пищи.

Пищеварение у гидры происходит в гастральной полости двумя способами - внутриполостным, с помощью ферментов и внутриклеточным. Клетки энтодермы способны к фагоцитозу (захвату частиц пищи из гастральной полсти). Часть кожно-мускульных клеток энтодермы снабжена жгутиками, находящимися в постоянном движении, которые подгребают частицы к клеткам. Они организуют ложноножки, тем самым захватывая пищу. Непереваренные остатки пищи удаляются из тела через ротовое отверстие.

Между всеми этими клетками находятся маленькие недифференцированные промежуточные клетки, которые могут превращаться при необходимости в любые другие типы клеток, регенерация (процесс восстановления утраченных или поврежденных частей тела) идет за счет этих клеток.

Размножение:

· Бесполое (вегетативное). Летом, при благоприятных условиях происходит почкование.

· Половое. Осенью, с наступление неблагоприятных условий. Половые железы формируются в виде бугорков в эктодерме. У гермафродитных форм они образуются в разных местах. Семенники развиваются ближе к ротовому полюсу, а яичники ближе к подошве. Оплодотворение перекрестное. Оплодотворенная яйцеклетка (зигота) одевается плотными оболочками и падает на дно, где и зимует. На следующую весну из нее выходит молодая гидра.

Класс сцифоидные

Класс сцифоидные медузы встречается во всех морях. Есть виды медуз, приспособившиеся жить в крупных реках, впадающих в море. Тело сцифомедуз имеет вид округлого зонтика или колокола, на нижней вогнутой стороне которого помещается ротовой стебелек. Рот ведет в производное дермы - глотку, которая открывается в желудок. От желудка расходятся к концам тела радиальные каналы, формирующие гастральную систему.

В связи со свободным образом жизни медуз сложнее становится строение их нервной системы и органов чувств: появляются скопления нервных клеток в виде узелков - ганглиев, органы равновесия - статоцисты, светочувствительные глазки.

У сцифомедуз имеются стрекательные клетки, расположенные на щупальцах вокруг рта. Их ожоги очень чувствительны даже для человека.

Размножение:

Медузы раздельнополые, мужские и женские половые клетки формируются в энтодерме. Слияние половых клеток у одних форм происходит в желудке, у других в воде. Медузы совмещают в особенностях развития и свои и гидроидные признаки.

Среди медуз встречаются гиганты - физария или португальский кораблик (от 3-ех и более м в диаметре, щупальцы до 30 м).

Значение:

· Употребляют в пищу

· Некоторые медузы смертельно опасны и ядовиты для человека. Так, например, при укусе корнерота могут возникнуть значительные ожоги. При укусе крестовичка нарушается деятельность всех систем организма человека. Первая встреча с крестовичком не опасна, вторая чревата последствиями из-за развития анофилоксии. Укус тропической медузы ведет к смертельному исходу.

Класс коралловые полипы

Все представители этого класса - обитатели морей и океанов. Обитают в основном в теплых водах. Встречаются как одиночные кораллы, так и колониальные формы. Их мешковидное тело с помощью подошвы прикрепляется к подводным предметам (у одиночных форм) или прямо к колонии. Характерная особенность кораллов - наличие скелета, который может быть или известковым, или состоять из рогоподобного в-ва и располагается либо внутри тела, либо снаружи (у актинии скелет отсутствует).

Все коралловые полипы делятся на две группы: восьмилучевые и шестилучевые. У первых всегда восемь щупалец (морские перья, красный и белый кораллы). У шестилучевых число щупалец всегда кратно шести (актинии, мадрепоровые кораллы и др.).

Размножение:

Коралловые полипы - раздельнополые животные, оплодотворение происходит в воде. Из зиготы развивается личинка - планула. Планула прикрепляется к различным подводным предметам, превращается в полип, который уже имеет рот и венчик щупалец. У колониальных форм в дальнейшем происходит почкование, причем почки не отделяются от материнского организма. Колонии полипов участвуют в образовании рифов, атоллов, коралловых островов.