Тип Кишечнополостные

Учебное пособие: Тип Кишечнополостные. Строение и жизнедеятельность пресноводной гидры

1. Ключевые понятия и общая характеристика

Общая характеристика типа Кишечнополостные

• Численность и местообитание: Тип насчитывает более 9 тысяч видов. Большинство обитает в морях и океанах (медузы, коралловые полипы), некоторые виды — в пресных водоемах (пресноводная гидра).
• Образ жизни:
• Свободно плавающие в толще воды (медузы).
• Прикрепленный образ жизни (коралловые полипы, гидры).
• Симметрия тела: Лучевая (радиальная). Щупальца расположены лучеобразно вокруг рта, что способствует эффективному захвату пищи.
• Строение тела: Представляет собой двуслойный мешок. Тело состоит из двух слоев клеток:

1. Эктодерма — наружный слой.
2. Энтодерма — внутренний слой, выстилающий кишечную полость.

• Между эктодермой и энтодермой находится студенистое вещество — мезоглея.

Внешнее и внутреннее строение пресноводной гидры

Пресноводная гидра — представитель класса Гидроидные. Это маленькое полупрозрачное животное размером от 0,5 до 1 см, обитающее на водных растениях в реках и прудах.

• Внешне анатомические части:
• Рот: Находится на верхнем конце тела, окружен щупальцами. Служит для захвата пищи и удаления непереваренных остатков.
• Щупальца: Улавливают и подтягивают добычу ко рту.
• Столбик (стебелек): Вытянутая часть тела.
• Подошва: Нижний конец тела, которым гидра прикрепляется к подводным предметам и растениям.

Клеточный состав тела гидры

Слой тела · Тип клеток · Особенности строения и выполняемые функции

• Эктодерма (наружный слой)** — Кожно-мускульные (покровные); В основании имеют мускульные волоконца. Позволяют гидре изменять форму тела (сокращаться, удлиняться, изгибаться). Выполняют двигательную и защитную функции.
• Стрекательные — Имеют сложное строение (капсула со стрекательной нитью и чувствительный волосок). Особенно много на щупальцах. При касании волоска нить выстреливает и вонзается в жертву, вводя яд. Служат для охоты и защиты.
• Нервные — Имеют звездчатую форму с длинными отростками. Располагаются под кожно-мускульными клетками. Соединяясь отростками, образуют сетчатую (диффузную) нервную систему. Воспринимают раздражения и передают их по всему телу.
• Промежуточные — Мелкие округлые клетки с крупными ядрами. При повреждениях начинают активно делиться и расти, обеспечивая регенерацию (восстановление утраченных частей).
• Энтодерма (внутренний слой)** — Железистые; Выделяют пищеварительный сок в кишечную полость, разжижая и частично переваривая пищу (полостное пищеварение).
• Пищеварительно-мускульные — Имеют жгутики, создающие ток воды и перемещающие пищевые частицы. Способны образовывать ложноножки, захватывать частицы пищи и переваривать их внутри клеток в пищеварительных вакуолях (внутриклеточное пищеварение).

Жизнедеятельность гидры

• Питание: Гидра — хищник. Питается мелкими водными организмами (рачками, личинками комаров, мальками рыб). Оглушает/убивает жертву ядом стрекательных клеток, захватывает щупальцами и направляет в рот. Пищеварение двойное: полостное (в кишечной полости под действием сока железистых клеток) и внутриклеточное (в вакуолях пищеварительно-мускульных клеток). Непереваренные остатки удаляются через рот.
• Дыхание и выделение: Специализированных органов нет. Дыхание осуществляется всей поверхностью тела кислородом, растворенным в воде. Выделение продуктов обмена и ядовитых веществ происходит через поверхность клеток в кишечную полость, откуда они выводятся наружу.
• Рефлекс: Ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы.
• Регенерация: Высокая способность к восстановлению целого организма даже из 1/200 его части за счет деления промежуточных клеток.

Размножение гидры

1. Бесполое размножение (Почкование):

• Происходит в благоприятных условиях (летом).
• На теле гидры образуется выпячивание — почка.
• Почка растет, на ее вершине формируются щупальца и рот.
• Молодая гидра отделяется от материнского организма и переходит к самостоятельной жизни.

2. Половое размножение:

• Происходит при наступлении неблагоприятных условий (осенью).
• На теле гидры образуются бугорки: в одних развиваются мужские половые клетки (сперматозоиды), в других — женские (яйцеклетки).
• Сперматозоиды подплывают к яйцеклетке, происходит оплодотворение и образуется зигота (оплодотворенная яйцеклетка).
• Из зиготы формируется многоклеточный зародыш с плотной оболочкой.
• Взрослая гидра осенью погибает, а зародыш в защитной оболочке («яйцо») зимует на дне водоема.
• Весной из яйца выходит молодая гидра.

Интересные факты и исторические справки

• Опыты Авраама Трамбле: Более 200 лет назад швейцарский ученый Авраам Трамбле (1710–1784) впервые исследовал регенерацию гидры. Путем операций он получил «семиглавого» полипа, у которого при удалении «голов» вырастали новые. Из-за сходства с мифической Лернейской гидрой животное и получило свое название.
• Зеленая гидра: Приобретает зеленый цвет благодаря симбиозу с микроскопическими водорослями — хлореллами, живущими внутри ее тела и поставляющими ей дополнительное органическое питание.

2. Вопросы для проверки знаний (с короткими ответами)

Вопрос 1: По какому признаку тип Кишечнополостные получил свое название?
Ответ: Из-за наличия у этих животных специальной кишечной полости, в которой происходит переваривание пищи.

Вопрос 2: Из каких слоев клеток состоит тело кишечнополостных и что находится между ними?
Ответ: Тело состоит из наружного слоя — эктодермы и внутреннего — энтодермы. Между ними располагается студенистое вещество — мезоглея.

Вопрос 3: Какая симметрия тела характерна для кишечнополостных и каково ее биологическое значение?
Ответ: Лучевая (радиальная) симметрия. Она способствует эффективному захвату пищи и защите со всех сторон при прикрепленном или малоподвижном образе жизни.

Вопрос 4: Какие клетки эктодермы отвечают за изменение формы тела гидры?
Ответ: Кожно-мускульные (покровные) клетки, содержащие в своем основании мускульные волоконца.

Вопрос 5: Как устроена и функционирует стрекательная клетка?
Ответ: Она состоит из стрекательной капсулы со свернутой нитью и чувствительного волоска на поверхности. При касании волоска нить выстреливает в жертву, и по ней вводится парализующий или смертельный яд.

Вопрос 6: Какое строение имеет нервная система гидры?
Ответ: Сетчатое (диффузное). Она состоит из звездчатых нервных клеток с длинными отростками, соединенными между собой под кожно-мускульными клетками.

Вопрос 7: Благодаря каким клеткам происходит регенерация гидры?
Ответ: Благодаря промежуточным клеткам эктодермы, которые способны интенсивно делиться и превращаться в клетки других типов.

Вопрос 8: В чем заключаются функции железистых и пищеварительно-мускульных клеток энтодермы?
Ответ: Железистые клетки выделяют сок для полостного пищеварения. Пищеварительно-мускульные клетки перемещают пищу жгутиками и захватывают ее ложноножками для внутриклеточного переваривания в вакуолях.

Вопрос 9: Каким образом непереваренные остатки пищи выводятся из тела гидры?
Ответ: Через ротовое отверстие.

Вопрос 10: В каких условиях гидра размножается почкованием, а в каких — половым путем?
Ответ: Почкованием гидра размножается в благоприятных условиях (летом), а половым путем — при наступлении неблагоприятных условий (осенью).

Вопрос 11: Что происходит с взрослой гидрой и оплодотворенной яйцеклеткой с наступлением осени?
Ответ: Взрослая гидра осенью погибает, а оплодотворенная яйцеклетка (зародыш в плотной оболочке) зимует на дне водоема.

Вопрос 12: Кто из ученых впервые открыл способность гидры к регенерации?
Ответ: Швейцарский ученый Авраам Трамбле в XVIII веке (1710–1784).

3. Вопросы и темы для глубокого анализа (эссе)

1. Биологическое значение смены способов размножения у гидры:
   Проанализируйте, почему в благоприятных условиях гидра размножается бесполым путем (почкованием), а при наступлении неблагоприятных условий переходит к половому размножению. Объясните значение образования защитной оболочки вокруг зиготы для переживания зимнего периода.
2. Регенерация как адаптивный механизм и предмет научного изучения:
   Опишите механизм регенерации у гидры за счет промежуточных клеток. Опираясь на исторические опыты Авраама Трамбле и данные о способности гидры восстанавливаться из 1/200 части тела, порассуждайте, почему изучении процессов регенерации гидры важно для современной медицины и лечения ран.
3. Специализация клеток и усложнение организации многоклеточного организма:
   Сравните функции и строение клеток эктодермы и энтодермы. Подумайте, можно ли считать гидру высокоорганизованным животным, учитывая отсутствие у нее специализированных органов дыхания, выделения и наличия всего одного отверстия для приема пищи и удаления отходов.

4. Глоссарий терминов

• Гидроидные — класс беспозвоночных животных типа Кишечнополостные, типичным представителем которого является пресноводная гидра.
• Диффузная (сетчатая) нервная система — тип нервной системы, состоящий из отдельных звездчатых нервных клеток, соединенных отростками в единую сеть по всему телу.
• Железистые клетки — специализированные клетки энтодермы, выделяющие пищеварительные ферменты в кишечную полость.
• Зигота — оплодотворенная яйцеклетка, образующаяся в результате слияния мужской и женской половых клеток.
• Кишечная полость — внутреннее пространство тела кишечнополостных, в котором происходит полостное пищеварение.
• Кожно-мускульные клетки — покровные клетки эктодермы, содержащие сократительные волоконца и обеспечивающие движение и защиту тела.
• Лучевая (радиальная) симметрия — форма симметрии, при которой тело животного совпадает само с собой при вращении вокруг центральной оси; характерна для прикрепленных или малоподвижных организмов.
• Мезоглея — студенистый неклеточный слой, расположенный между эктодермой и энтодермой.
• Пищеварительно-мускульные клетки — клетки энтодермы, имеющие жгутики и ложноножки, обеспечивающие захват и внутриклеточное переваривание пищи в вакуолях.
• Почкование — способ бесполого размножения, при котором новая особь образуется из выпячивания (почки) на теле материнского организма.
• Промежуточные клетки — неспециализированные клетки эктодермы с крупными ядрами, способные делиться и превращаться в другие типы клеток, обеспечивая регенерацию.
• Регенерация — способность организма восстанавливать утраченные или поврежденные части тела.
• Рефлекс — стереотипная ответная реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при участии нервной системы.
• Стрекательные клетки — защитные и ловчие клетки эктодермы, содержащие капсулу со стрекательной нитью и ядовитой жидкостью.
• Эктодерма — наружный клеточный слой тела двухслойных животных.
• Энтодерма — внутренний клеточный слой тела двухслойных животных, выстилающий кишечную полость.