Рисунок: Строение пресноводной гидры. Лучевая симетрия гидры
Среда обитания, особенности строения и жизнедеятельности пресноводного полипа гидры
В озерах, речках или прудах с чистой, прозрачной водой на стеблях водных растений встречается маленькое полупрозрачное животное - полип гидра ("полип" означает "многоног"). Это прикрепленное или малоподвижное кишечнополостное животное с многочисленными щупальцами . Тело обыкновенной гидры имеет почти правильную цилиндрическую форму. На одном конце находится рот , окруженный венчиком из 5-12 тонких длинных щупалец, другой конец вытянут в виде стебелька с подошвой на конце. При помощи подошвы гидра прикрепляется к различным подводным предметам. Тело гидры вместе со стебельком обычно длиной до 7 мм, зато щупальца способны вытягиваться на несколько сантиметров.
Лучевая симметрия гидры
Если вдоль тела гидры провести воображаемую ось, то ее щупальца будут расходиться от этой оси во все стороны, как лучи от источника света. Свешиваясь вниз с какого-нибудь водного растения, гидра постоянно покачивается и медленно водит щупальцами, подстерегая добычу. Так как жертва может появиться с любой стороны, лучеобразно расставленные щупальца лучше всего соответствуют такому способу охоты.
Лучевая симметрия характерна, как правило, для животных, ведущих прикпрепленный образ жизни.
Кишечная полость гидры
Тело гидры имеет вид мешочка, стенки которого состоят из двух слоев клеток - наружного (эктодермы) и внутреннего (энтодермы). Внутри тела гидры имеется кишечная полость (отсюда и название типа - кишечнополостные).
Наружный слой клеток гидры - эктодерма
Рисунок: строение наружного слоя клеток - эктодермы гидры
Наружный слой клеток гидры называется - эктодерма
. Под микроскопом в наружном слое гидры - эктодерме - видно несколько разновидностей клеток. Больше всего здесь кожно-мускулъных. Соприкасаясь боковыми сторонами, эти клетки создают покров гидры. В основании каждой такой клетки есть сократимое мускульное волоконце, играющее важную роль при движении животного. Когда волоконца всех кожно-мускульных
клеток сокращаются, тело гидры сжимается. Если сокращаются волоконца только на одной стороне тела, то в эту сторону гидра и нагибается. Благодаря работе мускульных волоконец гидра может медленно передвигаться с места на место, поочередно "ступая" то подошвой, то щупальцами. Такое движение можно сравнить с медленным кувырканием через голову.
В наружном слое расположены и нервные клетки
. Они имеют звездообразную форму, так как снабжены длинными отростками.
Отростки соседних нервных клеток соприкасаются между собой и образуютнервное сплетение
, охватывающее все тело гидры. Часть отростков подходит к кожно-мускульным клеткам.
Раздражимость и рефлексы гидры
Гидра способна ощущать прикосновения, изменение температуры, появление в воде различных растворенных веществ и другие раздражения. От этого ее нервные клетки возбуждаются. Если к гидре прикоснуться тонкой иглой, то возбуждение от раздражения одной из нервных клеток передается по отросткам другим нервным клеткам, а от них - к кожно-мускульным клеткам. Это вызывает сокращение мускульных волоконец, и гидра сжимается в комочек.
Рисунок: раздражимость гидры
На этом примере мы знакомимся со сложным явлением в организме животного - рефлексом . Рефлекс состоит из трех последовательных этапов:восприятия раздражения , передачи возбуждения от этого раздражения по нервным клеткам и ответной реакции организма каким-либо действием. В связи с простотой организации гидры ее рефлексы очень однообразны. В дальнейшем мы ознакомимся с гораздо более сложными рефлексами у более высокоорганизованных животных.
Стрекательные клетки гидры
Рисунок: строкательные или крапивные клетки гидры
Все тело гидры и особенно ее щупальца усажены большим количествомстрекательных , или крапивных клеток. Каждая из этих клеток имеет сложное строение. Кроме цитоплазмы и ядра в ней заключена пузыревидная стрекательная капсула, внутри которой свернута тонкая трубочка -стрекательная нить . Наружу из клетки торчит чувствительный волосок . Как только рачок, малек рыбы или другое маленькое животное коснется чувствительного волоска, стрекательная нить стремительно распрямляется, ее конец выбрасьшается наружу и вонзается в жертву. По каналу, проходящему внутри нити, из стрекательной капсулы в тело добычи попадает яд, вызывающий гибель мелких животных. Как правило, выстреливает сразу много стрекательных клеток. Затем гидра щупальцами подтягивает добычу ко рту и заглатывает. Стрекательные клетки служат гидре также и для защиты. Рыбы и водные насекомые не едят гидр, обжигающих врагов. Яд из капсул по своему действию на организм крупных животных напоминает яд крапивы.
Внутренний слой клеток - энтодерма гидры
Рисунок: строение внутреннего слоя клеток - энтодермы гидры
Внутренний слой клеток - энтодерм
а. Клетки внутреннего слоя - энтодермы - имеют сократимые мускульные волоконца, но основная роль этих клеток - переваривание пищи. Они выделяют в кишечную полость пищеварительный сок, под влиянием которого добыча гидры размягчается и распадается на мелкие частицы. Часть клеток внутреннего слоя снабжена несколькими длинными жгутиками (как у жгутиковых простейших). Жгутики находятся в постоянном движении и подгребают частицы к клеткам. Клетки внутреннего слоя способны выпускать ложноножки (как у амебы) и захватывать ими пищу. Дальнейшее пищеварение происходит внутри клетки, в вакуолях (как у простейших). Непереваренные остатки пищи выбрасьшаются наружу через рот.
Особых органов дыхания у гидры нет, растворенный в воде кислород проникает в гидру через всю поверхность ее тела.
Регенерация гидры
В наружном слое тела гидры имеются также очень маленькие округлые клетки с крупными ядрами. Эти клетки называют промежуточными
. Они играют в жизни гидры очень важную роль. При всяком повреждении тела промежуточные клетки, расположенные вблизи от ран, начинают усиленно расти. Из них образуются кожно-мускульные, нервные и другие клетки, и раненое место быстро зарастает.
Если разрезать гидру поперек, то на одной из ее половинок вырастают щупальца и появляется рот, а на другой возникает стебелек. Получаются две гидры.
Процесс восстановления утраченных или поврежденных частей тела называют регенерацией
. У гидры способность к регенерации развита очень сильно.
Регенерация в той или иной степени характерна также для остальных животных и человека. Так, у дождевых червей возможна регенерация целого организма из их частей, у земноводных (лягушки, тритоны) могут восстанавливаться целые конечности, разные части глаза, хвост и внутренние органы. У человека при порезе восстанавливается кожа.
Размножение гидры
Бесполое размножение гидры почкованием
Рисунок: бесполое размножение гидры почкованием
Гидра размножается бесполым и половым способами. Летом на теле гидры появляется маленький бугорок — выпячивание стенки ее тела. Бугорок этот растет, вытягивается. На его конце появляются щупальца, а между ними прорывается рот. Так развивается молодая гидра, которая первое время остается соединенной с материнской при помощи стебелька. Внешне все это напоминает развитие побега растения из почки (отсюда и название этого явления - почкование ). Когда маленькая гидра подрастет, она отделяется от материнского организма и начинает жить самостоятельно.
Половое размножение гидры
К осени, с наступлением неблагоприятных условий, гидры гибнут, но перед этим в их теле развиваются половые клетки. Различают два вида половых клеток: яйцевые , или женские, и сперматозоиды , или мужские половые клетки. Сперматозоиды похожи на жгутиковых простейших. Они покидают тело гидры и плавают с помощью длинного жгутика.
Рисунок: половое размножение гидры
Яйцевая клетка гидры похожа на амебу, имеет ложноножки. Сперматозоид подплывает к гидре с яйцевой клеткой и проникает внутрь ее, и ядра обеих половых клеток сливаются. Происходит оплодотворение
. После этого ложноножки втягиваются, клетка округляется, на ее поверхности выделяется толстая оболочка — образуется яйцо
. В конце осени гидра погибает, а яйцо остается живым и попадает на дно. Весной оплодотворенное яйцо начинает делиться, образующиеся клетки располагаются в два слоя. Из них развивается маленькая гидра, которая с наступлением теплой погоды выходит наружу через разрыв оболочки яйца.
Таким образом, многоклеточное животное гидра в начале своей жизни состоит из одной клетки — яйца.
Теоретического тура школьного этапа Всероссийской олимпиады по биологии,
Класс
Время выполнения заданий 120 минут
Максимальный балл: 55 баллов
Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа
из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 20
(по 1 баллу за каждое тестовое задание).
1. Систематика – это наука, изучающая:
а) многообразие и распределение организмов по группам
б) особенности обмена веществ организмов
в) внешнее и внутреннее строение организмов
г) поведение живых организмов.
2. Растения в отличие от животных:
а) растут до определенного возраста
б) используют органические вещества, образующиеся в их организме из неорганических
в) способны активно передвигаться
г) питаются готовыми органическими веществами.
3. Все живые клетки:
а) дышат, растут
б) питаются, размножаются
в) дышат, питаются, развиваются, размножаются
г) дышат, питаются, фотосинтезируют, растут, развиваются.
а) лист осины
б) клетки стенок желудка
в) дуб, выросший из желудя
г) березовый лес
5. Цитоплазмы нет в клетках:
а) крапивы
б) подосиновика
в) холерного вибриона
г) вируса, вызывающего бешенство
6. Основные органы цветкового растения:
а) корень, стебель, листья, почки
б) корень, стебель, почки, цветок
в) корень, побег, цветок, плод с семенами
г) корень, стебель, цветок.
7. Клетки корневого чехлика -
а) непрерывно делятся
б) проводят воду и минеральные вещества
в) всасывают воду и минеральные вещества
г) защищают кончик корня от повреждений.
8. Только для бактериальной клетки характерно:
а) клеточная стенка с содержанием муреина
б) клеточная стенка с содержанием целлюлозы
в) плазматическая мембрана без клеточной стенки
г) плазматическая мембрана и слизистая капсула.
9. Цианобактерии синтезируют:
а) органические вещества из неорганических
б) витамины
в) минеральные соединения
г) цианистые соединения.
10. К автотрофным бактериям НЕ относится:
а) железобактерия
б) бактерия ботулизма
в) серобактерия
г) водородная бактерия
11. Сходство мухомора и папоротника проявляется в том, что они:
а) гетеротрофы
б) запасают гликоген
в) имеют неограниченный рост
г) есть мицелий.
12. Одна и та же функция характерна для:
а) спор бактерий и грибов
б) спор бактерий и цист простейших
в) спор бактерий и семян растений
г) нет правильного ответа
13. Глобальная роль грибов и бактерий в том, что:
а) они являются пищей многих животных
б) они являются лекарством многих животных
в) они производят кислород для дыхания животных
г) они являются разрушителями органического вещества
14.Вегетативное тело трутовика образовано:
а) гифами
б) мицелием
в) грибницей
г) все верно.
15. В жизненном цикле сфагнума отсутствует стадия:
а) гаметофит
б) заросток
в) спорофит
г) все верно.
16. Малярию вызывают:
а) амёбы
б) трипаносомы
в) плазмодии
г) инфузории.
17. Откуда у гидры берутся новые стрекательные клетки:
а) стрекательные клетки делятся
б) образуются из промежуточных клеток
в) образуются из покровно-мускульных клеток
г) они не восстанавливаются; когда их запас кончается, гидра погибает.
18. Круглые черви отличаются от плоских червей наличием:
а) нервной системы;ъ
б) выделительной системы
в) кутикулы;ъ
г) анального отверстия.
19. Кишечник отсутствует у:
а) широкого лентеца
б) печёночного сосальщика
в) острицы;
г) аскариды
20. К насекомым с полным превращением относятся:
а) прямокрылые, двукрылые
б) полужесткокрылые, равнокрылые
в) жесткокрылые, чешуекрылые
г) перепончатокрылые, стрекозы.
Задание 2. Тестовые задания с одним вариантом ответа из четырех
Характерная черта кишечнополостных - присутствие в покровах стрекательных клеток ( рис. 93). Они развиваются из промежуточных клеток и содержат особую овальную стрекательную капсулу с плотными стенками. Капсула наполнена жидкостью, а на одном конце капсулы стенка ее впячена внутрь в виде очень тонкого, но полого отростка, который закручивается в капсуле в спирально завитую стрекательную нить. Стрекательные клетки служат гидре орудием нападения и защиты.
На наружной поверхности клетки имеется тонкий чувствительный волосок - книдоциль. Изучение стрекательных клеток с помощью электронного микроскопа показало значительную сложность строения книдоциля ( рис. 93). Он состоит из длинного жгутика, окруженного 18-22 тонкими пальцевидными выростами цитоплазмы - микроворсинками. По строению жгутик книдоциля очень сходен со жгутиками и ресничками простейших, но в отличие от них неподвижен. При прикосновении добычи или врага к жгутику последний отклоняется и задевает одну или несколько микроворсинок, что приводит к возбуждению стрекательной клетки. При этом стрекательная капсула выбрасывает выворачивающуюся из нее наружу упругую нить, которая распрямляется, как стрела. Нить наподобие гарпуна усажена обращенными назад шипиками, а в основании несет более крупные шипы. Уколы нити ядовиты и могут парализовать мелких животных. После выбрасывания нити стрекательная клетка погибает.
У гидры имеется несколько категорий капсул, функции которых различны. Рассмотренные крупные капсулы, служащие для пробивания покровов и поражения добычи, называются пенетрантами ( рис. 93). Значительно более мелкие - вольвенты - имеют короткие спирально закрученные нити, которые обвиваются вокруг различных выступов (щетинок, волосков и т.п.) на теле добычи и таким путем удерживают ее. Наконец, вытянутые стрекательные капсулы - глютинанты - приклеиваются к телу добычи длинными липкими нитями.
В этой статье мы продолжим рассмотрение мира живых организмов царства животные.
Тип — это одни из первых наиболее просто организованных многоклеточных животных (есть еще примитивнее — тип Губки, который сейчас в школьной программе на рассматривается).
Да, из многоклеточных форм жизни, кишечнополостные одни из наиболее примитивных, но, согласитесь, какого огромного прогресса достигла жизнь! Был осуществлен настоящий прорыв — переход от , то есть одноклеточной формы жизни к многоклеточной.
К тому же кишечнополостные — ДВУХслойные. У них есть наружный слой клеток — ЭКТОдерма и внутренний слой клеток — ЭНТОдерма . Между этими слоями клеток находится неклеточная мезоглея (8) — не путать с , которая эволюционно появится только у следующего типа животных — ПЛОСКИЕ ЧЕРВИ.
Причем в обоих слоях клетки неоднородные, дифференцированные, специализированные для выполнения определенных функций.
Как видим из рисунка, в эктодерме насчитывается 5 типов различных клеток
Особый интерес могут представлять промежуточные клетки эктодермы (5), способные образовывать любой тип клеток. Таким образом, термин « » высших животных можно в какой-то степени сопоставлять с «промежуточным клеткам» кишечнополостных.
Наличие внутренней полости (не путать с термином «полость тела»), которую можно называть «кишкой» или «желудком», обеспечивает кишечнополостным двойное пищеварение: и внутри «кишки» за счет ферментов, выделяемых железистыми клетками (7) энтодермы (на схеме более узкие и более темного цвета), и внутриклеточное за счет пищеварительно-мускульных клеток (6) — крупные клетки со жгутиками.
Питание : хищники, активно захватывают жертву щупальцами, используя стрекательные клетки, парализующие добычу. Пищеварение как гастральное («внутриполостное») за счет ферментов, выделяемых железистыми клетками, так и внутриклеточное — пищеварительно-мускульные клетки.
Дыхание и выделение продуктов обмена: всей поверхностью тела.
Раздражимость: примитивная диффузная нервная система. У прикрепленных форм из органов чувств — только осязание, у свободно плавающих — есть в щупальцах органы зрения (глаза — отличают свет от темноты) и органы равновесия — статоцисты .
Регенерация: возможна за счет размножения и дифференцировки промежуточных клеток.
Размножение: р аздельнополые, есть и гермафродиты — яичники и семенники развиваются на одной особи.
Половое размножение — прямое или с метаморфозом (личинка планула ).
Бесполое размножение — почкование образование выроста на материнском организме и стробиляция (множественные поперечные деления полипа).
________________________________________________________________________________
Впервые у кишечнополостных появляется и нервная система, так называемого диффузного или звездчатого типа. Это специализированные клетки, «разбросанные» в нижней части эктодермы и соединенные друг с другом длинными отростками.
Впервые у кишечнополостных появляется настоящий половой процесс . Пишу «настоящий», потому что примитивный половой процесс — коньюгация, есть у бактерий и некоторых простейших (у инфузории, например). У кишечнополостных же в специализированных участках тела часть клеток делится , образуя мужские и женские гаплоидные клетки — гаметы . Так гидра может размножаться как бесполым путем почкованием (аналог вегетативного размножения растений), так и половым путем.
Для медуз же, вообще, характерно развитие с — половой и бесполой жизненными формами.
Итак, вот основные , которые претерпела жизнь при переходе от одноклеточных простейших к первым многоклеточным кишечнополостным животным:
1. Многоклеточная форма жизни.
2. Произошла дифференцировка клеток, специализация их по выполняемым функциям.
3. Тело из двойного слоя клеток — эктодермы и энтодермы.
4. Появление настоящего полового процесса.
5. Появление внутреннего пищеварения.
6. Появление нервной системы диффузного типа.
Так расписал кишечнополостных, что можно подумать всё — жизнь так «потратилась» в своей изощренной изобретательности, создавая их, что и непонятно, какого прогресса можно ждать еще? Но впереди нас ожидают всевозможные «красавцы» черви , еще более прогрессивная форма жизни!
***************************************
У кого есть вопросыпо статье к репетитору биологии по Скайпу, замечания, пожелания — прошу в комментарии.
Гидра - типичный представитель класса Гидрозои. Имеет цилиндрическую форму тела, достигая в длину до 1-2 см. На одном полюсе имеется рот, окруженный щупальцами, численность которых у различных видов бывает от 6 до 12. На противоположном полюсе у гидр расположена подошва, служащая для прикрепления животного к субстрату.
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.
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.
Пищеварительная система
Все гидры хищники. Захватив, парализовав и убив добычу при помощи стрекательных клеток, гидра своими щупальцами подтягивает ее к ротовому отверстию, которое способно очень сильно растягиваться. Далее пища попадает в гастральную полость, выстеленную железистыми и эпителиально-мускульными клетками энтодермы.
Пищеварительный сок вырабатывают железистые клетки. В нем имеются протеолитические ферменты, которые способствуют усвоению белков. Пища в гастральной полости переваривается пищеварительными соками и распадается на мелкие частицы. В клетках энтодермы имеется по 2-5 жгутиков, перемешивающих пищу в гастральной полости.
Псевдоподии эпителиально-мускульных клеток захватывают частицы пищи и в дальнейшем происходит внутриклеточное пищеварение. Непереваренные остатки пищи удаляются через рот. Таким образом, у гидроидных впервые появляется полостное, или внеклеточное, пищеварение, идущее параллельно с более примитивным внутриклеточным пищеварением.
Регенерация органов
В эктодерме у гидры имеются промежуточные клетки, из которых при повреждении тела образуются нервные, эпителиально-мускульные и другие клетки. Это способствует быстрому зарастанию раненого места и регенерации.
Если у гидры отрезать щупальце, то оно восстановится. Более того, если гидру разрезать на несколько частей (даже до 200), каждая из них восстановит целый организм. На примере гидры и других животных ученые изучают явление регенерации. Выявленные закономерности необходимы для разработки методов лечения ран у человека и многих видов позвоночных.
Способы размножения гидр
Все гидрозои размножаются двумя путями - бесполым и половым. Бесполое размножение заключается в следующем. В летний период, примерно на середине, из тела гидры выпячиваются эктодерма и энтодерма. Образуется бугор, или почка. За счет размножения клеток размер почки увеличивается.
Гастральная полость дочерней гидры сообщается с полостью материнской особи. На свободном конце почки образуется новый рот и щупальца. У основания почка перешнуровывается, молодая гидра отделяется от материнской и начинает вести самостоятельное существование.
Половое размножение у гидрозоев в естественных условиях наблюдается осенью. Одни виды гидр раздельнополые, а другие гермафродитные. У пресноводной гидры из промежуточных клеток эктодермы образуются женские и мужские половые железы, или гонады, то есть, эти животные являются гермафродитами. Семенники развиваются ближе к ротовой части гидры, а яичники - ближе к подошве. Если в семенниках образуется много подвижных сперматозоонов, то в яичниках созревает лишь одно яйцо.
Гермафродитные особи
У всех гермафродитных форм гидрозоев сперматозооны созревают раньше, чем яйца. Поэтому оплодотворение происходит перекрестно, а следовательно, самооплодотворение наступить не может. Оплодотворение яиц происходит в материнской особи еще в осеннее время. После оплодотворения гидры, как правило, погибают, а яйца в покоящемся состоянии остаются до весны, когда из них развиваются новые молодые гидры.
Почкование
Морские гидроидные полипы могут быть, как гидры, одиночными, но чаще они живут колониями, появившимися благодаря почкованию большого числа полипов. Колонии полипов часто состоят из огромного числа особей.
У морских гидроидных полипов, кроме бесполых особей, при размножении с помощью почкования образуются половые особи, или медузы.