Hydra (rod) – Dýchanie a vylučovanie. Ako funguje nervový systém hydry? Stimulácia nervových buniek hydra
Z tohto článku sa dozviete všetko o štruktúre sladkovodnej hydry, jej životnom štýle, výžive a rozmnožovaní.
Vonkajšia štruktúra hydry
Polyp (čo znamená "viacnožka") hydra je malý priesvitný tvor, ktorý žije v čistých, priehľadných vodách pomaly tečúcich riek, jazier a rybníkov. Toto koelenterátne zviera vedie sedavý alebo sedavý životný štýl. Vonkajšia štruktúra sladkovodnej hydry je veľmi jednoduchá. Telo má takmer pravidelný valcovitý tvar. Na jednom z jeho koncov sú ústa, ktoré sú obklopené korunou mnohých dlhých tenkých chápadiel (od piatich do dvanástich). Na druhom konci tela je podošva, pomocou ktorej sa zviera dokáže prichytiť k rôznym predmetom pod vodou. Dĺžka tela sladkovodnej hydry je až 7 mm, ale chápadlá sa môžu značne natiahnuť a dosiahnuť dĺžku niekoľkých centimetrov.
Radiačná symetria
Pozrime sa bližšie na vonkajšiu štruktúru hydry. Tabuľka vám pomôže zapamätať si ich účel.
Telo hydry, podobne ako mnoho iných zvierat, ktoré vedú pripútaný životný štýl, sa vyznačuje tým, čo je to? Ak si predstavíte hydru a nakreslíte imaginárnu os pozdĺž jej tela, potom sa chápadlá zvieraťa budú odchyľovať od osi vo všetkých smeroch, ako lúče slnka.
Štruktúra tela hydry je daná jej životným štýlom. Prichytí sa podošvou k podvodnému predmetu, zvesí sa a začne sa hojdať, pričom pomocou chápadiel skúma okolitý priestor. Zviera loví. Keďže hydra číha na korisť, ktorá sa môže objaviť z akéhokoľvek smeru, symetrické radiálne usporiadanie chápadiel je optimálne.
Črevná dutina
Pozrime sa na vnútornú štruktúru hydry podrobnejšie. Telo hydry vyzerá ako podlhovastý vak. Jeho steny pozostávajú z dvoch vrstiev buniek, medzi ktorými sa nachádza medzibunková látka (mezoglea). Vo vnútri tela je teda črevná (žalúdočná) dutina. Potrava sa do nej dostáva cez ústny otvor. Zaujímavosťou je, že hydra, ktorá momentálne nežerie, nemá prakticky žiadne ústa. Bunky ektodermy sa uzatvárajú a rastú spolu rovnakým spôsobom ako na zvyšku povrchu tela. Preto vždy pred jedlom musí hydra znovu preraziť ústa.
Štruktúra sladkovodnej hydry jej umožňuje zmeniť miesto pobytu. Na podrážke zvieraťa je úzky otvor - aborálny pór. Prostredníctvom nej sa z črevnej dutiny môže uvoľniť kvapalina a malá bublina plynu. Pomocou tohto mechanizmu sa hydra dokáže odlepiť od substrátu a vyplávať na hladinu vody. Týmto jednoduchým spôsobom sa pomocou prúdov šíri po celej nádrži.
Ektoderm
Vnútorná štruktúra hydry je reprezentovaná ektodermou a endodermou. Ektoderm sa nazýva telotvorná hydra. Ak sa pozriete na zviera pod mikroskopom, môžete vidieť, že ektoderm obsahuje niekoľko typov buniek: bodavé, stredné a epiteliálne-svalové.
Najpočetnejšou skupinou sú kožno-svalové bunky. Navzájom sa dotýkajú bokmi a tvoria povrch tela zvieraťa. Každá takáto bunka má základ – kontraktilné svalové vlákno. Tento mechanizmus poskytuje schopnosť pohybu.
Keď sa všetky vlákna stiahnu, telo zvieraťa sa stiahne, predĺži a ohne. A ak sa kontrakcia vyskytne iba na jednej strane tela, potom sa hydra ohne. Vďaka tejto práci buniek sa zviera môže pohybovať dvoma spôsobmi - „prepadávanie“ a „krokovanie“.
Vo vonkajšej vrstve sú tiež hviezdicovité nervové bunky. Majú dlhé procesy, pomocou ktorých prichádzajú do vzájomného kontaktu a vytvárajú jedinú sieť - nervový plexus, ktorý prepletá celé telo hydry. Nervové bunky sa tiež spájajú s kožnými a svalovými bunkami.
Medzi epitelovo-svalovými bunkami sú skupiny malých, okrúhlych intermediárnych buniek s veľkými jadrami a malým množstvom cytoplazmy. Ak je telo hydry poškodené, stredné bunky začnú rásť a deliť sa. Môžu sa zmeniť na akékoľvek
Bodavé bunky
Veľmi zaujímavá je štruktúra buniek hydry, zvláštnu zmienku si zaslúžia žihľavové bunky, ktorými je obsypané celé telo zvieraťa, najmä chápadlá. majú zložitú štruktúru. Okrem jadra a cytoplazmy bunka obsahuje žihľavovú komoru v tvare bubliny, vo vnútri ktorej je tenká bodavá niť zvinutá do rúrky.
Z bunky vychádza citlivý vlas. Ak sa korisť alebo nepriateľ dotkne tohto vlasu, bodavá niť sa prudko narovná a vyhodí. Ostrý hrot prepichne telo obete a jed preteká kanálom vo vnútri vlákna, ktorý môže zabiť malé zviera.
Typicky sa spúšťa veľa bodavých buniek. Hydra uchopí korisť svojimi chápadlami, pritiahne si ju k ústam a prehltne. Na ochranu slúži aj jed, ktorý vylučujú bodavé bunky. Väčšie dravce sa bolestivo štipľavej hydry nedotýkajú. Jed hydry má podobný účinok ako jed žihľavy.
Žihľavé bunky možno tiež rozdeliť na niekoľko typov. Niektoré nite vstrekujú jed, iné sa ovinú okolo obete a ďalšie sa na ňu prilepia. Po spustení bodavá bunka odumiera a z intermediárnej sa vytvorí nová.
Endoderm
Štruktúra hydry tiež znamená prítomnosť takej štruktúry, ako je vnútorná vrstva buniek, endoderm. Tieto bunky majú tiež svalové kontraktilné vlákna. Ich hlavným účelom je trávenie potravy. Endodermálne bunky vylučujú tráviace šťavy priamo do črevnej dutiny. Pod jeho vplyvom sa korisť rozdelí na častice. Niektoré endodermálne bunky majú dlhé bičíky, ktoré sú neustále v pohybe. Ich úlohou je ťahať častice potravy smerom k bunkám, ktoré následne uvoľňujú pseudopody a zachytávajú potravu.
Trávenie pokračuje vo vnútri bunky, a preto sa nazýva intracelulárne. Jedlo sa spracováva vo vakuolách a nestrávené zvyšky sa vyhadzujú cez ústa. Dýchanie a vylučovanie prebieha celým povrchom tela. Uvažujme ešte raz o bunkovej štruktúre hydry. Tabuľka vám v tom pomôže prehľadne.
Reflexy
Štruktúra hydry je taká, že je schopná vnímať zmeny teploty, chemické zloženie vody, ale aj dotyk a iné podnety. Nervové bunky zvieraťa sú schopné excitácie. Napríklad, ak sa ho dotknete špičkou ihly, signál z nervových buniek, ktoré dotyk zachytili, sa prenesie do ostatných a z nervových buniek do epitelovo-svalových buniek. Kožno-svalové bunky budú reagovať a kontrahovať, hydra sa stiahne do klbka.
Takáto reakcia je jasná, ide o komplexný jav pozostávajúci z po sebe nasledujúcich štádií – vnímanie podnetu, prenos vzruchu a odozva. Štruktúra hydry je veľmi jednoduchá, preto sú reflexy monotónne.
Regenerácia
Bunková štruktúra hydry umožňuje tomuto drobnému živočíchovi regeneráciu. Ako bolo uvedené vyššie, medziľahlé bunky umiestnené na povrchu tela sa môžu transformovať na akýkoľvek iný typ.
Pri akomkoľvek poškodení tela sa medzibunky začnú deliť, veľmi rýchlo rastú a nahrádzajú chýbajúce časti. Rana sa hojí. Regeneračné schopnosti hydry sú také vysoké, že ak ju prerežete na polovicu, jednej časti narastú nové chápadlá a ústa a druhej stonka a podošva.
Asexuálna reprodukcia
Hydra sa môže rozmnožovať asexuálne aj sexuálne. Za priaznivých podmienok v lete sa na tele zvieraťa objaví malý tuberkul a stena vyčnieva. V priebehu času tuberkulóza rastie a tiahne sa. Na jeho konci sa objavia chápadlá a prerazí ústa.
Tak sa objaví mladá hydra spojená s telom matky stopkou. Tento proces sa nazýva pučenie, pretože je podobný vývoju nového výhonku v rastlinách. Keď je mladá hydra pripravená žiť sama, vypukne. Dcérske a materské organizmy sa pripájajú k substrátu chápadlami a naťahujú sa rôznymi smermi, kým sa neoddelia.
Sexuálna reprodukcia
Keď sa začne ochladzovať a vytvoria sa nepriaznivé podmienky, nastáva obrat pohlavného rozmnožovania. Na jeseň začnú hydry vytvárať pohlavné bunky, samčie a samičie, zo stredných, teda vajíčok a spermií. Vaječné bunky hydry sú podobné amébám. Sú veľké a posiate pseudopódiami. Spermie sú podobné najjednoduchším bičíkom, sú schopné plávať pomocou bičíka a opustiť telo hydry.
Po preniknutí spermií do bunky vajíčka sa ich jadrá splynú a dôjde k oplodneniu. Pseudopody oplodneného vajíčka sa stiahnu, zaoblia sa a škrupina bude hrubšia. Vznikne vajíčko.
Všetky hydry zomierajú na jeseň, s nástupom chladného počasia. Telo matky sa rozpadne, ale vajíčko zostane živé a prezimuje. Na jar sa začína aktívne deliť, bunky sú usporiadané v dvoch vrstvách. S nástupom teplého počasia malá hydra prerazí škrupinu vajíčka a začne samostatný život.
Dýchanie a vylučovanie metabolických produktov prebieha celým povrchom tela zvieraťa. Pravdepodobne v sekrécii zohrávajú určitú úlohu vakuoly, ktoré sú prítomné v bunkách hydry. Hlavná funkcia vakuol je pravdepodobne osmoregulačná; odstraňujú prebytočnú vodu, ktorá sa osmózou neustále dostáva do buniek hydry.
Podráždenosť a reflexy
Prítomnosť nervového systému umožňuje hydre vykonávať jednoduché reflexy. Hydra reaguje na mechanické podráždenie, teplotu, osvetlenie, prítomnosť chemikálií vo vode a množstvo ďalších faktorov prostredia.
Výživa a trávenie
Hydra sa živí malými bezstavovcami - dafniami a inými perloočkami, kyklopmi, ako aj naididmi máloštetinatými. Existujú dôkazy, že hydra konzumuje vírniky a trematódové cerkárie. Korisť zachytávajú chápadlá pomocou bodavých buniek, ktorých jed rýchlo paralyzuje malé obete. Koordinovanými pohybmi chápadiel sa korisť dostane do úst a potom sa pomocou sťahov tela hydra „nasadí“ na obeť. Trávenie začína v črevnej dutine a končí vo vnútri tráviacich vakuol epitelovo-svalových buniek endodermu. Nestrávené zvyšky potravy sa vylučujú cez ústa.
Keďže hydra nemá transportný systém a mezoglea je dosť hustá, vzniká problém transportu živín do ektodermálnych buniek. Tento problém je riešený tvorbou bunkových výrastkov oboch vrstiev, ktoré prechádzajú cez mezogleu a spájajú sa cez medzerové spojenia. Môžu nimi prechádzať malé organické molekuly, ktoré poskytujú výživu bunkám ektodermy.
Obrázok: Štruktúra sladkovodnej hydry. Radiálna symetria Hydry
Biotop, štrukturálne vlastnosti a životné funkcie sladkovodného polypu hydry
V jazerách, riekach alebo rybníkoch s čistou, priehľadnou vodou sa na stonkách vodných rastlín nachádza malý priesvitný živočích - polyp hydra(„polyp“ znamená „viacnohý“). Jedná sa o pripojené alebo sedavé koelenterátne zviera s početnými tykadlá. Telo obyčajnej hydry má takmer pravidelný valcovitý tvar. Na jednom konci je ústa, obklopený korunou 5-12 tenkých dlhých chápadiel, druhý koniec je pretiahnutý vo forme stopky s jediným nakoniec. Pomocou podrážky je hydra pripevnená k rôznym podvodným predmetom. Telo hydry spolu so stopkou býva dlhé až 7 mm, no tykadlá môžu siahať aj niekoľko centimetrov.
Radiálna symetria Hydry
Ak nakreslíte imaginárnu os pozdĺž tela hydry, potom sa jej chápadlá budú odchyľovať od tejto osi vo všetkých smeroch, ako lúče zo zdroja svetla. Hydra, ktorá visí na nejakej vodnej rastline, sa neustále kýve a pomaly hýbe chápadlami, čakajúc na korisť. Keďže sa korisť môže objaviť z ľubovoľného smeru, chápadlá usporiadané radiálne sú na tento spôsob lovu najvhodnejšie.
Radiačná symetria je spravidla charakteristická pre zvieratá, ktoré vedú pripútaný životný štýl.
Hydra črevná dutina
Telo hydry má podobu vaku, ktorého steny pozostávajú z dvoch vrstiev buniek – vonkajšej (ektoderm) a vnútornej (endoderm). Vo vnútri tela hydry je črevnej dutiny(odtiaľ názov typu - coelenterates).
Vonkajšia vrstva hydra buniek je ektoderm.
Obrázok: štruktúra vonkajšej vrstvy buniek - hydra ektoderm
Vonkajšia vrstva hydra buniek sa nazýva - ektodermu. Vo vonkajšej vrstve hydry – ektoderme – je pod mikroskopom viditeľných niekoľko typov buniek. Predovšetkým tu sú koža-svalové. Dotykom na svojich stranách vytvárajú tieto bunky kryt hydry. Základom každej takejto bunky je sťahujúce svalové vlákno, ktoré zohráva dôležitú úlohu pri pohybe zvieraťa. Keď má každý vlákninu koža-svalová bunky sa stiahnu, telo hydry sa stiahne. Ak sa vlákna stiahnu len na jednej strane tela, potom sa hydra ohne týmto smerom. Vďaka práci svalových vlákien sa hydra môže pomaly pohybovať z miesta na miesto, striedavo „šliapať“ podošvou a chápadlami. Tento pohyb možno prirovnať k pomalému saltu nad hlavou.
Vonkajšia vrstva obsahuje a nervové bunky. Majú hviezdicový tvar, pretože sú vybavené dlhými procesmi.
Procesy susedných nervových buniek prichádzajú do vzájomného kontaktu a vytvárajú sa nervový plexus, pokrývajúci celé telo hydry. Niektoré z procesov sa približujú kožným svalovým bunkám.
Hydra podráždenosť a reflexy
Hydra je schopná vnímať dotyk, zmeny teploty, výskyt rôznych rozpustených látok vo vode a iné podráždenia. To spôsobuje vzrušenie jej nervových buniek. Ak sa dotknete hydry tenkou ihlou, potom sa vzrušenie z podráždenia jednej z nervových buniek prenáša pozdĺž procesov na iné nervové bunky az nich na bunky kože a svalov. To spôsobí stiahnutie svalových vlákien a hydra sa zmrští do gule.
Obrázok: Podráždenosť Hydry
V tomto príklade sa zoznámime so zložitým javom v tele zvieraťa - reflex. Reflex pozostáva z troch po sebe nasledujúcich fáz: vnímanie podráždenia, prenos vzruchu z tohto podráždenia pozdĺž nervových buniek a odpoveď telo akoukoľvek činnosťou. Vďaka jednoduchosti organizácie hydry sú jej reflexy veľmi jednotné. V budúcnosti sa zoznámime s oveľa zložitejšími reflexmi u viac organizovaných zvierat.
Hydra štipľavé bunky
Vzor: Navliekacie alebo žihľavové bunky Hydra
Celé telo hydry a najmä jej chápadlá sú posadené veľkým počtom štípanie, alebo žihľavy bunky. Každá z týchto buniek má zložitú štruktúru. Okrem cytoplazmy a jadra obsahuje bublinkovitú štipľavú kapsulu, vo vnútri ktorej je zložená tenká trubička - bodavá niť. Trčí z klietky citlivé vlasy. Len čo sa kôrovec, rybička alebo iné drobné zviera dotkne citlivého chlpu, bodavá niť sa rýchlo narovná, jej koniec sa vymrští von a prepichne obeť. Cez kanál prechádzajúci vo vnútri vlákna sa do tela koristi dostane z bodavej kapsuly jed, ktorý spôsobí smrť malých zvierat. Spravidla sa vystrelí veľa štipľavých buniek naraz. Potom hydra pomocou chápadiel pritiahne korisť k ústam a prehltne ju. Štipľavé bunky slúžia aj hydre na ochranu. Ryby a vodný hmyz nejedia hydry, ktoré spaľujú ich nepriateľov. Jed z kapsúl svojim účinkom na organizmus veľkých zvierat pripomína žihľavový jed.
Vnútorná vrstva buniek je hydra endoderm
Obrázok: štruktúra vnútornej vrstvy buniek - hydra endoderm
Vnútorná vrstva buniek - endoderm A. Bunky vnútornej vrstvy – endodermu – majú sťahujúce svalové vlákna, ale hlavnou úlohou týchto buniek je trávenie potravy. Vylučujú tráviacu šťavu do črevnej dutiny, pod vplyvom ktorej korisť hydry zmäkne a rozpadne sa na malé častice. Niektoré bunky vnútornej vrstvy sú vybavené niekoľkými dlhými bičíkmi (ako u bičíkovitých prvokov). Bičíky sú v neustálom pohybe a zametajú častice smerom k bunkám. Bunky vnútornej vrstvy sú schopné uvoľňovať pseudopódy (ako améby) a zachytávať nimi potravu. Ďalšie trávenie prebieha vo vnútri bunky, vo vakuolách (ako u prvokov). Nestrávené zvyšky jedla sa vyhadzujú von cez ústa.
Hydra nemá špeciálne dýchacie orgány, kyslík rozpustený vo vode preniká do hydry celým povrchom tela.
Hydra regenerácia
Vonkajšia vrstva tela hydry obsahuje aj veľmi malé okrúhle bunky s veľkými jadrami. Tieto bunky sú tzv medziprodukt. V živote hydry zohrávajú veľmi dôležitú úlohu. Pri akomkoľvek poškodení tela začnú rýchlo rásť medziľahlé bunky umiestnené v blízkosti rán. Z nich sa tvoria kožno-svalové, nervové a iné bunky a poranené miesto sa rýchlo hojí.
Ak rozrežete hydru krížom, na jednej jej polovici vyrastú chápadlá a objavia sa ústa a na druhej stopka. Dostanete dve hydry.
Proces obnovy stratených alebo poškodených častí tela sa nazýva regenerácia. Hydra má vysoko vyvinutú schopnosť regenerácie.
Regenerácia je v tej či onej miere charakteristická aj pre iné zvieratá a ľudí. U dážďoviek je teda možné z ich častí regenerovať celý organizmus, u obojživelníkov (žaby, mloky) celé končatiny, rôzne časti oka, chvosta a vnútorných orgánov. Keď je človek porezaný, koža sa obnoví.
Reprodukcia hydry
Nepohlavné rozmnožovanie hydry pučaním
Obrázok: Hydra asexuálne rozmnožovanie pučaním
Hydra sa rozmnožuje nepohlavne a sexuálne. V lete sa na tele hydry objaví malý tuberkul - výčnelok steny jej tela. Táto tuberkulóza rastie a rozťahuje sa. Na jeho konci sa objavia chápadlá a medzi nimi sa vylomia ústa. Takto sa vyvíja mladá hydra, ktorá spočiatku zostáva spojená s matkou pomocou stebla. Navonok to všetko pripomína vývoj rastlinného výhonku z púčika (odtiaľ názov tohto javu - pučanie). Keď malá hydra vyrastie, oddelí sa od tela matky a začne žiť samostatne.
Hydra sexuálne rozmnožovanie
Na jeseň, s nástupom nepriaznivých podmienok, hydry umierajú, ale predtým sa v ich tele vyvinú pohlavné bunky. Existujú dva typy zárodočných buniek: vajcovitý, alebo žena, a spermie alebo mužské reprodukčné bunky. Spermie sú podobné bičíkovitým prvokom. Opúšťajú telo hydry a plávajú pomocou dlhého bičíka.
Obrázok: Sexuálne rozmnožovanie Hydra
Vaječná bunka hydry je podobná amébe a má pseudopody. Spermia pripláva k hydre s vajíčkovou bunkou a prenikne do nej a jadrá oboch pohlavných buniek sa spoja. Deje sa oplodnenie. Potom sa pseudopody stiahnu, bunka sa zaoblí a na jej povrchu sa vytvorí hrubá škrupina - vajce. Koncom jesene hydra umiera, ale vajce zostáva nažive a padá na dno. Na jar sa oplodnené vajíčko začína deliť, výsledné bunky sú usporiadané do dvoch vrstiev. Z nich sa vyvinie malá hydra, ktorá s nástupom teplého počasia vychádza cez zlom v škrupine vajíčka.
Mnohobunková živočíšna hydra sa teda na začiatku života skladá z jednej bunky – vajíčka.
O reakcii sladkovodnej hydry na exogénne biologicky aktívne (hormonálne) zlúčeniny
CM. Nikitina, I.A. Vakolyuk (Kaliningradská štátna univerzita)
Fungovanie hormónov ako najdôležitejších regulátorov a integrátorov metabolizmu a rôznych funkcií v organizme je nemožné bez existencie systémov na špecifický príjem signálu a jeho premenu na konečný priaznivý efekt, teda bez hormonálne kompetentného systému. Inými slovami, prítomnosť reakcie na úrovni organizmu na exogénne zlúčeniny je nemožná bez prítomnosti cytorecepcie na tieto zlúčeniny, a teda bez existencie endogénnych zlúčenín príbuzných tým, s ktorými pôsobíme u týchto zvierat. To nie je v rozpore s koncepciou univerzálnych blokov, keď sa základné molekulárne štruktúry vo funkčných systémoch živých organizmov nachádzajú v takmer kompletnom súbore už v najskorších štádiách evolúcie, ktoré sú prístupné na štúdium, sú reprezentované obmedzeným počtom molekúl a plnia rovnaké elementárne funkcie nielen u predstaviteľov jednej ríše, napríklad u rôznych skupín cicavcov alebo dokonca u rôznych typov, ale aj u zástupcov rôznych ríš, vrátane mnohobunkových a jednobunkových organizmov, vyšších eukaryotov a prokaryotov.
Treba však poznamenať, že údaje o zložení a funkciách zlúčenín, ktoré pôsobia ako hormóny u stavovcov u zástupcov taxónov s dosť nízkou fylogenetickou úrovňou, sa len začínajú objavovať. Zo skupín živočíchov nízkej fylogenetickej úrovne je hydra ako zástupca koelenterátov najprimitívnejším organizmom so skutočným nervovým systémom. Neuróny sa líšia morfologicky, chemicky a pravdepodobne aj funkčne. Každá z nich obsahuje neurosekrečné granuly. Zistila sa významná rozmanitosť neurónových fenotypov v Hydre. V hypostóme sú usporiadané skupiny 6-11 synapticky spojených buniek, čo možno považovať za dôkaz prítomnosti primitívnych nervových ganglií v hydrách. Okrem poskytovania behaviorálnych reakcií slúži nervový systém hydra ako endokrinný regulačný systém, ktorý zabezpečuje kontrolu metabolizmu, reprodukcie a vývoja. V hydrách dochádza k diferenciácii nervových buniek podľa zloženia neuropeptidov, ktoré obsahujú). Predpokladá sa, že molekuly oxytocínu, vazopresínu, pohlavných steroidov a glukokortikoidov sú univerzálne. Nachádzajú sa aj v zástupcoch koelenterátov. Hlavové a plantárne aktivátory (a inhibítory) sú izolované z metanolových extraktov tela hydry. Hlavový aktivátor izolovaný z morských sasaniek má podobné zloženie a vlastnosti ako neuropeptid nachádzajúci sa v hypotalame a črevách kráv, potkanov, ošípaných, ľudí a v krvi týchto ľudí. Okrem toho sa ukázalo, že u bezstavovcov aj stavovcov sa na zabezpečení odpovede buniek na neurohormóny podieľajú cyklické nukleotidy, to znamená, že mechanizmus účinku týchto látok v dvoch fylogeneticky odlišných líniách je rovnaký.
Účelom tejto štúdie, berúc do úvahy vyššie uvedené, sme sa rozhodli študovať komplexný účinok exogénnych biologicky aktívnych (hormonálnych) zlúčenín na sladkovodnú hydru.
Materiál a metódy výskumu
Zvieratá na experiment boli zozbierané v júni až júli 1985-1992. v nemocnici (kanál rieky Nemonin, obec Matrosovo, okres Polesie). Adaptácia na uchovávanie v laboratórnych podmienkach - 10-14 dní. Objem materiálu: typ - Coelenterata; trieda - Hydrozoa; druh - Hydra oligactis Pallas; množstvo - 840. Počet zvierat sa odzrkadľuje na začiatku pokusu a neberie sa do úvahy nárast počtu.
V práci boli použité vo vode rozpustné hormonálne zlúčeniny oxytocínovej série, predný lalok hypofýzy s počiatočnou aktivitou 1 ml (ip) (hyfotocín - 5 jednotiek, pituitrín - 5 jednotiek, mammofyzín - 3 jednotky, prefizón - 25 jednotiek gonadotropín - 75 jednotiek) a steroid - prednizolón - 30 mg, ktoré u stavovcov zabezpečujú trojstupňovú endokrinnú reguláciu, vrátane hypotalamo-hypofyzárneho komplexu a epitelových žliaz.
V predbežných experimentoch sa použili koncentrácie liečiva od 0,00002 do 20 ml ip/l prostredia ustajnenia zvierat.
Existovali tri študijné skupiny:
1. - stanovenie reakcie „+“ alebo „-“ vo všetkých nami akceptovaných koncentráciách;
2. - určenie rozsahu koncentrácií, ktoré zabezpečujú prácu v chronickom režime rôzneho trvania;
3. - chronický experiment.
Experiment bral do úvahy pučiaciu aktivitu Hydry. Získané údaje boli podrobené štandardnému štatistickému spracovaniu.
Výsledky výskumu
Pri stanovení „±“ reakcie hydry v širokom rozsahu koncentrácií zlúčenín boli vybrané tri (0,1 ml IP/L média, 0,02 ml IP/L média a 0,004 ml IP/L média).
V kontrolnej skupine hydry zostalo pučanie na úrovni 0,0-0,4 púčikov/hydra (Pa) počas piatich dní. V prostredí minimálnej koncentrácie prefizónu bol nárast 2,2 jedincov/hydra, pituitrín - 1,9 jedincov/hydra (významnosť rozdielov s kontrolou je mimoriadne vysoká - s hladinou významnosti 0,01). Pri stredných koncentráciách sa dobre darilo hyfotocínu, mamofyzínu a prefizónu (1,8-1,9 jedincov/hydra). Prednizolón v minimálnej a najmä priemernej koncentrácii spôsobil nárast počtu 1,1-1,3 jedincov/hydra, čo výrazne prevyšuje kontrolu.
V nasledujúcom experimente boli použité len optimálne koncentrácie hormonálnych zlúčenín. Trvanie experimentu bolo 9 dní. Kontrolná a experimentálna skupina neboli na začiatku experimentu spoľahlivo rozlíšené hodnotou Pa. Po deviatich dňoch experimentu boli hodnoty Pa významne odlišné v experimentálnych skupinách a kontrolnej skupine s hladinou významnosti 0,05 (tabuľka 1).
stôl 1
Vplyv hormonálnych liekov na pučenie hydry (Ra) a pravdepodobnosť významnosti ich rozdielov (p)
Ako je možné vidieť z tabuľky, najvyššia hodnota Pa bola získaná, keď boli zvieratá chované v prednizolóne. Všetky peptidové prípravky poskytujú približne podobné hodnoty Pa (priemer 3,8 ± 0,5). Aj tu však existuje variácia. Najlepší efekt (4,3±1,4) sa dosiahne, ak sú zvieratá chované v prostredí s prečisteným extraktom neurohypofýzy – hyfotocínom. Blízko je z hľadiska vplyvu mamofyzín. V experimentálnych skupinách s pituitrínom a prefizónom boli hodnoty Ra 3,7 ± 1,5 a 3,8 ± 1,3. Najmenší účinok sa dosiahne ovplyvnením hydry gonadotropínom. Nespoľahlivé rozdiely v Ra sa vyskytujú na konci prvého dňa po umiestnení hydry do roztokov hormonálnych liekov. V priebehu deviatich dní experimentu sa Ra v kontrole nezmenil. Počnúc tretím dňom Ra vo všetkých experimentálnych skupinách výrazne prevyšuje Ra v kontrole. Treba poznamenať, že do deviateho dňa došlo v experimentálnych skupinách k postupnému výraznému nárastu tohto ukazovateľa.
Na posúdenie štatistickej spoľahlivosti účinkov sa hodnoty kritéria F (pomer stredných štvorcov) získané pre každý z dvoch faktorov samostatne (A - faktor trvania zadržania; B - faktor vplyvu) a pre ich interakciu (A + B) a tabuľkové hodnoty kritéria boli porovnané pre dve hladiny významnosti P=0,05 a P=0,01 (tabuľka 2).
tabuľka 2
Výsledky analýzy rozptylu účinku hormonálnych liekov a trvania udržiavania na intenzitu asexuálnej reprodukcie Hydra oligactis
Ako je možné vidieť z tabuľky, F fakt pre impakt faktor na hladine významnosti 0,05 vo všetkých experimentálnych skupinách je väčší ako F tabuľka a na hladine významnosti 0,01 je takýto obraz pozorovaný v skupinách s pituitrinom, hyfotocínom , prefizón a prednizolón a stupeň účinku v skupine s prednizolónom je najvyšší, oveľa viac ako v skupinách s pituitrinom, hyfotocínom a prefizónom, ktoré majú podobnú účinnosť (skutočné hodnoty sú veľmi blízke). Vplyv interakcie faktorov A a B vo všetkých experimentálnych skupinách nebol dokázaný.
Pre faktor A je Ffact menší ako Ftable (na oboch hladinách významnosti) v skupinách s mamofyzínom a prednizolónom. V skupinách s hyfotocínom a gonadotropínom je Fact vyšší ako Ftable pri P = 0,05, to znamená, že vplyv tohto faktora nemožno považovať za presvedčivo dokázaný, na rozdiel od experimentálnych skupín s pituitrinom a prefizónom, kde je Ffact vyšší ako Ftable obe pri P = 0,01 a pri P = 0,05.
Všetky hormonálne lieky, okrem gonadotropínu, do tej či onej miery oneskorujú nástup asexuálnej reprodukcie. To sa však ukazuje ako štatisticky významné len v skupine s prefizónom (P = 0,01). Hormonálne lieky použité v experimente neovplyvňujú spoľahlivo dĺžku vývoja jednej obličky, menia vzájomný vplyv prvej a druhej obličky: pituitrín, mammofyzín, prefizón, gonadotropín - za prítomnosti iba vytvorenej hlavovej časti vyvíjajúce sa obličky; pituitrín, gonadotropín a prednizolón - v prítomnosti aspoň jedného vytvoreného plantárneho úseku vyvíjajúcich sa obličiek.
Citlivosť hydry na širokú škálu hormonálnych zlúčenín stavovcov možno teda považovať za preukázanú a možno predpokladať, že exogénne hormonálne zlúčeniny sú zahrnuté (ako synergisti alebo antagonisti) v endokrinnom regulačnom cykle, ktorý je súčasťou samotnej hydry.
Bibliografia
1. Pertseva M.N. Intermolekulárny základ pre rozvoj hormonálnej kompetencie. L.: Nauka, 1989.
2. Boguta K.K. Niektoré morfologické princípy formovania nízko organizovaných nervových systémov v onto- a fylogenéze // Pokroky v modernej biológii. M.: Nauka, 1986. T. 101. Vydanie. 3.
3. Ivanova-Kazas A.A. Nepohlavné rozmnožovanie zvierat. L., 1971.
4. Nasledov G.A. Multivariačná implementácia elementárnych funkčných úloh a zjednodušenie systému molekulárnych interakcií ako vzor funkčnej evolúcie // Journal of evolutionary biochemistry and physiology. 1991. T. 27. Číslo 5.
5. Natochin Yu.V., Breunlich H. Použitie toxikologických metód pri štúdiu problému evolúcie funkcií obličiek // Journal of evolutionary biochemistry and physiology. 1991. T. 27. Číslo 5.
6. Nikitina S.M. Steroidný šum u bezstavovcov: Monografia. L.: Vydavateľstvo Leningradskej štátnej univerzity, 1987.
7. Afonkin S.Yu. Medzibunkové sebapoznávanie u prvokov // Výsledky vedy a techniky. M., 1991. T. 9.
8. Prosser L. Porovnávacia fyziológia živočíchov. M.: Mir, 1977. T. 3.
9. Reznikov K.Yu., Nazarevskaya G.D. Stratégia rozvoja nervového systému v onto- a fylogenéze. Hydra // Pokroky v modernej biológii. M.: Nauka, 1988. T. 106. Číslo 2 (5).
10. Sheiman I.M., Balobanova E.F., Peptidové hormóny bezstavovcov // Pokroky v modernej biológii. M.: Nauka, 1986. T. 101. Vydanie. 2.
11. Etingof R.N. Štúdium molekulárnej štruktúry neuroreceptorov. Metodologické prístupy, evolučné aspekty // Časopis evolučnej biochémie a fyziológie. 1991. T. 27. Číslo 5.
12. Highnam K.C., Hill L. The comparative Endocrinology of the Invertebrates // Edward Arnold, 1977.
Téma: "Typ Coelenterates."
Vyberte jednu správnu odpoveď
A1. Reakcia tela hydry na pôsobenie vonkajších podnetov
1) regenerácia
2) hnojenie
3) reflex
4) pučanie
A2. Kolónie koralov sú tvorené živočíchmi, ktoré patria do typu
1) mäkkýše
2) koeenteruje
3) lancety
4) prvoky
A3. Stena tela hydry pozostáva z... vrstiev
4) štyri
A4. Hydra ektoderm nezahŕňa
1) kožno-svalové bunky
2) bodavé bunky
3) nervové bunky
4) tráviace bunky
A5. Medzi ektodermou a endodermou sa nachádza hydra
1) základná doska
2) mezoglea
3) hypodermis
4) mezoderm
A6. Hydra má najväčšiu koncentráciu štipľavých buniek
1) na ústach a na chodidle
2) v ústach a na stopke tela
3) v ústach a na tykadlách
4) v ústach a na stenách črevnej dutiny
A7. Kmeň Coelenterata patrí
1) morské sasanky
2) ascidiánov
4) morské uhorky
A8. Hydra žije v
4) fragmentácia
A12. Skoré voľne plávajúce štádium vývoja medúz, krátko po ich vzniku, sa nazýva
1) morula
4) planula
A13. Podľa spôsobu kŕmenia medúzy
1) dravce
3) filtre
4) bylinožravce
A14. Vznikajú koralové útesy
1) v polárnych moriach
2) v moriach miernych zemepisných šírok
3) v tropických moriach
4) všade v oceánoch
A15. Netypické pre koraly
1) symbióza s inými organizmami
2) vytvorenie štádia medúzy
3) pučanie
4) pohlavné rozmnožovanie
A16. Telo koelenterátov
1) nemá bunkovú štruktúru
2) pozostáva z jednej bunky
3) pozostáva z ektodermu, endodermu a mezodermu
4) pozostáva z ektodermu a endodermu
A17. Má radiálnu symetriu
1) riečna hydra
2) planaria
3) lancelet
4) Daphnia kôrovce
A18. Neexistujú žiadne bodavé bunky
1) Červ Nereid annelid
3) morské sasanky
4) medúza aurelia
A19. Reakcia na podráždenie riečnej hydry je možná vďaka prítomnosti
1) nervová trubica
2) nervový reťazec
3) medziľahlé bunky
4) nervová sieť
A20. Schopnosť obnoviť poškodené a stratené časti tela alebo celý organizmus z časti je tzv
1) degenerácia
2) regenerácia
3) pohlavné rozmnožovanie
4) reflex
A21. Medúza aurelia patrí do kmeňa Coelenterata.
1) schopnosť plávať vo vodnom stĺpci
2) prítomnosť štádia larvy
3) dvojvrstvová štruktúra tela
4) schopnosť vytvárať kolónie
A22. Medúzy nemajú
1) ektoderm
2) mezoderm
3) endoderm
4) nervové bunky
A23. Často sa rozmnožujú nepohlavne
1) obojživelníky
2) koeenteruje
3) hmyz
4) kôrovce
A24. Hydra dýcha
1) pomocou airbagov
2) pomocou priedušnice
3) žiabre
4) absorbovanie kyslíka rozpusteného vo vode po celom povrchu tela
A25. Ktoré koelenterátne zviera vedie pripútaný životný štýl?
1) aurelia
2) kútik úst
3) stopkatá hydra
4) červený koral
A26. Medzi koralovými polypmi sú hermafrodity, to znamená zvieratá
1) so znakmi ženského tela
2) so znakmi mužského tela
3) bisexuálne
4) rovnakého pohlavia
A27. Aká je funkcia bodavých buniek?
1) dýchacie
2) pohyby
3) ochranný
4) tráviaci
A28. Patrí do triedy Hydroid
1) aurelia
2) kútik úst
4) morská sasanka
A29. Patrí do triedy Scyphoidae
1) aurelia
2) červený koral
4) morská sasanka
A30. Trieda Coral polypy patrí
1) aurelia
2) kútik úst
4) morská sasanka
V 1. Vyberajte znaky, ktoré sa týkajú len zvierat koelenterátu
A) trojvrstvová štruktúra tela
B) obojstranná symetria
B) dvojvrstvová konštrukcia tela
D) vo vývojovom cykle existuje štádium polypu
E) telo pozostáva z ektodermy, endodermy, mezodermy
AT 2. Vytvorte súlad medzi znakmi životného štýlu a štruktúrou a rôznymi koelenterátmi, pre ktoré sú tieto znaky charakteristické
A) žijúci v hrúbke morskej vody 1) medúzy
B) žijúci v príboji 2) koralové polypy
B) tvoria kolónie
D) netvoria kolónie
D) majú vápenatú kostru
E) nemajú vápenatú kostru
AT 3. Priraďte funkciu k typu bunky
A) porážka obete 1) koža-svalová
B) ochrana tela pred nepriateľmi 2) nervózny
C) reakcia tela na podráždenie 3) štípanie
D) tvorba krytu tela
D) pohyb
C1. Nájdite chyby v danom texte, opravte ich, uveďte čísla viet, v ktorých sú urobené, zapíšte tieto vety bez chýb.
1. Koelenteráty sú trojvrstvové bezstavovce.
2. Medzi nimi sú voľne plávajúce formy, ako aj formy pripevnené k substrátu.
3. Rozmnožujú sa len nepohlavne.
4. Zahrňte triedy: Hydroidy, Scyphoids, Flagelláty.
C2. Uveďte úplnú a podrobnú odpoveď na otázku.
Koralové polypy žijú v relatívne malých hĺbkach. S čím sa to dá spojiť?
Odpovede na úlohy úrovne A
Odpovede na úlohy úrovne B