Пресноводная гидра: строение, размножение, питание. Борьба с гидрой в аквариуме.

• 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».

Трахимедузы (Trachymedusae)

Медузы с пулевидным колоколом с прямым краем и кольцом уплотнённой ткани внизу. С половыми железами на радиальных каналах, статоцистами и множеством тонких щупалец. Стадия полипа в их жизненном цикле отсутствует и планула сразу становится медузой. Вид Halitrephes maasi обитает на внушительной глубине (до 1500 м), имеет 70 тонких щупалец, прозрачное тело с прямым краем зонтика.

Halitrephes maasi. Автор: NOAA, общественное достояние

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.

Общая характеристика гидроидных

Гидроидные полипы очень мелкие, как правило, они не превышают 1 мм в высоту. У одиночных представителей, таких, как Hydra, есть рот, манубриум (ротовой диск), щупальца, собственно тело и педальный диск (подошва). Большинство полипов класса образует колонии. Их видоизменённые тела в составе колонии напоминают цветок на стебле. Их «стебелёк» называют ножкой, а «цветок» — гидрантом. Последний имеет хорошо развитый манубриум, похожий на палец или простое вздутие. У многих видов манубриум и отдел кишечной полости под ним выполняют роль желудка.

Строение гидроидного полипа

У колониальных полипов щупальца не имеют полостей, у гидры они полые. На гидранте или на других участках колонии закладываются гидромедузы. Даже взрослые гидроидные медузы тоже очень мелкие — от 1 мм до 2-3 см, хотя есть более крупные виды (до 20 см). Тела медуз похожи на перевёрнутый тюльпан или неглубокое блюдце. По внутреннему краю их колокола расположена складка мезоглеи и эпидермиса — веллум (парус), которая увеличивает мощность реактивной струи воды, выбрасываемой медузой при плавании. В веллуме есть кольцевая поперечнополосатая мышца. Присутствует ещё и кольцевая корональная мышца, связанная с субумбреллой (внутренняя вогнутая сторона зонтика).

В центре колокола расположен свисающий вниз манубриум в виде хоботка. Он может быть коротким или длинным, трубчатым или четырёхгранным. В его центре лежит рот, ведущий в манубриальный канал. Аборальный (противоположный ротовому) конец канала образует расширение, функционирующее как желудок. От желудка к краю колокола отходит 4 неветвящихся радиальных канала. У некоторых видов каналов может быть несколько больше или очень много.

Строение гидроидной медузы

Щупалец у гидромедуз может быть 4 — по числу каналов или больше, у некоторых видов они отсутствуют. По краю колокола гидромедуз расположены либо глазки, либо статоцисты, ни у кого из них нет того и другого одновременно. Как правило, гонады медуз А-форм расположены на манубриуме, а гонады медуз L-форм — на нижней стороне радиальных каналов. Независимо от расположения, половые клетки вымётываются наружу.

Среди колоний есть ветвящиеся, столониальные и с ценосарком. У жгучих кораллов (Millepora spp.) — колония столониальная, у Hydractinia — с ценосарком, сифонофоры собраны в ветвящиеся колонии.

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.

Клеточный состав тела

В состав входит шесть видов клеток, выполняющих отдельные функции:

• Эпителиально-мускульные
  . Обеспечивают способность двигаться.
• Железистые
  . Вырабатывают ферменты, необходимые для пищеварения.
• Интерстициальные
  . Промежуточный тип. Они могут становиться клетками других видов при необходимости.
• Нервные
  . Отвечают за рефлексы. Они есть по всему телу, соединяясь в сеть.
• Стрекательные
  . Содержат парализующее вещество. Существуют для защиты и питания.
• Половые
  . Почти все гидры раздельнополые, но есть и гермафродитные особи. И яйцеклетки, и сперматозодиы образуются из i-клеток.

Рис. 3. Половое размножение гидры

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.

Наркомедузы (Narcomedusae)

Отряд стрекающих, у которых в жизненном цикле отсутствует стадия полипа. Узнать их можно по наличию первичных щупалец на наружной стороне зонтика. У них линзовидное тело с рассечённым краем зонтика. У некоторых особей есть миниатюрные вторичные щупальца. На лопастях зонтика расположены округлые органы чувств со статоцистами.

Гидроидные: Bathykorus bouilloni. Автор: Кевин Раскофф, общественное достояние

Другой их отличительный признак — видоизменение пищеварительной системы. Широкий и короткий ротовой хоботок (манубриум) распростёрт по внутренней поверхности зонтика, в его отверстии расположен желудок. Края желудка у многих видов создают выросты в виде карманов — желудочные карманы. Радиальные каналы у них отсутствуют. Половые органы расположены в желудке или его карманах.

Планула наркомедуз оральной стороной обращена вбок, где и образуются щупальца. Личинка сразу превращается в медузу, минуя стадию полипа. Некоторые представители родов Cunina (Cuninidae) и Pegantha (Solmarisidae) на определённых стадиях жизненного цикла ведут паразитический образ жизни. Их личинки оседают на гидро- и сцифомедуз, многощетинковых червей, веслоногих раков или рыб. У них вырастает хоботок и пара щупалец. Хоботок они погружают в пищеварительную систему хозяина, а от задней части отпочковываются паразитические личинки второго поколения или медузы, которые переходят к паразитированию в полость желудка хозяина.

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.

Лимномедузы (Limnomedusae)

Гидроидные лимномедузы — отряд медуз, также в большинстве случаев не имеющих стадии полипа. Одиночные, редко колониальные. Среди них есть те, что способны вызывать у человека болезненные ожоги (Gonionemus vertens) и обитатели пресных вод (роды Limnocnida и Craspedacusta). Внешне они похожи на трахемедуз, но лишены уплотнения ткани по краю зонтика.

К лимномелузам относится ядовитая медуза-крестовик, или гонионема (Gonionemus vertens), обитающая в прибрежной зоне Тихого океана, но встречающаяся и в Северном полушарии Атлантики. Цикл её развития включает мелкого (0,5 мм) полипа, в которого превращается планула. От полипов отпочковываются фрустулы — личинки, похожие на планулу, но лишённые ресничек. Они становятся либо полипами, либо медузами.

Гидроидные: медуза-крестовичок

У крестовичка прозрачный колокол диаметром 25-40 мм, сквозь него просвечивают окрашенные гонады в виде креста, расположенные в четырёх радиальных каналах пищеварительной системы. По краю зонтика можно заметить 60 тонких изгибающихся щупалец с утолщениями — батареями стрекательных клеток. Ожог стрекательных клеток крестовика болезнен для человека, но несмертелен.

Что означает термин лучевая симметрия

Понятие лучевая симметрия означает особое расположение частей тела у некоторых представителей животного мира. Если предположить, что вдоль всего тела проложена воображаемая ось, то щупальца у гидры станут расходиться наподобие лучей солнца в разные стороны от оси. Для охоты на маленьких рачков, хищник прилепляется к водорослям или камешкам под водой. Он раскачивается на предмете, а лучеобразные щупальца в ожидании жертвы двигаются в разные направления.

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.