Hydra (zoologie)

Hydra

Hydra Popis tohoto obrázku, také komentován níže Hydra viridis Klasifikace
Panování Animalia
Větev Cnidaria
Třída Hydrozoa
Objednat Hydroida
Rodina Hydridae

Druh

Hydra
Linnaeus , 1758

Hydra je druh ze zvířete větev z cnidarians (Cnidaria jsou relativně jednoduché zvířata, specifické pro vodní prostředí  , které zahrnují korálů , na sasanky a medúzy ).

Hydra neboli sladkovodní polyp je složitá mnohobuněčná rostlina podobná rostlinám. Genetici považují tento polyp za nesmrtelný, zejména díky jeho regenerační schopnosti.

Ve Francii jsou známy tři druhy: Hydra fusca , hnědá hydra; Hydra grisea , šedá hydra a Hydra viridissima (nebo Chlorohydra viridissima ), zelená hydra, jejíž barva je dána symbiotickou chlorellou .

Etymologie

Carl von Linné vytvořil v roce 1758 rod Hydra a dal mu toto jméno, protože zvíře po odříznutí hlavy vidělo dorůst novou hlavu, trochu jako hydra z Lerny , ze starořecké mytologie , monstrózního hada s sedm hlav, které dorůstaly, když byly řezány, pokud nebyly řezány najednou.

Výraz „ Sladkovodní polyp “ byl  vytvořen  pomocí Réaumur (1683-1757), velký přírodovědec, jemuž Abraham Trembley poslal některé exempláře zvířete ke studiu.

Popis

Hydra je poměrně malý organismus (může dosáhnout 15  mm ), který nemá kostru. Je to polyp, který žije ve sladké vodě , na rozdíl od drtivé většiny ostatních mořských ptáků. Při sebemenším kontaktu se polyp může zatáhnout až do bodu, kdy vytvoří nenápadný malý shluk 2 až 3  mm .

Má 6 až 10 bodavých chapadel obklopujících ústní dutinu a rychle regeneruje odstraněné části. Polyp se obvykle drží nohou za okolní prostředí, ale může také migrovat a viset na povrchu vody povrchovým napětím (noha suchá a zbytek těla ve vodě). Pokud nemá připojovací bod, polyp neplave a pomalu se potápí ve vodě.

Tělo hydry je tvořeno trubkou, která má na jednom konci otvor obklopený chapadly a na druhém konci uzavřený. Tyto dva konce se nazývají hlava a chodidlo (nebo chodidlo fixace). Střední část těla je oteklá.

Žaludeční sloupec má dvě vrstvy, nazývané ektoderm a endoderm , oddělené tenkou extracelulární matricí zvanou mesoglea .

Intersticiální buňky, převážně umístěné v intersticiálním prostoru mezi ektodermálními epiteliálními buňkami, se diferencují na nervové buňky , cnidocyty , žlázové buňky a gamety .

Na rozdíl od jiných cnidarians , hydra existuje pouze v polypu formě, a proto nemá formu medúzy. Nemá žádnou ektodermální kostru.

Způsob života

Dějiny

V XVIII th  století , Abraham Trembley byl (1710-1784) první přírodovědec dát přesný popis na „druh sladkovodní polypu.“ Trembley, který se narodil v Ženevě, nejprve studoval matematiku, než odešel do Nizozemska, kde nastoupil jako učitel k dětem hraběte. Svůj volný čas věnoval studiu rostlin a živočichů, které obývají rybníky a potoky na statku svého zaměstnavatele. V roce 1744 vydal požadovaná paměť Monografie o historii jakéhosi sladkovodních polypy tvořit rohy ramen , v němž líčí v elegantním francouzském z XVIII th  století , všechny pečlivé pozorování učinil i experimentů si představoval, aby se testu jeho hypotézy.

„Poprvé jsem se podíval na tato malá těla a vzal jsem je na parazitické Rostliny, které rostly na jiných Rostlinách“ ( Paměť ... ). Poznamenává, že hydra může pohybovat rukama a že se zdá, že toto hnutí „pochází z vnitřních příčin“, protože se mohou stahovat a znovu nasadit.

Také si v těchto bytostech všímá podivné vlastnosti, která v rostlinách chybí, pohybu. Ve skutečnosti se pohybují směrem k té straně lahve, která přijímá nejvíce světla. "Nejprve jsem byl zvědavý, jestli je tato skutečnost jen náhodná, nebo jestli to vyplývá z výrazného sklonu Polypů k místu nejvíce osvětleného skla." Aby se ujistil, jsem se obrátil na sklo kolem ... Den po zapnutí skla, jsem zjistil, že čím méně osvětlené straně, jeden na který jsem nechal spoustu polypy, byl téměř úplně vyprázdnit. " .

Poznamenává také, že tyto bytosti dokázaly zachytit kořist svými chapadly a poté je pohltit. Všechna tato pozorování podporovala hypotézu, že polyp je zvíře, ale předtím, než odmítl myšlenku, že by to mohla být rostlina, chtěl vědět, jestli by po jeho rozřezání na polovinu byla každá z jeho polovin schopna regenerovat celý polyp, protože to dokáže jen rostlina (jak se v té době myslelo). Vytvořil příčné a podélné řezy trubice, která tvoří tělo polypu, a pokaždé pozoroval, že každá polovina může rekonstituovat celý polyp podobný originálu! „Všechno, co jsem udělal, abych se dostal z pochyb, sloužilo jen k tomu, abych do toho vrhl víc . “

Vždy se stejnou zvědavostí a stejnou otevřeností pokračoval několik let ve svých pečlivých pozorováních, znásobil experimenty, aby otestoval své hypotézy, nebo provedl srovnání s jinými živými bytostmi, jako je „druh červů, který jsem již pozorně pozoroval , které se hodně množí a které jsem ještě neviděl vynásobené řízky “ .

Trembley se nakonec přesvědčil, že sladkovodní polypy jsou zvířata. Jeho Memoáry z roku 1744 představují první popis úplné regenerace zvířat, přičemž regeneraci drápů humra popsal Réaumur krátce předtím. Poté, co měl velkou odezvu se svými současníky, jeho zoologický výzkum upadl do zapomnění. Pouze moderní zoologie poznala hodnotu jeho práce a kvalitu jeho experimentální metody, v té době něco nového. Hydra byl model široce používán v XX -tého  století .

Reprodukce

Kromě šíření řízky (nebo regenerací), které vyžaduje stříhání, a proto obvykle vnější zásah, má hydra dva způsoby reprodukce:

Aby se hydra mohla reprodukovat tímto způsobem, musí být splněny dvě základní podmínky: teplota vody musí být přiměřená a dostatek jídla. Pokud ano, pak se kolem jedné třetiny těla hydry objeví malý výrůstek ( divertikulum trávicí dutiny). Tento růst migruje směrem k noze a roste a vytváří jakýsi pupen. To se na konci otevře a vytvoří „ústa“, která pak budou lemována chapadly. Nakonec má tento pupen všechny vlastnosti normální hydry, a proto se bud oddělí od hydry, aby „vedl svůj vlastní život“. Tato hydra je geneticky identická se svým původcem. Nicméně, v případě nedostatku potravin, pupeny neoddělují a tvoří malé kolonie přechodové lze kombinovat jednotky z 1. st , 2 e nebo 3 e  pořadí.

Hydra fusca je gonochorická, zatímco zelená hydra ( Chlorohydra viridissima = Hydra viridissima ) je hermafrodit . Tyto gonocytes , z intersticiálních buněk, účastní se tvorby kuželových varlat, který se nachází na hlavě, a polokulovitých vaječníků umístěných pod oblasti nadějné. Každý mužský gonofor (varle) se jeví jako bradavka nebo jako druh kónické bradavice naplněné totipotentními buňkami. Ve vaječnících se tvoří velké vajíčka, která zatlačují ektodermální vrstvu. Bičíkaté spermie , vydané rupturou ektodermální vrstvy, plavat na vejce, které oplodnit na místě. V létě bude vypuštěna malá plavecká larva ( planula ). To po opravě bude představovat novou hydru.

Tato reprodukce probíhá na konci dobrých klimatických podmínek, v zimě nebo na podzim.

Síla regenerace

Rozdělení žaludeční kolony hydry na 200 malých fragmentů 0,2  mm způsobí regeneraci z každého fragmentu celého polypu. Jakýkoli fragment těla s několika stovkami epiteliálních buněk může regenerovat celé zvíře. Tato schopnost samoorganizace je způsobena nepřetržitou produkcí buněk a signálními faktory v dospělé tkáni. Tento typ nepohlavního rozmnožování se nazývá architektomie .

Když je hydra umístěna do bohatého živného média, buňky dvou letáků žaludeční kolony se nepřerušovaně množí. Vytvořené buňky se pohybují nepřetržitě (tento migrační jev je popsán jako morphallaxis ) směrem k hlavě a k noze, což přispívá k růstu a regeneraci. Ten pokračuje až do maximální velikosti, pak nepřerušovaná produkce buněk produkuje pupeny, které dávají novým jedincům.

Pokračující produkce buněk je doprovázena stejně trvalou smrtí nejstarších buněk . K této destrukci dochází na konci chapadel a na základně polypu. Tyto dva komplementární procesy destrukce a růstu zajišťují neustálou obnovu tkání. K úplnému nahrazení dojde v závislosti na podmínkách prostředí za jeden až dva měsíce. Neexistuje tedy žádné stárnutí .

Střední část těla je bohatá na kmenové buňky , které se nazývají intersticiální buňky . Končetiny zvířete jsou naopak chudé na kmenové buňky a bohaté na diferencované buňky. Kmenové buňky jsou totipotentní , proliferující buňky schopné samoobnovy.

Kmenové buňky s jejich nepřerušovanou proliferační schopností propůjčují hydře „druh nesmrtelnosti“, jednak proto, že její tělo je neustále obnovováno a omlazováno, a jednak proto, že její buňky donekonečna produkují pupeny, které se množí jednotlivci uprostřed. Mateřská hydra a její potomci z pupenů tvoří jediný klon , který se za příznivých podmínek neustále zvyšuje a dává bytosti, kterou lze kvalifikovat jako potenciálně nesmrtelnou, a navíc zná potenciální věčné mládí . Samozřejmě existuje mnoho příčin náhodné smrti, které mohou způsobit, že každý polyp zmizí, ale stáří to zjevně nemůže.

Regenerace vypadá jako normální růst, ale vždy začíná po zranění. Gen Kazal1 kódující inhibitor enzymů schopných trávit proteiny (nebo proteázy ), který je exprimován v buňkách žláz, je hyperexprimován bezprostředně po amputaci v regeneračním pupenu. Když je tento gen Kazal1 potlačen, hydry nepřežijí stres amputace. U savců existuje homologní gen zvaný SPINK1 , který je vysoce exprimován v exokrinních buňkách pankreatu. Jeho porucha vede k chronické pankreatitidě.

Takže proteiny kódované Kazal1 v hydře a SPINK1 u lidí chrání tkáně před stresem prevencí nadměrné autofagie.

Citlivost na světlo

Podle studie Plachetzki et al. , toto primitivní zvíře, bratranec medúz, by počalo gen zodpovědný za neuronový impuls při vzniku zraku. Zdědili jej všichni obratlovci, včetně lidí.

Hydras jsou primitivní zvířata, která nemají oči, ale jsou stále citlivá na světlo. Mají funkční geny kódující opsin hrající ústřední roli ve fototransdukční kaskádě.

Seznamy druhů

Podle ITIS

Podle Světového registru mořských druhů (WRMS)

V akváriích

V akváriích jsou hydry považovány za relativně škodlivé: jsou dráždivé pro dospělé ryby a mohly by se živit velmi malými potěrmi . Nakonec se mohou v závislosti na podmínkách prostředí rychle množit.

Poznámky a odkazy

Poznámky

Reference

  1. Thomas CG Bosch , „  Proč se polypy regenerují a my ne: Směrem k buněčné a molekulární struktuře pro regeneraci Hydry  “, Developmental Biology , sv.  303,2007, str.  421-433
  2. Jason A. Carter, Callen Hyland, Robert E. Steele a Eva-Maria S. Collins (2016) Dynamika otevírání úst v Hydře; Svazek 110, číslo 5, p1191–1201, 8. března 2016 ( abstrakt ); DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.bpj.2016.01.008
  3. Paměti používané k historii jakýchsi polypů sladké vody se zbraněmi v podobě rohů , 1744.
  4. Brigitte Galliot , „  Hydra, model regenerativní paměti  “, Dopis L'Académie des Sciences , sv.  20,2007
  5. B. Grzimek, M. Fontaine, zvíře Le Monde ve 13 svazcích, svazek I , vyd. Stauffacher,1973
  6. A. Beaumont, P. Cassier, Biologie živočichů, od prvoků po epiteliourianské metazoany , svazek 1 , Dunod,1973
  7. Nicole Le Douarin, kmenové buňky, nositelé nesmrtelnosti , Odile Jacob,2007
  8. David C. Plachetzki Caitlin R. Fong a Todd H. Oakley , „  Vývoj fototransdukce z roku předkové cyklické nukleotidové dráhy  ,“ Proc. R. Soc. B ,2010, doi: 10.1098 / rspb.2009.1797 ( číst online )

Podívejte se také

externí odkazy

Bibliografie