Hydra Biology-Klassifikation, Eigenschaften und Reproduktion

Definition: Was sind Hydra?

Hydra sind eine Gattung kleiner Süßwasserorganismen, die unter dem Phylum Cnidaria klassifiziert sind. Sie sind nicht nur mit Organismen wie Quallen verwandt, sondern zeichnen sich auch durch ihre winzigen, röhrenförmigen Körper aus, die an einem Ende mehrere Tentakel enthalten.

Während mehrere Arten identifiziert wurden, gehören zwei der markantesten Arten h., oligactis, die in der Farbe braun ist und Hydra viridissima, die in der Farbe grün ist (grüne Hydra).

* Die grüne Färbung von h. viridissima ist auf das Vorhandensein von Zoochlorellen zurückzuführen, einer Alge, die in Symbiose mit der Hydra lebt. ,

Auch

• gehören zu den wenigen Cnidarians der Klasse Hydrozoa, die gefunden in Süßwasserlebensräumen (Teiche, Seen und langsam fließende Flüsse und Bäche).
• ist in der griechischen Mythologie nach einer Seeschlange mit neun Köpfen benannt.,

Some of the other species include:

• H. attenuata
• H. robusta
• H. mohensis
• H. canadensis
• H., shenzhensis-gehört zur Vulgaris-Gruppe

Klassifikation der Hydra

• Königreich: Animalia – Hydra gehört zum Königreich Animalia (metazoa). Als solche sind sie vielzellige eukaryotische Organismen, die von anderen Organismen als Nahrungsquelle abhängen.

• Phylum: Cnidaria – Hydra gehört zu den phylum Cnidaria. Dieses Phylum besteht auch aus Polypen wie Seeanemonen Medusae und Korallen., Diese Gruppe von Organismen hat folgende Eigenschaften: Sie sind aquatisch, sie haben Tentakeln, sie haben einen einzigen Körper, sie haben zwei Körperschichten und sind größtenteils radial/biradial symmetrisch.

• Klasse: Hydrozoa – Klasse Hydrozoa besteht aus winzigen räuberischen Organismen, die in Kolonien oder als Einzeltiere leben können. Eine Mehrheit findet sich in Meeresumgebungen, während einige im Süßwasser leben., Hydrozoa zeichnet sich durch einen inneren Verdauungsraum, das Vorhandensein eines Exoskeletts, zwei Körperformen sowie das Vorhandensein von Cnidozyten aus

• Ordnung: Hydroida – Die Ordnung Hydroida besteht aus Hydroiden, die sich durch drei Grundstadien des Lebens auszeichnen, einem röhrenförmigen Körper, zwei Körperschichten, die hauptsächlich asexuelle Fortpflanzung verwenden.,

• Gattung: Hydra – (unten sind Merkmale der Gattung Hydra)

Eigenschaften

Im Allgemeinen ist der Körper einer Hydra wie eine Röhre (polpy-like) mit Tentakeln organisiert, die um den Kopfpol des Organismus angeordnet sind., Ein genauerer Blick zeigt jedoch eine Mundöffnung (am oberen Pol des Organismus, umgeben von Tentakeln), einen Stiel sowie eine Basalscheibe, durch die sich der Organismus an das Substrat heftet.

In Bezug auf die Höhe liegen diese Polypen zwischen 1 und 2 cm, wobei Tentakeln je nach Art viel länger sind. Zum Beispiel können die Tentakel von Green Hydra etwa 5 cm lang (entspannt) und bis zu 20 cm lang sein, wenn sie ausgefahren werden.

* Der Körper einer Hydra kann sich zurückziehen, wodurch der Organismus kürzer und kugeliger erscheint.,

Das aborale Ende (Pedalscheibe) von hydra ist abgeflacht und spielt eine wichtige Rolle bei der temporären Befestigung. Dieser Teil seines Körpers besteht aus der Drüsenzone, die an der Sekretion von Klebstoffen beteiligt ist, die es dem Organismus ermöglichen, sich am Substrat zu befestigen. Es kann jedoch auch Gasblasen erzeugen, die Hydra schwimmen lassen.

Das andere Ende (Kopfpol) besteht aus dem Hypostom, das die Mundöffnung und Tentakeln (6-12) enthält, die verwendet werden, um Nahrung in ihrer Umgebung einzufangen.,

Auf der äußeren Oberfläche der Hydra können Knospen beobachtet werden, die sich vom Elternorganismus entwickeln. Intern hat Hydra eine zentrale Höhle, die als Coelenteron bekannt ist und als gastrovaskuläre Höhle fungiert.

* Zu den Fortpflanzungsstrukturen von Hydra gehören die Hoden (bestehend aus Samenzellen) und der Eierstock (der das Ei trägt), die sich unter dem Ektoderm befinden.,

Körperwand – Als diploblastische Organismen haben Hydra zwei Arten von Gewebeschichten, nämlich; das Ektoderm und das Endoderm, die jeweils die innere Gastrodermis und die äußere Epidermis bilden, die durch das Mesoglea getrennt sind.

Die Epidermis wirkt als schützende und sensorische Schicht und ist von einer dünnen Nagelhaut bedeckt., Es besteht aus Epithelien-Muskelzellen (spielen eine Rolle bei der Abdeckung und Kontraktion), Drüsenzellen (sezernieren die klebrige Bindungssubstanz und Gasblasen), interstitiellen Zellen (beteiligt an Reproduktion und Regeneration) und den Cnidoblasten (spezialisierte Zellen wirken als Stechzellen).,

Einige der anderen Zellen des Ektoderms umfassen:

• Sensorische Zellen – empfangen und übertragen Impulse
• Nervenzellen – Leiten Impulse
• Keimzellen – Zellen, die sich in die Fortpflanzungsorgane der Zelle differenzieren

Im Gegensatz zum Ektoderm besteht das Endoderm aus der inneren Zellschicht, die die gastrovaskuläre Höhle des Organismus auskleidet.,

Die Gastrodermis ist maßgeblich an der Verdauung beteiligt und besteht aus folgenden Zellen:

· Nutritive-Muskelzellen – Diese Zellen sind so angeordnet, dass sie die kreisförmige Muskelschicht bilden und sich zusammenziehen, um Ernährungsfunktionen zu unterstützen

div > · Endothelio-Drüsenzellen – Kleiner und umfassen enzymatische Drüsenzellen (sekretieren Enzyme für die Verdauung) und Schleimdrüsenzellen, die eine schleimige Flüssigkeit absondern, die als Gleitmittel und Lähmungsmittel dient.,

· Interstitielle Zellen – Zellen, die sich in andere spezialisierte Zellen umwandeln können.

· Sensorische und Nervenzellen – Befinden sich im Endoderm und spielen eine wichtige Rolle bei der Verdauung. Zum Beispiel werden sensorische Zellen stimuliert, wenn Beute gefangen und durch den Mundteil transportiert wird, um die Verdauung zu initiieren.

* Das Mesoglea zwischen den beiden Zellschichten besteht aus proteinhaltiger Matrix und dient als Stützlamelle.,

Raubtiere

In Bezug auf die Ernährung sind Hydra strenge Fleischfresser, was bedeutet, dass sie sich von anderen Tieren ernähren. Als solche ernähren sie sich von einer Vielzahl winziger Organismen wie Anneliden, Copepoden und Cladoceranen. Um Beute einzufangen, ziehen sich Hydra zusammen und dehnen sich aus (eine Art Bewegung, die als Kontraktionsstoß bezeichnet wird), während sie an das Substrat in ihrem Lebensraum gebunden sind.,

Die Bewegung, die von einem Herzschrittmacher an der Basis des Hypostoms initiiert wird, ermöglicht es Hydra, ihre Tentakel zu verlängern oder zu schwanken, um Beute einzufangen. Sobald die Beute mit den Tentakeln in Kontakt kommt, wird sie durch die Wirkung von Nematozysten (Stechzellen) in den Epidermiszellen (auf den Tentakeln) berauscht, bevor sie durch die Kontraktion der Tentakeln zur Mundöffnung geführt wird. Das Essen wird dann zur Verdauung in die Verdauungshöhle gezogen.,

Während alle Hydra-Arten effiziente Raubtiere sind, haben Studien ergeben, dass einige der Arten in Bezug auf ihre Beute sehr selektiv sind. Zum Beispiel, während kleinere Hydra viridissima Beute auf den Larvenstadien von Calanoid Copepoden und cladocerans, sie Beute nicht auf größere Organismen wie erwachsene Strauße. Auf der anderen Seite wurde gezeigt, dass größere Hydra salmacidis solchen Organismen wie erwachsenen Kalanoid-Copepoden nachjagt.,

* Das von Hydra produzierte Nematozystengift enthält ein hämolytisches und paralytisches Protein von etwa 100kDa Gewicht (Molekulargewicht). Sie produzieren auch ein weiteres Protein von etwa 30kDa, das eine lang anhaltende Lähmung der Beute induziert.

Asexuelle Reproduktion in Hydra

Hydra reproduziert asexuell durch einen Prozess, der als Knospung bekannt ist. Für Hydra ist dies die häufigste Fortpflanzungsart und tritt unter günstigen Umweltbedingungen auf.,

Während des Knospens entwickelt sich eine kleine Knospe in der Nähe des basalen Teils der Elternhydra durch wiederholte mitotische Teilung der epidermalen interstitiellen Zellen. Wenn die mitotische Teilung fortfährt, führt die Zelldifferenzierung zur Entwicklung des Coelenterons, des Mundteils sowie der Tentakeln.

Sobald es vollständig entwickelt ist, verengt es sich als Basis (Befestigungspunkt an der übergeordneten Hydra) und trennt sich letztendlich zu einem unabhängigen Organismus. Dieser Vorgang kann von Anfang bis Ende etwa 3 Tage dauern.,

* Für die asexuelle Reproduktion ist nur ein Elternteil erforderlich.

* Da der Nachwuchs durch mitotische Teilung produziert wird, sind DNA und Eigenschaften des Nachwuchses ähnlich dem des Elternteils.

Sexuelle Fortpflanzung in Hydra

Im Gegensatz zur asexuellen Fortpflanzung tritt die sexuelle Fortpflanzung in Hydra auf, wenn die Umweltbedingungen für den Organismus ungünstig werden (Herbst oder Winter)., Hier führen Faktoren wie Temperaturänderungen (niedrige Temperaturen) und das Fehlen ausreichender Nahrungsquellen dazu, dass der Organismus zur Vorbereitung der sexuellen Fortpflanzung Gonaden entwickelt.

Infolgedessen ist die sexuelle Fortpflanzung in Hydra, wie dies bei einer Reihe anderer Süßwasser-und Meeresorganismen der Fall ist (z. B. Oligochaeten, Nemertine und Stachelhäuter usw.), nur auf bestimmte Zeiträume beschränkt.,

Zur Vorbereitung der sexuellen Fortpflanzung beginnen sich Gonaden aus den interstitiellen Zellen der Epidermis zu entwickeln und bilden eine Ausbuchtung an der Körperwand des Organismus. Interstitielle Zellen an der Basis des konischen Auswuchses (Hoden) wirken als Spermatogonie, die sich durch die Spermatogenese weiter entwickelt und sich in die primären, sekundären und spermatiden Stadien zu Spermatozoen (mit Kopf und langem Schwanz) umwandelt.

Wie die Hoden werden auch Eierstöcke durch die Vermehrung interstitieller Zellen gebildet., Es folgt die Entwicklung einer der Zellen (Eizelle), wenn sie an Größe zunimmt und einen großen Kern entwickelt – ein einzelner Eierstock kann eine oder zwei Eizellen enthalten.

* Hoden werden nahe dem oralen Ende der Hydra gebildet, während sich die Eierstöcke nahe dem basalen Ende bilden.

Die Befruchtung erfolgt, wenn gereifte Spermienzellen aus einem gerissenen Hoden ins Wasser freigesetzt werden und eines der Spermien die Eizelle erreicht. Hier entwickeln sich die befruchteten Eier zu einer Zygote.,

Das befruchtete Ei durchläuft eine Reihe von Schritten, darunter:

· Spaltung – Der Prozess, der Blastomere produziert – Zellen gleicher Größe.

· Blastulation – Führt zur Produktion der Blastel mit einem schmalen Hohlraum (blastocoel).

· Gastrulation – Die Blastula beginnt sich in eine mehrschichtige Struktur zu reorganisieren, die als Gastrula bekannt ist.,

· Enzystation – Um den Embryo bildet sich eine Zyste, die es dem Embryo ermöglicht, Veränderungen in der Umgebung zu überleben. Hier schläft der Embryo, bis sich die Umweltbedingungen verbessern.

· Schlüpfen – Wenn sich die Umweltbedingungen verbessern, entwickelt sich der Embryo weiter, indem er an Größe zunimmt und Tentakeln entwickelt. Diese Phase ist auch durch die Entrückung der Zyste gekennzeichnet. Der neue Nachwuchs wächst dann weiter, bis er reift.,

* Obwohl einige der Hydra sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungsorgane entwickeln und als Hermaphroditen bekannt sind. Forschungsstudien zufolge wird die Selbstreproduktion in Hydra in den meisten Fällen vermieden.

Hydra Symbiose und Photosynthese

Es wurde gezeigt, dass die Symbiose zwischen Mitgliedern des Phylum Cnidaria und Algen (Zooxanthellen) sehr häufig. Durch diese Art der Assoziation profitiert jeder Organismus vom anderen., Zum Beispiel können Hydra (grüne Hydra) durch ihre symbiotische Beziehung zu Algen der Gattung Chlorella ihre eigene Nahrung synthetisieren.

Dies stellt einen signifikanten Vorteil für Hydra dar, da sie in der Lage sein können, ihre eigenen Lebensmittel zu synthetisieren, wenn sich die Umweltbedingungen ändern (Lebensmittel sind knapp). Infolgedessen haben grüne Hydra einen großen Vorteil gegenüber brauner Hydra, dem das für die Photosynthese benötigte Chlorophyll fehlt.

Dies ist nur möglich, solange grüne Hydra Sonnenlicht ausgesetzt ist., Obwohl grüne Hydra Fleischfresser sind, können sie etwa 3 Monate überleben, indem sie Zucker verwenden, der durch Photosynthese produziert wird. Dies erlaubt dem Organismus, Hunger zu tolerieren (in Abwesenheit von Beute).

* Durch Fortpflanzung leiten grüne Hydra Chlorella an ihre Nachkommen weiter, so dass die Nachkommen in Abwesenheit von Beute Photosynthese durchführen können.

Regeneration in Hydra

Regeneration bezieht sich im Wesentlichen auf die Fähigkeit eines Organismus, bestimmte verlorene oder beschädigte Teile zu ersetzen., Zum Beispiel sind Geckos in der Lage, ihre Schwänze zu regenerieren, wenn sie durch die Aktivierung einer Gruppe von Stammzellen verloren gehen.

Obwohl eine Reihe anderer Organismen verlorene Teile regenerieren kann, ist Hydra aufgrund seiner Fähigkeit, sich auch nach dem Halbieren zu regenerieren oder in einen Mixer zu geben und zentrifugiert. Diese Fähigkeit sowie die Tatsache, dass Hydra weit weniger komplex ist, haben sie zum idealen Thema für Regenerationsstudien gemacht.,

* Hydra wurden aufgrund ihrer Fähigkeit, jeden Teil ihres Körpers zu regenerieren, als unsterblich angesehen.

Obwohl der Mechanismus, durch den Hydra in der Lage ist, jeden Teil ihres Körpers so effektiv zu regenerieren, noch nicht vollständig verstanden ist, wurde eine Reihe von Theorien vorgeschlagen basierend auf einer Reihe von Studien.,

Das Folgende sind zwei der am weitesten verbreiteten Mechanismen:

Entwicklungsorganisatorzentrum in der Nähe des Kopfpols und der Basis des Organismus

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Laut einer Studie, die an der Universität Genf in der Schweiz durchgeführt wurde, war die Kopfregeneration in Hydra nachweislich von der Umwandlung des Stumpfes in das Kopf-und Mittelgewebe abhängig.,

Hier wurde gezeigt, dass der Organisator eine wichtige Rolle bei der Induktion der Differenzierung von Stammzellen in spezialisierte Kopfzellen spielt und somit die Konstruktion des Kopfes lenkt. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass der Organisator auch eine Rolle als Inhibitor spielt. Durch seine hemmende Aktivität hemmt es die Bildung zusätzlicher Köpfe.,

Cytoskelett

Laut einer weiteren Studie, die am Technion-Israel Institute of Technology in Haifa durchgeführt wurde, fanden Forscher heraus, dass Zytoskelette eine wichtige Rolle spielen in der Regeneration. Aus der Forschungsstudie ging hervor, dass das Zytoskelett eine wichtige Rolle bei der Signalisierung spielt, die letztendlich zum Regenerationsprozess beiträgt.,

* Die Unsterblichkeit von Hydra-Hydra wurde als potenziell unsterblich beschrieben, da sie ältere Körperzellen alle 45 Tage durch neue ersetzen. Die Wachstumszone unterhalb der Tentakeln enthält interstitielle Zellen, die alle anderen Zellen produzieren.

Da ältere Zellen von beiden Polen der Hydra abgeworfen werden, ersetzen neue weiterhin die alten, sodass Hydra lange Zeit weiterleben kann. Es wurde gezeigt, dass die Entfernung dieser Zellen (Wachstumszonenzellen) innerhalb weniger Tage den Tod von Hydra verursacht.,

Fortbewegung

Hydra bewegen von einem Punkt zum anderen mit einer Reihe von Strategien. Dies ermöglicht dem Organismus, den Ort als Reaktion auf Reiz zu ändern.,

Diese Bewegungen werden durch die epidermalen Muskelfasern ermöglicht und umfassen:

· Expansion und Kontraktion – Diese Bewegungen ermöglichen es Hydra, sich zusammenzuziehen (zu verkürzen) und ihren Körper zu erweitern, um Beute mit ihren Tentakeln zu fangen.

· Looping – Diese Art der Bewegung ähnelt der kleinere Würmer. Hier biegt sich Hydra so, dass die Tentakeln das Substrat berühren., Danach bewegt sich die Pedalscheibe näher an den Tentakeln, so dass sich der Organismus in die gewünschte Richtung bewegen kann. Durch die Wiederholung dieses Vorgangs kann Hydra von einem Punkt zum anderen wechseln.

· Salto – Mit dem Kopfpolende des Körpers und der Pedalscheibe kann Hydra purzeln und sich so von einem Punkt zum anderen bewegen. Diese Art von Bewegung ähnelt der von Turnern.

· Gehbewegung – Diese Art von Bewegung beinhaltet die Verwendung von Tentakeln., Hier benutzt die Hydra ihre Tentakel als Beine, um sich von einem Punkt zum anderen zu bewegen.

· Gleiten – Hydra kann sich auch durch Gleiten auf einer Oberfläche bewegen. Dies ist die Art der Bewegung, die der von Schnecken ähnelt.

· Schwimmen – Indem Hydra ihre Tentakeln ähnlich wie Tintenfische schwenkt, kann sie im Wasser schwimmen.

· Das Klettern wird durch Tentakeln ermöglicht, die es Hydra ermöglichen, sich an bestimmten Oberflächen festzuhalten und die Oberfläche (von Blättern usw.) hinaufzuklettern.,

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Anita Kaliszewicz. (2011)., Störung der asexuellen und sexuellen Fortpflanzung in der grünen Hydra. ResearchGate.

Dr. Nikunj Bhatt. (2014). Hydra: Ein Überblick über Lebensprozesse. Internationale E-Publikation.

Wang AT, Deng L, Liu HT. (2012). Eine neue Art von hydra (Cnidaria: Hydrozoa: Hydridae) und molekulare phylogenetische Analyse von sechs artverwandten aus China. ncbi.

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