První, kdo hydru viděl a popsal, byl vynálezce mikroskopu a největší přírodovědec 17.-18. století A. Levenguk.
Při pohledu na vodní rostliny pod svým primitivním mikroskopem uviděl podivného tvora s „rukama v podobě rohů“. Leeuwenhoekovi se dokonce podařilo pozorovat pučení hydry a vidět její bodavé buňky.
Struktura sladkovodní hydry
Hydra je typickým zástupcem koelenterátů. Tvar jeho těla je trubkovitý, na předním konci je ústní otvor obklopený korunou 5-12 chapadel. Bezprostředně pod chapadly má hydra malé zúžení – krk, který odděluje hlavu od těla. Zadní konec hydry je zúžený do víceméně dlouhého stébla nebo stébla s podrážkou na konci. Dobře živená hydra má délku ne více než 5-8 milimetrů, hladová je mnohem delší.
Tělo hydry, stejně jako všech koelenterátů, se skládá ze dvou vrstev buněk. Ve vnější vrstvě jsou buňky rozmanité: některé z nich fungují jako orgány, které zabíjejí kořist (bodavé buňky), jiné vylučují hlen a další mají kontraktilitu. Ve vnější vrstvě jsou rozptýleny i nervové buňky, jejichž procesy tvoří síť pokrývající celé tělo hydry.
Hydra je jedním z mála zástupců sladkovodních koelenterátů, z nichž většinu tvoří obyvatelé moře. V přírodě se hydry nacházejí v různých vodních plochách: v rybnících a jezerech mezi vodními rostlinami, na kořenech okřehku, se zeleným kobercem pokrývajícím příkopy a jámy s vodou, v malých rybnících a říčních stojatých vodách. V nádržích s čistou vodou lze hydry nalézt na holých skalách u břehu, kde někdy tvoří sametový koberec. Hydry jsou světlomilné, proto se většinou zdržují na mělkých místech u břehů. Jsou schopni rozeznat směr toku světla a pohybovat se směrem k jeho zdroji. Při chovu v akváriu se vždy přesouvají k osvětlené stěně.
Pokud do nádoby s vodou dáte více vodních rostlin, můžete pozorovat hydry plazící se po stěnách nádoby a listech rostlin. Podrážka hydry vylučuje lepkavou látku, díky které je pevně přichycena ke kamenům, rostlinám nebo stěnám akvária a není snadné ji oddělit. Příležitostně se hydra pohybuje při hledání potravy. V akváriu můžete místo jeho uchycení denně označit tečkou na skle. Tato zkušenost ukazuje, že během několika dní pohyb hydry nepřesáhne 2-3 centimetry. Pro změnu místa se hydra dočasně přilepí svými chapadly na sklo, oddělí podrážku a přitáhne ji k přednímu konci. Když se hydra připevní svou podrážkou, narovná se a znovu nakloní svá chapadla o krok dopředu. Tento způsob pohybu je podobný způsobu, jakým chodí housenka motýla, hovorově nazývaná „měřič“. Pouze housenka táhne zadní konec směrem dopředu a poté posune přední konec opět dopředu. Při chůzi tímto způsobem se hydra neustále otáčí nad hlavou a pohybuje se tak poměrně rychle. Existuje ještě jeden, mnohem pomalejší způsob pohybu – klouzání po podrážce. Sílou svalů podrážky se hydra sotva znatelně pohne ze svého místa. Hydry mohou nějakou dobu plavat ve vodě: poté, co se oddělily od substrátu, roztáhly svá chapadla, pomalu padaly ke dnu. Na podrážce se může vytvořit bublina plynu, která zvíře nese nahoru.
Jak se živí sladkovodní hydry?
Hydra je dravec, potravou jsou nálevníci, drobní korýši – dafnie, kyklop a další, občas narazí na větší kořist v podobě komáří larvy nebo malého červa. Hydras může dokonce způsobit poškození rybníků tím, že požírá rybí potěr, který se vylíhne z vajíček.
Lov hydry je v akváriu snadno pozorovatelný. Poté, co hydra roztáhla svá chapadla tak, že vytvořila záchytnou síť, visí chapadly dolů. Pokud se na sedící hydru díváte delší dobu, můžete vidět, že její tělo se neustále pomalu kymácí a předním koncem popisuje kruh. Cyklop, který proplouvá kolem, se dotkne chapadel a začne bojovat, aby se osvobodil, ale brzy, zasažen žahavými buňkami, se uklidní. Ochrnutá kořist je chapadlem přitažena k tlamě a sežrána. Malý dravec se při úspěšném lovu nafoukne spolykanými korýši, jejichž tmavé oči prosvítají stěnami těla. Hydra dokáže spolknout kořist větší než je ona sama. Současně se ústa dravce široce otevírají a stěny těla se roztahují. Někdy část nemístné kořisti vyčnívá z tlamy hydry.
Reprodukce sladkovodní hydry
Při dobré výživě začne hydra rychle pučet. Růst pupenu z malého tuberkulu do plně vytvořené hydry, ale stále sedící na těle matky, trvá několik dní. Často, zatímco mladá hydra se ještě neoddělila od starého jedince, druhý a třetí pupen se již tvoří na těle druhého. Tak dochází k nepohlavnímu rozmnožování, pohlavní rozmnožování je pozorováno častěji na podzim, když teplota vody klesá. Na těle hydry se objevují otoky – gonády, z nichž některé obsahují vaječné buňky, a jiné – samčí reprodukční buňky, které volně plovoucí ve vodě pronikají do tělních dutin jiných hydr a oplodňují nehybná vajíčka.
Po vytvoření vajíček stará hydra obvykle umírá a z vajíček se za příznivých podmínek vynořují mladé hydry.
Regenerace ve sladkovodní hydra
Hydry mají mimořádnou schopnost regenerace. Hydra rozřezaná na dvě části velmi rychle narůstá chapadla na spodní části a podrážce na horní části. V historii zoologie jsou proslulé pozoruhodné pokusy s hydrou, prováděné v polovině 17. století. Holandský učitel Tremblay. Podařilo se mu nejen získat celé hydry z malých kousků, ale dokonce slil poloviny různých hydr mezi sebou, obrátil jejich tělo naruby a získal sedmihlavého polypa, podobného lernské hydrě z bájí starověkého Řecka. Od té doby se tomuto polypu začalo říkat hydra.
Hydra má málo přirozených nepřátel, protože je dobře chráněna bodavými buňkami. Někdy je mohou sežrat někteří řasoví červi a plži – rybniční plži. I přes malou velikost hydry na ní žijí i specifičtí parazité. Z prvoků jsou to hydrameba (Hydramoeba hydroxend) a brvitá trichodina (Trichodinapediculus). Na hydrách parazitují i drobní perloočky Anchistropus. Připevňují se k chapadlům hydry pomocí speciálních háčků na prvním páru nohou. Hydry zasažené těmito korýši brzy umírají.
V nádržích naší země jsou 4 typy hydry, které se od sebe jen málo liší. Jeden z druhů se vyznačuje jasně zelenou barvou, což je způsobeno přítomností hydry v těle symbiotické řasy – zoochlorelly. Z našich hydr je nejznámější hydra stonková neboli hnědá (Hydra oligactis) a hydra bezstopá neboli obyčejná (H. vulgaris).
Účel lekce: zjistit strukturální rysy a životní funkce hydry jako nižšího mnohobuněčného živočicha.
Cíle lekce: Odpovězte na následující otázky.
– Proč je Hydra členem typu Coelenterate?
– Jaké výhody má hydra oproti zvířatům patřícím do typu Prvoci?
– Co je regenerace?
Učení nového materiálu
1. Úvodní slovo učitele
A. Tremblay
„Uřízl jsem hlavy osmi matkám, které měly děti, které ještě neměly vyvinuté ruce. Pak jsem jednoho z nich rozčtvrtil.” A. Tremblay
To, co zde vidíte, nejsou řádky ze scénáře krvavého thrilleru, ale popis biologických experimentů. Dirigoval je mladý Švýcar Abraham Tremblay v létě roku 1740. Měl přirozenou zvědavost. Jednoho dne založil skutečnou sladkovodní zoo. Hydras žila v jedné ze sklenic. Nejprve si je Tremblay spletl s vláknitými řasami. Přesouvali však své výhonky, což se zdá být u rostlin neobvyklé. Tremblay, který chce rozptýlit své pochybnosti, rozhodně nůžkami rozřízne hydru rozprostřenou na jeho dlani a spustí poloviny zpět do nádoby. Je jasné, že zvíře není schopné se z takové operace vzpamatovat. O deset dní později seděly dvě dvojčata hydry na dně nádoby, jako by se nic nestalo. Dlouhými tenkými chapadly chytali malé korýše a cpali si je do úst. Proto je hydra stále zvíře. Bytost, kterou lze bez újmy rozpůlit! Ve čtyřech dílech! To je neuvěřitelné! “Nejdřív jsem nevěřil svým očím. Kdo mohl tušit, že jí naroste hlava!“ – Tremblay nadšeně zapisuje své dojmy.
2. Práce s mikroskopem
Studie mikrosklíčka “Freshwater Hydra”.
3. Vysvětlení z podpůrného shrnutí (OK)
Typ Coelenterates jsou nižší mnohobuněční živočichové, jejichž tělo se skládá ze dvou vrstev buněk a má radiální symetrii. Tento typ sdružuje asi 9 tisíc druhů. Jedná se především o mořské živočichy: medúzy, mořské sasanky, korály. Ve sladkých vodách je hydra jediným zástupcem koelenterátů. Mezi zástupci typu koelenterátů žijících v mořích jsou formy přisedlé – polypy a volně plavající – medúzy. Sladkovodní hydra je také polyp.
4. Práce s tréninkovou kartou a OK
Hydra je mnohobuněčný tvor, ale jeho stavba je na první pohled velmi primitivní. Představte si malinkou, asi 1 cm dlouhou, vysoce protáhlou rukavici s ústím otvorem mezi dlouhými prsty chapadla (Hydra je demonstrována na příkladu gumové rukavice.).
Tělo hydry je tvořeno převážně dvěma typy buněk. Některé kryjí tělo hydry zvenčí, jiné ho vystýlají zevnitř. Mezi nimi jsou roztroušeny nervové buňky. Svými výhonky tvoří plexus, který připomíná pletivo železné postele. Konce chapadel jsou vyzbrojeny několika typy bodavých buněk, které zabíjejí kořist. To je skoro vše. Hydra je v podstatě živý žaludek, který do sebe nacpe ulovenou kořist. Nemá žádné kosti, chrupavky, játra, ledviny, střeva, žábry, smyslové orgány, cévy ani nervy.
5. Zobecnění tématu učitelem dle OK
Vzdělávací karta na téma „Sladkovodní hydra“
I. Taxonomie
Zvířecí království
Typ Coelenterates
Hydroidní třída
Hydra Squad
Hydra sladkovodní
II. Místo výskytu. Vzhled
Sladkovodní hydru není těžké najít mezi podmořskými houštinami v rybnících, stojatých vodách řek a malých jezerech. Abyste si hydru lépe prohlédli, musíte se vyzbrojit lupou. Jeho růžovohnědé tělo v podobě tenkého podlouhlého váčku dlouhého pouze 2-3 mm až 1 cm je přichyceno k rostlině nebo jinému substrátu spodním koncem – podrážkou. Na druhém konci těla hydry je koruna 6–8 chapadel, která obklopují tlamu tohoto zvířete.
III. Vlastnosti vnitřní struktury a životní aktivity
Tělo hydry má podobu vaku, jehož stěny se skládají ze dvou vrstev buněk: vnější – ektoderm a vnitřní – endoderm. Mezi nimi jsou špatně diferencované buňky. Dutina tvořená tímto vakem se nazývá střevní dutina. Odtud název typu – Coelenterates.
Ektoderm. Převážnou část ektodermu tvoří kožní a svalové buňky. Na základně každé takové buňky je kontraktilní svalové vlákno. Když se vlákna stahují, tělo hydry se smrští do hrudky. Kontrakce buněk na jedné straně způsobí, že se tělo hydry ohne stejným směrem.
Na těle, zejména na tykadlech, jsou žahavé neboli kopřivové buňky, které mají kromě cytoplazmy a jádra vezikulární žahavé pouzdro s žahavým vláknem. Z buňky vyčnívá citlivý vlas. Pokud se tělo malého zvířete dotkne chlupů, žahavá nit se do nich propíchne. Jed stékající po niti způsobí smrt kořisti. Bodavé buňky plní i ochrannou funkci.
Na bázi kožních svalových buněk jsou hvězdicovité nervové buňky s dlouhými výběžky, které při vzájemném kontaktu tvoří nervovou síť. Dotyk, změny teploty a další vlivy způsobují excitaci nervových buněk, šíří se po nervové soustavě a vedou ke kontrakci těla hydry. Reakce na podnět způsobený nervovým systémem se nazývá reflex.
Otázka: Jaký význam mají reflexy v životě zvířete?
Endoderm. Pokud je hydra hladová, její tělo se natáhne do celé délky a chapadla visí dolů. Potrava spolknutá hydrou dráždí citlivé buňky endodermu. V reakci na podráždění vylučují trávicí šťávu do střevní dutiny. Pod jeho vlivem dochází k částečnému trávení potravy. Některé endodermální buňky jsou vybaveny bičíky, které zametají částice potravy směrem k buňkám. Ve střevní dutině endodermální buňky, uvolňující pseudopody, zachycují potravu. Jeho trávení končí v trávicích vakuolách endodermálních buněk. Nestrávené zbytky jsou vylučovány ústy. V Hydra spolu s intrakavitárním trávením dochází také k intracelulárnímu trávení. K dýchání a vylučování metabolických produktů dochází povrchem těla.
IV. Reprodukce
Hydra se rozmnožuje pohlavně i nepohlavně (pučení). Obvykle pučí v létě. Do podzimu se v těle hydry tvoří samčí a samičí reprodukční buňky a dochází k oplodnění. Do zimy všechny hydry v nádrži odumírají a jejich nová generace se již nevyvíjí z pupenů, ale z přezimovaných oplodněných vajíček.
V. Regenerace
Regenerace je schopnost obnovit ztracené nebo poškozené části těla.
Hydra snadno obnovuje ztracené části těla. I těžce raněná a přeměněná na hadry přežije. Pokud přežije byť jen kousek těla, hydra bude obnovena.
Test znalostí na téma: „Typ Coelenterates“
I. Jak rozeznat horní část těla hydry od spodní?
II. Vyberte správná tvrzení.
1. Mezi koelenterátními živočichy jsou zástupci s radiální a oboustrannou tělesnou symetrií.
2. Všechny koelenteráty mají žahavé buňky.
3. Všichni coelenterati jsou sladkovodní živočichové.
4. Vnější vrstvu těla koelenterátů tvoří dermálně-svalové, bodavé, nervové a intermediární buňky.
5. K pohybu hydry dochází v důsledku stahování bodavých nití.
6. Všichni koelenteráti jsou predátoři.
7. Koelenteráty mají dva typy trávení – intracelulární a extracelulární.
8. Hydry nejsou schopny reagovat na podráždění.
III. Doplňte fráze.
1. Metoda nepohlavního rozmnožování u koelenterátů se nazývá. .
2. Splynutí vajíčka se spermií se nazývá. .
3. Během pohlavního rozmnožování se vyvíjejí mladé hydry. .
Domácí práce
I. Biologické úkoly
1. Medúzy jsou o něco hustší než voda, ale neklesají. Co jim pomáhá zůstat v těch vrstvách vody, kde žije jejich stálá kořist?
2. Pokud se nádoba, ve které hydra žije, mírně zakolísá, tělo zvířete se rychle zmenší a chapadla se zkrátí. Tělo hydry se stáhne stejně rychle, když se ho dotknete pitevní jehlou. Vysvětlete tento jev.
3. Velký bariérový útes v Austrálii je největší stavbou vybudovanou zvířaty: jeho délka je asi 2000 km, šířka dosahuje 150 km a místy sahá až do hloubky 2 km. Jaká zvířata a jak byl postaven?
4. Za příznivých podmínek pokrývají hydry všechny podvodní předměty jako růžový samet. Jak hojnost hydry ovlivňuje všechny ostatní obyvatele nádrže?
II. Kreativní úkoly
1. Vyrobte si model sladkovodní hydry z libovolného materiálu.
2. Napište příběh o hydra.
