गोड्या पाण्यातील हायड्राचे स्वरूप, हालचाल आणि पोषण. हायड्रा - हायड्रोझोआ वर्ग: संवेदी अवयव, मज्जासंस्था आणि पाचक प्रणाली, पुनरुत्पादन हायड्रा स्पंजसाठी एकमेव नाव का आहे

हायड्रा हा हायड्रोझोआ वर्गाचा विशिष्ट प्रतिनिधी आहे. त्याचा शरीराचा आकार दंडगोलाकार असतो, त्याची लांबी 1-2 सेमी पर्यंत पोहोचते. एका ध्रुवावर मंडपांनी वेढलेले तोंड असते, ज्याची संख्या वेगवेगळ्या प्रजातींमध्ये 6 ते 12 पर्यंत असते. विरुद्ध ध्रुवावर, हायड्रास सोल, जे प्राण्याला सब्सट्रेटला जोडण्यासाठी काम करते.

ज्ञानेंद्रिये

हायड्राच्या एक्टोडर्ममध्ये स्टिंगिंग किंवा चिडवणे पेशी असतात ज्या संरक्षण किंवा आक्रमणासाठी काम करतात. सेलच्या आतील भागात एक आवर्त वळवलेला धागा असलेली कॅप्सूल असते.

या पेशीच्या बाहेर एक संवेदनशील केस असतो. जर कोणत्याही लहान प्राण्याने केसांना स्पर्श केला तर, डंकणारा धागा त्वरीत बाहेर पडतो आणि पीडित व्यक्तीला छेदतो, जो धाग्याच्या बरोबर असलेल्या विषाने मरतो. सहसा एकाच वेळी अनेक स्टिंगिंग पेशी सोडल्या जातात. मासे आणि इतर प्राणी हायड्रास खात नाहीत.

तंबू केवळ स्पर्शासाठीच नव्हे तर अन्न पकडण्यासाठी देखील काम करतात - विविध लहान जलचर प्राणी.

हायड्रासमध्ये एक्टोडर्म आणि एंडोडर्ममध्ये उपकला-स्नायू पेशी असतात. या पेशींच्या स्नायू तंतूंच्या आकुंचनाबद्दल धन्यवाद, हायड्रा त्याच्या तंबू आणि त्याच्या सोलसह वैकल्पिकरित्या "स्टेपिंग" करते.

मज्जासंस्था

संपूर्ण शरीरात जाळे तयार करणाऱ्या चेतापेशी मेसोग्लियामध्ये असतात आणि पेशींच्या प्रक्रिया बाहेरून आणि हायड्राच्या शरीरात पसरतात. या प्रकारची इमारत मज्जासंस्थाडिफ्यूज म्हणतात. विशेषतः खूप मज्जातंतू पेशीतोंडाभोवती हायड्रामध्ये, तंबू आणि सोल वर स्थित आहे. अशा प्रकारे, कोएलेंटरेट्समध्ये फंक्शन्सचा सर्वात सोपा समन्वय आधीपासूनच आहे.

Hydrozoans चिडखोर आहेत. जेव्हा चेतापेशी विविध उत्तेजनांमुळे (यांत्रिक, रासायनिक, इ.) चिडतात तेव्हा समजलेली चिडचिड सर्व पेशींमध्ये पसरते. स्नायू तंतूंच्या संकुचिततेबद्दल धन्यवाद, हायड्राचे शरीर बॉलमध्ये संकुचित होऊ शकते.

अशा प्रकारे, सेंद्रिय जगात प्रथमच, प्रतिक्षेप कोएलेंटरेट्समध्ये दिसतात. या प्रकारच्या प्राण्यांमध्ये, प्रतिक्षेप अजूनही नीरस असतात. अधिक संघटित प्राण्यांमध्ये ते उत्क्रांतीच्या प्रक्रियेदरम्यान अधिक जटिल बनतात.

पचन संस्था

सर्व हायड्रा हे भक्षक आहेत. स्टिंगिंग पेशींच्या सहाय्याने शिकार पकडल्यानंतर, पक्षाघात आणि ठार केल्यावर, हायड्रा त्याच्या तंबूसह त्याला तोंडाच्या उघड्याकडे खेचते, जे खूप ताणू शकते. पुढे, अन्न जठरासंबंधी पोकळीत प्रवेश करते, ग्रंथी आणि उपकला-स्नायूंच्या एंडोडर्म पेशींनी रेषेत.

पाचक रस ग्रंथीच्या पेशींद्वारे तयार होतो. त्यात प्रोटीओलाइटिक एंजाइम असतात जे प्रथिने शोषण्यास प्रोत्साहन देतात. गॅस्ट्रिक पोकळीतील अन्न पाचक रसांद्वारे पचले जाते आणि लहान कणांमध्ये मोडते. एंडोडर्म पेशींमध्ये 2-5 फ्लॅगेला असतात जे गॅस्ट्रिक पोकळीमध्ये अन्न मिसळतात.

एपिथेलियल स्नायू पेशींचे स्यूडोपोडिया अन्नाचे कण पकडतात आणि त्यानंतर इंट्रासेल्युलर पचन होते. न पचलेले अन्नाचे अवशेष तोंडातून बाहेर काढले जातात. अशा प्रकारे, हायड्रॉइड्समध्ये, प्रथमच, पोकळी किंवा बाह्य, पचन दिसून येते, अधिक आदिम अंतःकोशिकीय पचनाच्या समांतर चालते.

अवयवांचे पुनरुत्पादन

हायड्राच्या एक्टोडर्ममध्ये मध्यवर्ती पेशी असतात, ज्यापासून शरीराला इजा होते तेव्हा मज्जातंतू, उपकला-स्नायू आणि इतर पेशी तयार होतात. हे जखमी क्षेत्राच्या जलद उपचार आणि पुनरुत्पादनास प्रोत्साहन देते.

जर हायड्राचा तंबू कापला गेला तर तो बरा होईल. शिवाय, जर हायड्राचे अनेक भाग (अगदी 200 पर्यंत) कापले गेले तर त्यापैकी प्रत्येक संपूर्ण जीव पुनर्संचयित करेल. हायड्रा आणि इतर प्राण्यांचे उदाहरण वापरून, शास्त्रज्ञ पुनरुत्पादनाच्या घटनेचा अभ्यास करतात. मानवांमध्ये आणि अनेक पृष्ठवंशीय प्रजातींमध्ये जखमांवर उपचार करण्याच्या पद्धती विकसित करण्यासाठी ओळखले जाणारे नमुने आवश्यक आहेत.

हायड्रा पुनरुत्पादन पद्धती

सर्व हायड्रोझोआ दोन प्रकारे पुनरुत्पादन करतात - अलैंगिक आणि लैंगिक. अलैंगिक पुनरुत्पादन खालीलप्रमाणे आहे. उन्हाळ्यात, अंदाजे अर्ध्या मार्गावर, एक्टोडर्म आणि एंडोडर्म हायड्राच्या शरीरातून बाहेर पडतात. एक टिळा किंवा कळी तयार होते. पेशींच्या प्रसारामुळे, मूत्रपिंडाचा आकार वाढतो.

कन्या हायड्राची जठराची पोकळी आईच्या पोकळीशी संवाद साधते. कळीच्या मुक्त टोकाला नवीन तोंड आणि तंबू तयार होतात. पायथ्याशी, कळी बांधलेली असते, तरुण हायड्रा आईपासून विभक्त होतो आणि स्वतंत्र अस्तित्व जगू लागतो.

हायड्रोझोआमध्ये लैंगिक पुनरुत्पादन नैसर्गिक परिस्थितीशरद ऋतूतील निरीक्षण. हायड्राच्या काही प्रजाती डायओशियस असतात, तर काही हर्माफ्रोडिक असतात. गोड्या पाण्यातील हायड्रामध्ये, मादी आणि नर लैंगिक ग्रंथी किंवा गोनाड्स, मध्यवर्ती एक्टोडर्म पेशींपासून तयार होतात, म्हणजेच हे प्राणी हर्माफ्रोडाइट्स आहेत. अंडकोष हायड्राच्या तोंडाजवळ विकसित होतात आणि अंडाशय तळाच्या जवळ विकसित होतात. जर वृषणात अनेक गतीशील शुक्राणू तयार होतात, तर अंडाशयात फक्त एकच अंडे परिपक्व होते.

Hermaphroditic व्यक्ती

हायड्रोझोआच्या सर्व हर्माफ्रोडायटिक प्रकारांमध्ये, शुक्राणू अंड्यांपेक्षा लवकर परिपक्व होतात. म्हणून, फर्टिलायझेशन क्रॉस-फर्टिलायझेशन होते, आणि म्हणून स्वयं-फर्टिलायझेशन होऊ शकत नाही. शरद ऋतूतील मातेमध्ये अंड्यांचे फलन होते. गर्भाधानानंतर, हायड्रास, एक नियम म्हणून, मरतात आणि अंडी वसंत ऋतूपर्यंत सुप्त अवस्थेत राहतात, जेव्हा त्यांच्यापासून नवीन तरुण हायड्रास विकसित होतात.

नवोदित

सागरी हायड्रॉइड पॉलीप्स, हायड्रा प्रमाणे, एकटे असू शकतात, परंतु बहुतेकदा ते वसाहतींमध्ये राहतात जे मोठ्या संख्येने पॉलीप्सच्या उदयामुळे दिसतात. पॉलीप वसाहती अनेकदा बनतात प्रचंड संख्याव्यक्ती

समुद्रावर हायड्रोइड पॉलीप्सअलैंगिक व्यक्तींव्यतिरिक्त, नवोदितांद्वारे पुनरुत्पादनादरम्यान, लैंगिक व्यक्ती किंवा जेलीफिश तयार होतात.

प्रतिमा
विकिमीडिया कॉमन्स वर

हे आहे
NCBI
EOL

इमारत योजना

हायड्राचे शरीर बेलनाकार आहे; शरीराच्या आधीच्या टोकाला (पेरीओरल शंकूवर) 5-12 तंबूंच्या कोरोलाने वेढलेले तोंड आहे. काही प्रजातींमध्ये, शरीर खोड आणि देठात विभागलेले असते. शरीराच्या मागील टोकाला (देठ) एक सोल असतो, त्याच्या मदतीने हायड्रा हलते आणि एखाद्या गोष्टीला जोडते. हायड्रामध्ये रेडियल (अक्षीय-हेटरोपोल) सममिती असते. सममितीचा अक्ष दोन ध्रुवांना जोडतो - तोंडी, ज्यावर तोंड स्थित आहे आणि अबोरल, ज्यावर सोल स्थित आहे. सममितीच्या अक्षांद्वारे, शरीराला दोन आरश-सममितीय भागांमध्ये विभाजित करून, सममितीची अनेक विमाने काढली जाऊ शकतात.

हायड्राचे शरीर पेशींच्या दोन थरांची भिंत असलेली एक पिशवी आहे (एक्टोडर्म आणि एंडोडर्म), ज्यामध्ये इंटरसेल्युलर पदार्थ (मेसोग्लिया) चा पातळ थर असतो. हायड्राची शरीराची पोकळी - जठराची पोकळी - तंबूच्या आत पसरलेली वाढ तयार करते. जरी असे मानले जाते की हायड्रामध्ये फक्त एकच छिद्र आहे जे गॅस्ट्रिक पोकळी (तोंडी) मध्ये जाते, खरं तर हायड्राच्या तळव्यावर एक अरुंद एबोरल छिद्र आहे. त्याद्वारे, आतड्यांसंबंधी पोकळी, तसेच गॅस बबलमधून द्रव सोडला जाऊ शकतो. या प्रकरणात, हायड्रा, बबलसह, सब्सट्रेटपासून विलग होते आणि वर तरंगते, स्वतःला पाण्याच्या स्तंभात वरच्या बाजूला धरून ठेवते. अशा प्रकारे, ते संपूर्ण जलाशयात पसरू शकते. तोंड उघडण्याच्या बाबतीत, आहार न देणाऱ्या हायड्रामध्ये ते अक्षरशः अनुपस्थित असते - तोंडी शंकूच्या एक्टोडर्म पेशी शरीराच्या इतर भागांप्रमाणेच जवळ असतात आणि घट्ट जंक्शन बनवतात. म्हणून, आहार देताना, हायड्राला प्रत्येक वेळी त्याचे तोंड पुन्हा “तोडून” घ्यावे लागते.

शरीराची सेल्युलर रचना

एपिथेलियल स्नायू पेशी

एक्टोडर्म आणि एंडोडर्मच्या एपिथेलियल-स्नायू पेशी हायड्राच्या शरीराचा मोठा भाग बनवतात. हायड्रामध्ये सुमारे 20,000 उपकला-स्नायू पेशी असतात.

एक्टोडर्म पेशींमध्ये दंडगोलाकार उपकला भाग असतात आणि ते एकल-स्तर इंटिग्युमेंटरी एपिथेलियम बनवतात. मेसोग्लियाला लागून या पेशींच्या संकुचित प्रक्रिया आहेत, ज्यामुळे हायड्राचे अनुदैर्ध्य स्नायू तयार होतात.

एन्डोडर्मच्या एपिथेलियल-स्नायू पेशी उपकला भागांद्वारे आतड्यांसंबंधी पोकळीमध्ये निर्देशित केल्या जातात आणि 2-5 फ्लॅगेला घेऊन जातात, जे अन्न मिसळतात. या पेशी स्यूडोपॉड्स बनवू शकतात, ज्याच्या मदतीने ते अन्नाचे कण पकडतात. पेशींमध्ये पाचक व्हॅक्यूल्स तयार होतात.

एक्टोडर्म आणि एंडोडर्मच्या एपिथेलियल-स्नायू पेशी या दोन स्वतंत्र सेल रेषा आहेत. हायड्राच्या शरीराच्या वरच्या तिसऱ्या भागात, ते माइटोटिकरित्या विभाजित होतात आणि त्यांचे वंशज हळूहळू एकतर हायपोस्टोम आणि तंबूकडे किंवा सोलच्या दिशेने जातात. जसजसे ते हलतात तसतसे पेशींचे पृथक्करण होते: उदाहरणार्थ, तंबूवरील एक्टोडर्म पेशी स्टिंगिंग बॅटरी पेशींना जन्म देतात आणि एकमेव - ग्रंथी पेशी ज्या श्लेष्मा स्राव करतात.

एंडोडर्मच्या ग्रंथी पेशी

एंडोडर्मच्या ग्रंथी पेशी आतड्यांसंबंधी पोकळीमध्ये स्रावित होतात पाचक एंजाइमजे अन्न तोडतात. या पेशी इंटरस्टिशियल पेशींपासून तयार होतात. हायड्रामध्ये सुमारे 5,000 ग्रंथी पेशी असतात.

इंटरस्टिशियल पेशी

उपकला-स्नायू पेशींच्या दरम्यान लहान, गोल पेशींचे गट असतात ज्यांना इंटरमीडिएट किंवा इंटरस्टिशियल पेशी (आय-सेल्स) म्हणतात. हायड्रामध्ये त्यापैकी सुमारे 15,000 आहेत. या अभेद्य पेशी आहेत. ते हायड्रा बॉडीमधील इतर प्रकारच्या पेशींमध्ये रूपांतरित होऊ शकतात, उपकला-स्नायूंचा अपवाद वगळता. इंटरमीडिएट पेशींमध्ये मल्टीपॉटेंट स्टेम सेलचे सर्व गुणधर्म असतात. हे सिद्ध झाले आहे की प्रत्येक मध्यवर्ती पेशी जंतू आणि दैहिक पेशी दोन्ही तयार करण्यास सक्षम आहे. स्टेम इंटरमीडिएट पेशी स्थलांतरित होत नाहीत, परंतु त्यांच्या भिन्न वंशज पेशी जलद स्थलांतर करण्यास सक्षम असतात.

चेतापेशी आणि मज्जासंस्था

चेतापेशी एक्टोडर्ममध्ये एक आदिम पसरलेली मज्जासंस्था बनवतात - एक पसरलेला मज्जातंतू प्लेक्सस (डिफ्यूज प्लेक्सस). एंडोडर्ममध्ये वैयक्तिक मज्जातंतू पेशी असतात. हायड्रा चेतापेशी तारामय आकाराच्या असतात. एकूण, हायड्रामध्ये सुमारे 5,000 न्यूरॉन्स असतात. हायड्रामध्ये तळव्यावर, तोंडाभोवती आणि तंबूवर पसरलेल्या प्लेक्ससची जाडी असते. नवीन डेटानुसार, हायड्रामध्ये हायड्रोमेडुसासच्या छत्रीच्या काठावर असलेल्या मज्जातंतूच्या रिंगप्रमाणेच एक पेरीओरल मज्जातंतू रिंग आहे.

हायड्रामध्ये संवेदी, इंटरकॅलरी आणि मोटर न्यूरॉन्समध्ये स्पष्ट विभाजन नाही. त्याच पेशीला चिडचिड जाणवते आणि उपकला स्नायू पेशींना सिग्नल प्रसारित करते. तथापि, चेतापेशींचे दोन मुख्य प्रकार आहेत - संवेदी पेशी आणि गँगलियन पेशी. संवेदनशील पेशींचे शरीर उपकला थर ओलांडून स्थित असतात; त्यांच्याभोवती एक स्थिर फ्लॅगेलम असतो जो मायक्रोव्हिलीच्या कॉलरने वेढलेला असतो, जो बाह्य वातावरणात पसरतो आणि चिडचिड जाणवण्यास सक्षम असतो. गँगलियन पेशी उपकला-स्नायू पेशींच्या पायथ्याशी स्थित असतात; त्यांच्या प्रक्रिया बाह्य वातावरणात विस्तारत नाहीत. आकारविज्ञानानुसार, बहुतेक हायड्रा न्यूरॉन्स द्विध्रुवीय किंवा बहुध्रुवीय असतात.

हायड्राच्या मज्जासंस्थेमध्ये इलेक्ट्रिकल आणि केमिकल सिनेप्सेस असतात. हायड्रा, डोपामाइन, सेरोटोनिन, नॉरपेनेफ्रिन, गॅमा-अमीनोब्युटीरिक ऍसिड, ग्लूटामेट, ग्लाइसिन आणि अनेक न्यूरोपेप्टाइड्स (व्हॅसोप्रेसिन, पदार्थ पी इ.) मध्ये आढळणारे न्यूरोट्रांसमीटर.

हायड्रा हा सर्वात आदिम प्राणी आहे ज्याच्या चेतापेशींमध्ये प्रकाश-संवेदनशील ऑप्सिन प्रथिने आढळतात. Hydra opsin जनुकाचे विश्लेषण सुचवते की Hydra आणि मानवी opsins सामायिक करतात सामान्य मूळ.

स्टिंगिंग पेशी

स्टिंगिंग पेशी केवळ धड क्षेत्रामध्ये मध्यवर्ती पेशींपासून तयार होतात. प्रथम, इंटरमीडिएट सेल 3-5 वेळा विभाजित होते, साइटोप्लाज्मिक ब्रिजने जोडलेल्या स्टिंगिंग सेल प्रिकर्सर्स (cnidoblasts) चे क्लस्टर (घरटे) तयार करते. मग भेदभाव सुरू होतो, ज्या दरम्यान पूल अदृश्य होतात. विभेदक cnidocytes तंबूमध्ये स्थलांतर करतात. स्टिंगिंग पेशी सर्व प्रकारच्या पेशींमध्ये सर्वात जास्त आहेत; त्यापैकी सुमारे 55,000 हायड्रामध्ये आहेत.

स्टिंगिंग सेलमध्ये एक स्टिंगिंग कॅप्सूल विषारी पदार्थाने भरलेले असते. कॅप्सूलच्या आत एक स्टिंगिंग धागा खराब केला जातो. पेशीच्या पृष्ठभागावर एक संवेदनशील केस आहे; जेव्हा ते चिडले जाते तेव्हा धागा बाहेर फेकला जातो आणि पीडिताला मारतो. धागा काढल्यानंतर, पेशी मरतात आणि मध्यवर्ती पेशींमधून नवीन तयार होतात.

हायड्रामध्ये चार प्रकारच्या स्टिंगिंग पेशी असतात - स्टेनोटेल्स (पेनिट्रंट्स), डेस्मोनेमास (व्हॉल्व्हेंट्स), होलोट्रिच आयसोरिझा (मोठे ग्लूटीनंट्स) आणि ॲट्रिचेस आयसोरिझा (लहान ग्लूटीनंट्स). शिकार करताना, व्हॉल्व्हेंट्स प्रथम गोळीबार केला जातो. त्यांचे सर्पिल स्टिंगिंग थ्रेड पीडिताच्या शरीराच्या वाढीस अडकतात आणि ते टिकवून ठेवण्याची खात्री करतात. बळीचे धक्के आणि त्यांच्यामुळे होणारे कंपन यांच्या प्रभावाखाली, अधिक उच्च उंबरठाचिडचिड penetrants. त्यांच्या डंकाच्या धाग्याच्या पायथ्याशी असलेले मणके शिकारच्या शरीरात नांगरलेले असतात आणि पोकळ डंकाच्या धाग्याद्वारे विष त्याच्या शरीरात टोचले जाते.

तंबूवर मोठ्या संख्येने स्टिंगिंग पेशी आढळतात, जिथे ते स्टिंगिंग बॅटरी तयार करतात. सामान्यतः बॅटरीमध्ये एक मोठा एपिथेलियल-स्नायू पेशी असतो ज्यामध्ये स्टिंगिंग पेशी विसर्जित केल्या जातात. बॅटरीच्या मध्यभागी एक मोठा भेदक असतो, त्याभोवती लहान व्हॉल्व्हेंट्स आणि ग्लूटीनंट असतात. Cnidocytes desmosomes द्वारे एपिथेलियल स्नायू पेशींच्या स्नायू तंतूंशी जोडलेले असतात. मोठे ग्लुटिनंट्स (त्यांच्या स्टिंगिंग थ्रेडमध्ये मणके असतात, परंतु, व्हॉल्व्हेंटाप्रमाणे, शीर्षस्थानी छिद्र नसतात) वरवर पाहता मुख्यतः संरक्षणासाठी वापरले जातात. जेव्हा हायड्रा त्याच्या तंबूंना सब्सट्रेटशी घट्टपणे जोडण्यासाठी हलते तेव्हाच लहान ग्लुटिनंट्स वापरतात. त्यांचे गोळीबार हायड्रा पीडितांच्या ऊतींमधील अर्कांनी अवरोधित केले आहे.

हायड्रा पेनिट्रंट्सच्या फायरिंगचा अल्ट्रा-हाय-स्पीड चित्रीकरण वापरून अभ्यास केला गेला. असे दिसून आले की संपूर्ण गोळीबार प्रक्रियेस सुमारे 3 एमएस लागतात. त्याच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात (मणक्याचे मणके उलटण्यापूर्वी), त्याचा वेग 2 m/s पर्यंत पोहोचतो आणि प्रवेग सुमारे 40,000 आहे (1984 मधील डेटा); वरवर पाहता ही निसर्गात ज्ञात असलेल्या सर्वात वेगवान सेल्युलर प्रक्रियांपैकी एक आहे. पहिला दृश्यमान बदल (उत्तेजनानंतर 10 μs पेक्षा कमी) स्टिंगिंग कॅप्सूलच्या व्हॉल्यूममध्ये अंदाजे 10% वाढ झाली, त्यानंतर व्हॉल्यूम मूळच्या जवळजवळ 50% पर्यंत कमी झाला. नंतर असे दिसून आले की नेमाटॉसिस्ट गोळीबार करताना वेग आणि प्रवेग दोन्ही मोठ्या प्रमाणात कमी लेखले गेले होते; 2006 च्या डेटानुसार, फायरिंगच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात (स्पाइक्स बाहेर टाकणे), या प्रक्रियेचा वेग 9-18 मी/से आहे आणि प्रवेग 1,000,000 ते 5,400,000 ग्रॅम पर्यंत आहे. हे सुमारे 1 एनजी वजनाच्या निमॅटोसिस्टला मणक्याच्या टोकांवर सुमारे 7 एचपीएचा दाब विकसित करण्यास अनुमती देते (ज्याचा व्यास सुमारे 15 एनएम आहे), जो लक्ष्यावरील गोळीच्या दाबाशी तुलना करता येतो आणि त्यास योग्यरित्या छेदू देतो. बळींची जाड त्वचा.

लैंगिक पेशी आणि गेमटोजेनेसिस

सर्व प्राण्यांप्रमाणे, हायड्रास oogamy द्वारे दर्शविले जाते. बहुतेक हायड्रा डायओशियस आहेत, परंतु हायड्राच्या हर्माफ्रोडाइटिक रेषा आहेत. अंडी आणि शुक्राणू दोन्ही आय-सेल्सपासून तयार होतात. असे मानले जाते की ही आय-सेल्सची विशेष उप-लोकसंख्या आहे जी सेल्युलर मार्करद्वारे ओळखली जाऊ शकते आणि जी हायड्रामध्ये आणि अलैंगिक पुनरुत्पादनादरम्यान कमी संख्येने उपस्थित असतात.

श्वास आणि निर्मूलन

चयापचय उत्पादनांचे श्वसन आणि उत्सर्जन प्राण्यांच्या शरीराच्या संपूर्ण पृष्ठभागाद्वारे होते. बहुधा, हायड्रा पेशींमध्ये असलेल्या व्हॅक्यूल्स, स्राव मध्ये काही भूमिका बजावतात. व्हॅक्यूल्सचे मुख्य कार्य बहुधा ऑस्मोरेग्युलेटरी आहे; ते जास्तीचे पाणी काढून टाकतात, जे सतत ऑस्मोसिसद्वारे हायड्रा पेशींमध्ये प्रवेश करतात.

चिडचिड आणि प्रतिक्षेप

हायड्रासमध्ये जाळीदार मज्जासंस्था असते. मज्जासंस्थेची उपस्थिती हायड्राला साध्या प्रतिक्षिप्त क्रिया करण्यास अनुमती देते. हायड्रा यांत्रिक चिडचिड, तापमान, प्रकाश, पाण्यात रसायनांची उपस्थिती आणि इतर अनेक पर्यावरणीय घटकांवर प्रतिक्रिया देते.

पोषण आणि पचन

हायड्रा लहान इनव्हर्टेब्रेट्स - डॅफ्निया आणि इतर क्लॅडोसेरन्स, सायक्लॉप्स, तसेच नायडीड ऑलिगोचेट्सवर फीड करते. रोटीफर्स आणि ट्रेमाटोड सेर्केरिया हे हायड्रा वापरत असल्याचे पुरावे आहेत. स्टिंगिंग पेशी वापरून तंबूद्वारे शिकार पकडले जाते, ज्याचे विष लहान बळींना त्वरीत अर्धांगवायू करते. तंबूच्या समन्वित हालचालींद्वारे, शिकार तोंडात आणले जाते आणि नंतर, शरीराच्या आकुंचनाच्या मदतीने, हायड्राला पीडितेला “अंगावर” ठेवले जाते. पचन आतड्यांसंबंधी पोकळी (पोकळ्यातील पचन) मध्ये सुरू होते आणि एंडोडर्म (इंट्रासेल्युलर पचन) च्या एपिथेलियल-स्नायू पेशींच्या पाचक व्हॅक्यूल्समध्ये समाप्त होते. न पचलेले अन्नाचे अवशेष तोंडातून बाहेर काढले जातात.
हायड्रामध्ये वाहतूक व्यवस्था नसल्यामुळे आणि मेसोग्लिया (एक्टोडर्म आणि एंडोडर्ममधील इंटरसेल्युलर पदार्थाचा थर) बराच दाट असल्याने, एक्टोडर्म पेशींमध्ये पोषक द्रव्ये पोहोचवण्याची समस्या उद्भवते. या समस्येचे निराकरण दोन्ही स्तरांच्या पेशींच्या वाढीमुळे होते, जे मेसोग्लिया ओलांडतात आणि गॅप जंक्शनद्वारे जोडतात. लहान सेंद्रिय रेणू (मोनोसॅकराइड्स, एमिनो ॲसिड) त्यांच्यामधून जाऊ शकतात, जे एक्टोडर्म पेशींना पोषण प्रदान करतात.

पुनरुत्पादन आणि विकास

अनुकूल परिस्थितीत, हायड्रा अलैंगिकपणे पुनरुत्पादन करते. प्राण्यांच्या शरीरावर एक कळी तयार होते (सामान्यत: शरीराच्या खालच्या तिसऱ्या भागात), ती वाढते, नंतर तंबू तयार होतात आणि तोंड फुटते. मातेच्या शरीरातून कोवळ्या हायड्रा कळ्या (या प्रकरणात, आई आणि मुलगी पॉलीप्स तंबूद्वारे सब्सट्रेटला जोडलेले असतात आणि वेगवेगळ्या दिशेने खेचतात) आणि स्वतंत्र जीवनशैली जगतात. शरद ऋतूतील, हायड्रा लैंगिक पुनरुत्पादन करण्यास सुरवात करते. शरीरावर, एक्टोडर्ममध्ये, गोनाड्स तयार होतात - लैंगिक ग्रंथी आणि त्यामध्ये, मध्यवर्ती पेशींमधून जंतू पेशी विकसित होतात. जेव्हा हायड्रा गोनाड्स तयार होतात तेव्हा एक मेडुसॉइड नोड्यूल तयार होतो. हे सूचित करते की हायड्रा गोनाड्स मोठ्या प्रमाणात सरलीकृत स्पोरिफर आहेत, हरवलेल्या मेड्यूसॉइड पिढीच्या अवयवामध्ये रूपांतर होण्याच्या मालिकेतील शेवटचा टप्पा. हायड्राच्या बहुतेक प्रजाती डायओशियस आहेत; हर्माफ्रोडिटिझम कमी सामान्य आहे. हायड्रा अंडी आसपासच्या पेशींच्या फागोसाइटोसिसमुळे वेगाने वाढतात. परिपक्व अंडी 0.5-1 मिमी व्यासापर्यंत पोहोचतात. हायड्राच्या शरीरात निषेचन होते: गोनाडमधील एका विशेष छिद्रातून, शुक्राणू अंड्यामध्ये प्रवेश करतो आणि त्यात विलीन होतो. झिगोट संपूर्ण एकसमान विखंडनातून जातो, परिणामी कोलोब्लास्टुला तयार होतो. मग, मिश्रित डिलेमिनेशन (इमिग्रेशन आणि डेलेमिनेशनचे संयोजन) परिणामी, गॅस्ट्रुलेशन होते. भ्रूणाभोवती मणक्यासारखी वाढ असलेले दाट संरक्षणात्मक कवच (भ्रूण) तयार होते. गॅस्ट्रुला टप्प्यावर, भ्रूण निलंबित ॲनिमेशनमध्ये प्रवेश करतात. प्रौढ हायड्रा मरतात, आणि भ्रूण तळाशी बुडतात आणि थंड होतात. वसंत ऋतूमध्ये, विकास चालू राहतो; एन्डोडर्मच्या पॅरेन्काइमामध्ये, पेशींच्या विचलनामुळे आतड्यांसंबंधी पोकळी तयार होते, नंतर तंबूचे मूळ तयार होते आणि शेलच्या खाली एक तरुण हायड्रा बाहेर पडतो. अशा प्रकारे, बहुतेक सागरी हायड्रॉइड्सच्या विपरीत, हायड्रामध्ये मुक्त-पोहणाऱ्या अळ्या नसतात आणि त्याचा विकास थेट होतो.

वाढ आणि पुनरुत्पादन

सेल स्थलांतर आणि नूतनीकरण

साधारणपणे, प्रौढ हायड्रामध्ये, तीनही पेशी रेषांच्या पेशी शरीराच्या मध्यभागी तीव्रतेने विभाजित होतात आणि तंबूच्या सोल, हायपोस्टोम आणि टिपांकडे स्थलांतरित होतात. तेथे पेशींचा मृत्यू आणि डिस्क्वॅमेशन होते. अशा प्रकारे, हायड्राच्या शरीरातील सर्व पेशी सतत नूतनीकरण केल्या जातात. सामान्य पौष्टिकतेसह, विभाजित पेशींचे "अतिरिक्त" मूत्रपिंडाकडे जाते, जे सहसा शरीराच्या खालच्या तिसऱ्या भागात तयार होतात.

पुनर्जन्म क्षमता

हायड्रामध्ये खूप उच्च पुनरुत्पादन क्षमता आहे. आडव्या बाजूने अनेक भागांमध्ये कापल्यावर, प्रत्येक भाग "डोके" आणि "पाय" पुनर्संचयित करतो, मूळ ध्रुवीयता राखतो - तोंड आणि तंबू शरीराच्या तोंडी टोकाच्या जवळ असलेल्या बाजूला विकसित होतात आणि देठ आणि सोल वर विकसित होतात. तुकड्याची अबोरल बाजू. संपूर्ण जीव शरीराच्या वैयक्तिक लहान तुकड्यांमधून (व्हॉल्यूमच्या 1/200 पेक्षा कमी), तंबूच्या तुकड्यांमधून आणि पेशींच्या निलंबनापासून पुनर्संचयित केला जाऊ शकतो. शिवाय, पुनरुत्पादन प्रक्रिया स्वतःच वाढलेल्या पेशी विभाजनासह नसते आणि हे मॉर्फलॅक्सिसचे एक विशिष्ट उदाहरण आहे.

हायड्रा मॅकेरेशनद्वारे प्राप्त झालेल्या पेशींच्या निलंबनापासून (उदाहरणार्थ, मिल गॅसद्वारे हायड्रा घासून) पुन्हा निर्माण करू शकते. प्रयोगांनी दर्शविले आहे की डोकेचे टोक पुनर्संचयित करण्यासाठी, सुमारे 300 उपकला-स्नायू पेशींची एकूण निर्मिती पुरेसे आहे. हे दर्शविले गेले आहे की सामान्य जीवाचे पुनरुत्पादन एका थराच्या पेशींमधून शक्य आहे (केवळ एक्टोडर्म किंवा फक्त एंडोडर्म).

हायड्राच्या कट बॉडीचे तुकडे ऍक्टिन सायटोस्केलेटनच्या संरचनेत जीवाच्या शरीराच्या अक्षाच्या अभिमुखतेबद्दल माहिती राखून ठेवतात: पुनरुत्पादनादरम्यान, अक्ष पुनर्संचयित केला जातो, तंतू थेट पेशी विभाजन करतात. ऍक्टिन स्केलेटनच्या संरचनेतील बदलांमुळे पुनरुत्पादनात अडथळा येऊ शकतो (शरीराच्या अनेक अक्षांची निर्मिती).

पुनरुत्पादन आणि पुनर्जन्म मॉडेल्सचा अभ्यास करण्यावरील प्रयोग

स्थानिक प्रजाती

रशिया आणि युक्रेनच्या जलाशयांमध्ये ते बहुतेकदा आढळतात खालील प्रकारहायड्रा (सध्या, अनेक प्राणीशास्त्रज्ञ वंशाव्यतिरिक्त वेगळे करतात हायड्राआणखी 2 प्रकार - पेल्माटोहायड्राआणि क्लोरोहायड्रा):

• लांब-स्टेम हायड्रा ( हायड्रा (पेल्माटोहायड्रा) ऑलिगॅक्टिस, समानार्थी - हायड्रा फुस्का) - मोठा, त्याच्या शरीराच्या लांबीच्या 2-5 पट लांबीच्या खूप लांब धाग्यासारख्या मंडपांचा गुच्छ आहे. हे हायड्रस खूप गहन नवोदित होण्यास सक्षम आहेत: एका प्रसूती व्यक्तीवर आपल्याला कधीकधी 10-20 पॉलीप्स आढळू शकतात जे अद्याप अंकुरलेले नाहीत.
• हायड्रा वल्गारिस ( हायड्रा वल्गारिस, समानार्थी - हायड्रा ग्रिसिया) - आरामशीर अवस्थेतील तंबू शरीराच्या लांबीपेक्षा लक्षणीयरीत्या ओलांडतात - शरीराच्या अंदाजे दुप्पट लांब आणि शरीर स्वतःच तळाच्या अगदी जवळ येते;
• हायड्रा सूक्ष्म ( Hydra circumcincta, समानार्थी - हायड्रा ॲटेनुआटा) - या हायड्राचे शरीर एकसमान जाडीच्या पातळ नळीसारखे दिसते. आरामशीर अवस्थेतील तंबू शरीराच्या लांबीपेक्षा जास्त नसतात आणि जर ते असतील तर ते खूपच लहान आहे. पॉलीप्स लहान असतात, कधीकधी 15 मिमी पर्यंत पोहोचतात. Holotrich isorhiz कॅप्सूलची रुंदी त्यांच्या अर्ध्या लांबीपेक्षा जास्त आहे. तळाशी जवळ राहणे पसंत करते. जलाशयाच्या तळाशी तोंड असलेल्या वस्तूंच्या बाजूला जवळजवळ नेहमीच जोडलेले असते.
• हिरवा हायड्रा ( ) लहान पण असंख्य तंबू असलेले, गवताळ हिरव्या रंगाचे.
• हायड्रा ऑक्सिनिडा - आरामशीर अवस्थेतील तंबू शरीराच्या लांबीपेक्षा जास्त नसतात आणि जर ते ओलांडले तर थोडेसे. पॉलीप्स मोठे आहेत, 28 मिमी पर्यंत पोहोचतात. Holotrich isorhiz कॅप्सूलची रुंदी त्यांच्या अर्ध्या लांबीपेक्षा जास्त नाही.

प्रतिक

तथाकथित "हिरवा" हायड्रास हायड्रा (क्लोरोहायड्रा) विरिडिसिमावंशातील एंडोसिम्बायोटिक शैवाल एंडोडर्म पेशींमध्ये राहतात क्लोरेला- प्राणीसंग्रहालय. प्रकाश मध्ये, अशा hydras करू शकता बराच वेळ(चार महिन्यांहून अधिक) अन्नाशिवाय जातात, तर कृत्रिमरित्या सिंबिओन्ट्सपासून वंचित हायड्रास दोन महिन्यांनंतर आहार न घेता मरतात. झूक्लोरेला अंड्यांमध्ये प्रवेश करते आणि ट्रान्सोव्हेरिअली संततीमध्ये प्रसारित होते. इतर प्रकारचे हायड्रास कधीकधी प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत झुओक्लोरेलाने संक्रमित होऊ शकतात, परंतु स्थिर सहजीवन उद्भवत नाही.

हायड्रासवर फिश फ्राय द्वारे हल्ला केला जाऊ शकतो, ज्यासाठी स्टिंगिंग सेल बर्न्स वरवर पाहता खूपच संवेदनशील असतात: हायड्रा पकडल्यानंतर, तळणे सामान्यत: ते थुंकते आणि ते खाण्याच्या पुढील प्रयत्नांना नकार देते.

Hydoridae कुटुंबातील एक क्लॅडोसेरन क्रस्टेशियन हायड्राच्या ऊतींना आहार देण्यासाठी अनुकूल आहे. अँकिस्ट्रोपस इमार्जिनॅटस.

4. पुनरुत्पादन आणि विकास
5. वाढ आणि पुनरुत्पादन
6. आयुर्मान
7. प्रतिक
8. शोध आणि अभ्यासाचा इतिहास
9. मॉडेल ऑब्जेक्ट म्हणून हायड्रा

सेल स्थलांतर आणि नूतनीकरण

साधारणपणे, प्रौढ हायड्रामध्ये, तीनही पेशी रेषांच्या पेशी शरीराच्या मध्यभागी तीव्रतेने विभाजित होतात आणि तंबूच्या सोल, हायपोस्टोम आणि टिपांकडे स्थलांतरित होतात. तेथे पेशींचा मृत्यू आणि डिस्क्वॅमेशन होते. अशा प्रकारे, हायड्राच्या शरीरातील सर्व पेशी सतत नूतनीकरण केल्या जातात. सामान्य पौष्टिकतेसह, विभाजित पेशींचे "अतिरिक्त" मूत्रपिंडाकडे जाते, जे सहसा शरीराच्या खालच्या तिसऱ्या भागात तयार होतात.

पुनर्जन्म क्षमता

हायड्रामध्ये पुनरुत्पादन करण्याची खूप उच्च क्षमता आहे. आडव्या बाजूने अनेक भागांमध्ये कापल्यावर, प्रत्येक भाग "डोके" आणि "पाय" पुनर्संचयित करतो, मूळ ध्रुवीयता राखतो - तोंड आणि तंबू शरीराच्या तोंडी टोकाच्या जवळ असलेल्या बाजूला विकसित होतात आणि देठ आणि सोल वर विकसित होतात. तुकड्याची अबोरल बाजू. संपूर्ण जीव शरीराच्या वैयक्तिक लहान तुकड्यांमधून, तंबूच्या तुकड्यांमधून आणि पेशींच्या निलंबनापासून पुनर्संचयित केला जाऊ शकतो. शिवाय, पुनरुत्पादन प्रक्रिया स्वतःच वाढलेल्या पेशी विभाजनासह नसते आणि हे मॉर्फलॅक्सिसचे एक विशिष्ट उदाहरण आहे.

मॅसरेशनद्वारे प्राप्त झालेल्या पेशींच्या निलंबनापासून हायड्रा पुन्हा निर्माण होऊ शकते. प्रयोगांनी दर्शविले आहे की डोकेचे टोक पुनर्संचयित करण्यासाठी, सुमारे 300 उपकला-स्नायू पेशींची एकूण निर्मिती पुरेसे आहे. हे सिद्ध झाले आहे की एका थराच्या पेशींमधून सामान्य जीवाचे पुनरुत्पादन शक्य आहे.

पुनरुत्पादन आणि पुनर्जन्म मॉडेल्सचा अभ्यास करण्यावरील प्रयोग

आधीच सुरुवातीचे अनुभवट्रेम्बलेने दर्शविले की पुनरुत्पादनादरम्यान तुकड्याची ध्रुवता राखली जाते. जर तुम्ही हायड्राचे शरीर आडवा बाजूने अनेक दंडगोलाकार तुकड्यांमध्ये कापले, तर त्या प्रत्येकावर हायपोस्टोम आणि तंबू पूर्वीच्या तोंडी टोकाच्या जवळ पुन्हा निर्माण होतात आणि सोल पुन्हा पूर्वीच्या अबोरल ध्रुवाच्या जवळ पुन्हा निर्माण होतो. त्याच वेळी, "डोके" च्या जवळ असलेल्या तुकड्यांसाठी, "डोके" जलद पुनरुत्पादित होते आणि "पाय" च्या जवळ असलेल्यांसाठी "पाय" पुन्हा निर्माण होते.

नंतर, वेगवेगळ्या व्यक्तींच्या तुकड्यांचे विलीनीकरण करण्याच्या तंत्राचा वापर केल्यामुळे पुनरुत्पादनाच्या अभ्यासावरील प्रयोग सुधारले गेले. जर तुम्ही हायड्राच्या शरीराच्या बाजूने एक तुकडा कापला आणि दुसर्या हायड्राच्या शरीरात फ्यूज केला तर प्रयोगाचे तीन परिणाम शक्य आहेत: 1) तुकडा प्राप्तकर्त्याच्या शरीरात पूर्णपणे विलीन होतो; २) तुकडा एक प्रोट्र्यूशन बनवतो, ज्याच्या शेवटी "डोके" विकसित होते; 3) तुकडा एक प्रोट्र्यूशन बनवतो, ज्याच्या शेवटी एक "पाय" तयार होतो. असे दिसून आले की "डोके" तयार होण्याची टक्केवारी जास्त आहे, दात्याच्या "डोके" च्या जवळ प्रत्यारोपणासाठी तुकडा घेतला जातो आणि प्राप्तकर्त्याच्या "डोके" पासून पुढे ठेवला जातो. या आणि तत्सम प्रयोगांमुळे पुनर्जन्माचे नियमन करणाऱ्या चार मॉर्फोजेन पदार्थांच्या अस्तित्वाची मांडणी झाली: “डोके” चे ॲक्टिव्हेटर आणि इनहिबिटर आणि “लेग” चे ॲक्टिव्हेटर आणि इनहिबिटर. हे पदार्थ, या पुनरुत्पादन मॉडेलनुसार, एकाग्रता ग्रेडियंट्स तयार करतात: सामान्य पॉलीपच्या "डोके" प्रदेशात ॲक्टिव्हेटर आणि हेड इनहिबिटर या दोघांची एकाग्रता जास्तीत जास्त असते आणि "लेग" प्रदेशात सक्रियक आणि दोन्हीची एकाग्रता असते. लेग इनहिबिटर कमाल आहे.

हे पदार्थ खरोखरच शोधले गेले. 11 अमीनो ऍसिडचे हेड ॲक्टिव्हेटर पेप्टाइड, पिकोमोलर एकाग्रतेमध्ये सक्रिय. मानवांमध्ये, ते हायपोथालेमस आणि आतड्यांमध्ये असते आणि त्याच एकाग्रतेमध्ये न्यूरोट्रॉफिक प्रभाव असतो. हायड्रा आणि सस्तन प्राण्यांमध्ये, या पेप्टाइडचा माइटोजेनिक प्रभाव देखील असतो आणि पेशींच्या भिन्नतेवर परिणाम होतो.

लेग ॲक्टिव्हेटर देखील पेप्टाइडसह आण्विक वजन, जवळ जवळ 1000 Da. डोके आणि पाय अवरोधक हे कमी आण्विक वजनाचे हायड्रोफिलिक पदार्थ आहेत जे प्रथिने नसतात. साधारणपणे, चारही पदार्थ हायड्राच्या चेतापेशींद्वारे स्रवले जातात. हेड ॲक्टिव्हेटरचे इनहिबिटरपेक्षा जास्त अर्धे आयुष्य असते आणि ते अधिक हळूहळू पसरते कारण ते वाहक प्रथिनेशी बांधलेले असते. अत्यंत कमी एकाग्रतेमध्ये हेड इनहिबिटर ऍक्टिव्हेटरचे प्रकाशन दडपतो आणि 20 पट जास्त एकाग्रतेमध्ये ते स्वतःचे रिलीझ दाबते. लेग इनहिबिटर लेग ॲक्टिव्हेटरच्या प्रकाशनास देखील प्रतिबंधित करते.

पुनरुत्पादनाची आण्विक यंत्रणा

"नर्व्हलेस" हायड्रास मिळवणे

पुनर्जन्म दरम्यान, तसेच वाढ दरम्यान आणि अलैंगिक पुनरुत्पादन, एपिथेलियल-स्नायू पेशी स्वतंत्रपणे विभाजित होतात, एक्टोडर्म आणि एंडोडर्म पेशी या दोन स्वतंत्र पेशी रेषा आहेत. इतर प्रकारच्या पेशी मध्यवर्ती पेशींपासून विकसित होतात. विकिरण किंवा कोल्चिसिनच्या उच्च डोससह विभाजित मध्यवर्ती पेशी मारून, एखादी व्यक्ती "नर्व्हलेस" किंवा एपिथेलियल हायड्रास मिळवू शकते; ते वाढतात आणि अंकुर वाढतात, परंतु विलग झालेल्या कळ्या मज्जातंतू आणि स्टिंगिंग पेशींपासून रहित असतात. अशा हायड्राची संस्कृती प्रयोगशाळेत “बल” फीडिंग वापरून राखली जाऊ शकते.

धडा 10 जीवशास्त्र 7 वी इयत्ता

ट खाणे अ: हायड्रा पुनरुत्पादन. पुनर्जन्म. निसर्गात अर्थ.

कार्य.

कमी बहुपेशीय प्राणी म्हणून हायड्राची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये आणि जीवन प्रक्रिया शोधा.

निवासस्थानाच्या संबंधात जीवनशैलीच्या वैशिष्ट्यांचा अभ्यास करा.

हायड्राच्या वर्गीकरणाबद्दल ज्ञान विकसित करणे.

मायक्रोप्रिपेरेशनसह कार्य करण्यासाठी कौशल्यांची निर्मिती.

धडे उपकरणे.

टेबल "गोड्या पाण्यातील हायड्रा, मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर, , मायक्रोस्कोप, मायक्रोस्लाइड “हायड्रा”.

ज्ञान अद्ययावत करणे.

सजीव निसर्गाच्या संघटनेच्या स्तरांची नावे सांगा. कोलेंटरेट्स आणि गोड्या पाण्यातील हायड्रा कोणत्या स्तराशी संबंधित आहेत? हे कसे सिद्ध करता येईल?

कोणत्या प्रकारची सममिती प्राण्यांचे वैशिष्ट्य आहे? कोलेंटरेट्सच्या सममितीच्या प्रकाराचे नाव द्या.

कोलेंटरेट्ससाठी या प्रकारच्या सममितीचा फायदा स्पष्ट करा.

नाव वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्ये Coelenterates टाइप करा.

नवीन साहित्य शिकणे

शिक्षकांकडून प्रास्ताविक शब्द.

अडीच शतकांपूर्वी एक तरुण स्वित्झर्लंडहून हॉलंडमध्ये आला. त्यांनी नुकतेच विज्ञान शाखेचे विद्यापीठीय शिक्षण पूर्ण केले आहे. पैशांची गरज असल्याने, त्याने स्वतःला एका विशिष्ट मोजणीसाठी शिक्षक म्हणून नियुक्त करण्याचा निर्णय घेतला. या कामामुळे त्याला स्वतःचे संशोधन करण्यास वेळ मिळाला. कॉल केला तरुण माणूसअब्राहम ट्रेम्बले. त्याचे नाव लवकरच संपूर्ण प्रबुद्ध युरोपमध्ये प्रसिद्ध झाले. आणि अक्षरशः प्रत्येकाच्या पायाखाली काय आहे याचा अभ्यास करून तो प्रसिद्ध झाला - अगदी साधे जीव जे खड्डे आणि खड्ड्यात राहतात. ट्रेम्बलेने या सजीवांपैकी एक प्राणी समजून घेतला, ज्याचे त्याने एका झाडासाठी खंदकातून काढलेल्या पाण्याच्या थेंबांमध्ये काळजीपूर्वक परीक्षण केले.

स्लाइड 3.4.

गोड्या पाण्यातील हायड्रा हे कोएलेंटरेट प्राण्यांच्या फाइलमशी संबंधित आहे. समुद्रात राहणाऱ्या कोएलेंटरेट्सच्या प्रकाराच्या प्रतिनिधींमध्ये, सेसाइल प्रकार आहेत - पॉलीप्स आणि फ्री-स्विमिंग - जेलीफिश. गोड्या पाण्यातील हायड्रा देखील एक पॉलीप आहे.

"गोड्या पाण्यातील हायड्रा" प्रजातींचे वर्गीकरण लिहा.

अर्ज. स्लाइड 5

हायड्राची बाह्य रचना

हायड्राचे शरीर एका पातळ आयताकृती पिशवीच्या स्वरूपात, फक्त 2-3 मिमी ते 1 सेमी लांब, त्याच्या खालच्या टोकासह वनस्पती किंवा इतर सब्सट्रेटशी जोडलेले असते. शरीराच्या खालच्या भागाला सोल म्हणतात. हायड्राच्या शरीराच्या दुसऱ्या टोकाला 6-8 तंबूंच्या कोरोलाने वेढलेले तोंड असते.

सूक्ष्म नमुन्यांसह कार्य करणे. विचार करा बाह्य रचनाहायड्रा

अर्ज. स्लाइड 6, 7

हायड्राची बाह्य रचना एका नोटबुकमध्ये काढा आणि शरीराच्या अवयवांना लेबल करा.

सेल्युलर रचनाहायड्रा

हायड्राच्या शरीरात थैलीचे स्वरूप असते, ज्याच्या भिंतींमध्ये पेशींचे दोन स्तर असतात: बाह्य - एक्टोडर्म आणि आतील - एंडोडर्म. त्यांच्या दरम्यान खराब भिन्न पेशी आहेत. या पिशवीतून तयार होणाऱ्या पोकळीला आतड्यांसंबंधी पोकळी म्हणतात.

अर्ज. स्लाइड 7, 8, 9.

"एक्टोडर्म पेशी" आकृती भरणे

आम्ही स्वतंत्रपणे काम करतो. "एंटोडर्मल सेल" आकृती भरा

कोणत्या महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया सजीवांच्या वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत?

अर्ज. हायड्रा चळवळ. स्लाइड 13, 14.

मज्जासंस्थेची रचना. चिडचिड.

अर्ज. स्लाइड 15,16.

पोषण

हायड्रा एक सक्रिय शिकारी आहे. अब्राम ट्रेम्बले यांनी हायड्राचे निरीक्षण करताना सांगितले.

जर हायड्राला भूक लागली असेल तर त्याचे शरीर पूर्ण लांबीपर्यंत पसरते आणि तंबू खाली लटकतात. हायड्राने गिळलेले अन्न त्रासदायक आहे संवेदी पेशीएंडोडर्म चिडचिडीला प्रतिसाद म्हणून, ते आतड्यांसंबंधी पोकळीमध्ये पाचक रस स्राव करतात. त्याच्या प्रभावाखाली, अन्नाचे आंशिक पचन होते.

अर्ज. स्लाइड 17, 18.

पुनरुत्पादन

हायड्रा लैंगिक आणि अलैंगिक पुनरुत्पादित करते (नवोदित). सहसा उन्हाळ्यात कळ्या येतात. शरद ऋतूपर्यंत, हायड्राच्या शरीरात नर आणि मादी पुनरुत्पादक पेशी तयार होतात आणि गर्भाधान होते.

अर्ज. स्लाइड 19, 20, 21.

पुनर्जन्म

25 सप्टेंबर 1740 रोजी अब्राहम ट्रेम्बले यांनी हायड्राचे दोन तुकडे केले. ऑपरेशननंतर दोन्ही भाग जिवंत राहिले. एका तुकड्यातून, ज्याला ट्रेम्बलेचे "डोके" म्हटले जाते, एक नवीन शरीर वाढले, आणि दुसर्यापासून - एक नवीन "डोके". प्रयोगाच्या 14 दिवसांनंतर, दोन नवीन सजीवांचा उदय झाला. हायड्रा लहान आहे, फक्त 2.5 सेंटीमीटर. असा लहान प्राणी शंभर तुकड्यांमध्ये विभागला गेला - आणि प्रत्येक तुकड्यातून एक नवीन हायड्रा उदयास आला. त्यांनी ते अर्ध्यामध्ये विभाजित केले आणि अर्ध्या भागांना एकत्र वाढण्यापासून रोखले - त्यांना दोन प्राणी एकमेकांशी जोडले गेले. हायड्राचे बंडलमध्ये विच्छेदन केले गेले - हायड्राची बंडल-आकाराची वसाहत तयार झाली. जेव्हा त्यांनी अनेक हायड्रास कापले आणि परवानगी दिली वेगळे भागजेव्हा ते एकत्र वाढले, तेव्हा ते पूर्णपणे राक्षस बनले: दोन डोके असलेले जीव आणि अनेक. आणि ही राक्षसी, कुरूप रूपे जगत राहिली, खायला आणि पुनरुत्पादन करत राहिली! ट्रेम्बलेच्या सर्वात प्रसिद्ध प्रयोगांपैकी एक म्हणजे, डुकराच्या ब्रिस्टलच्या सहाय्याने, त्याने हायड्राला आतून बाहेर काढले, म्हणजेच त्याची आतील बाजू बाहेरील बनली; त्यानंतर प्राणी असे जगले की जणू काही झालेच नाही.

अर्ज. स्लाइड 22, 23, 24.

एकत्रीकरण.

योग्य विधाने निवडा.

1. कोलेंटरेट प्राण्यांमध्ये रेडियल आणि द्विपक्षीय शरीर सममिती असलेले प्रतिनिधी आहेत.

सर्व coelenterates मध्ये स्टिंगिंग पेशी असतात.

सर्व coelenterates गोड्या पाण्यातील प्राणी आहेत.
बाह्य थर coelenterates चे शरीर त्वचा-स्नायू, स्टिंगिंग, मज्जातंतू आणि मध्यवर्ती पेशींनी बनते.

स्टिंगिंग थ्रेड्सच्या आकुंचनमुळे हायड्राची हालचाल होते.

सर्व coelenterates भक्षक आहेत.

कोएलेंटेरेट्सचे पचन दोन प्रकारचे असते - इंट्रासेल्युलर आणि एक्स्ट्रासेल्युलर.

Hydras चिडून प्रतिक्रिया करण्यास सक्षम नाहीत.

2. गोड्या पाण्यातील हायड्राची वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्ये सांगा.

3. टेबल भरा.

4. वाक्यांमधील गहाळ शब्द भरा.

हायड्रा जोडलेले आहे... सब्सट्रेटला, दुसऱ्या टोकाला..., आजूबाजूला... आहे. हायड्रा... जीव. त्याच्या पेशी विशेष आहेत, फॉर्म ... स्तर. त्यांच्या मध्ये आहे.... विशिष्ट वैशिष्ट्य coelenterate प्राण्यांची उपस्थिती... पेशी. विशेषत: त्यापैकी बरेच आहेत... तोंडावर आणि आजूबाजूला. बाहेरील थराला..., आतील थर म्हणतात... तोंडातून अन्न पोकळीत प्रवेश करते.

गृहपाठ.

परिच्छेदाचा अभ्यास करा.

coelenterates च्या चिन्हे पुन्हा करा.

कोलेंटरेट प्राण्यांवर अहवाल तयार करा (जेलीफिश, कोरल, समुद्री एनीमोन).

मागील सादरीकरणातून आपण आधीच समजून घेतल्याप्रमाणे, प्राणी साम्राज्याचे अनेक प्रतिनिधी पुनर्जन्म करण्यास सक्षम आहेत. परंतु पुनरुत्पादक वाढीचे स्वरूप आणि व्याप्ती वेगवेगळ्या प्राण्यांमध्ये मोठ्या प्रमाणात बदलू शकते. या अध्यायात आपण चार प्रसिद्ध जीवशास्त्रज्ञांना भेटू ज्यांच्याकडे आपण हरवलेल्या अवयवांच्या पुनर्संचयित करण्याच्या आपल्या ज्ञानाचे बरेच ऋणी आहोत. यातील प्रत्येक शास्त्रज्ञाने पुनरुत्पादनाच्या समस्येचा अभ्यास करण्यासाठी स्वतःचा खास मार्ग निवडला आहे आणि हे तुम्हाला स्पष्ट होईल की समस्येचे निराकरण करण्याचा कोणताही एक मार्ग नाही. पुनरुत्पादनाची यंत्रणा समजून घेणे केवळ विविध प्रायोगिक दृष्टिकोन वापरून मिळवलेल्या माहितीच्या काळजीपूर्वक तुलना करून येऊ शकते.

एलिसन बर्नेट. हायड्रा येथे पुनर्जन्म

एलिसन बर्नेट इव्हान्स्टन, इलिनॉय येथील नॉर्थवेस्टर्न विद्यापीठात शिकवतात. माझ्या बहुतेक वैज्ञानिक क्रियाकलापसेल्युलर ऑर्गनायझेशन आणि v hydr च्या वाढीच्या प्रक्रियेच्या अभ्यासासाठी त्यांनी स्वतःला झोकून दिले (हायड्रा), जेलीफिश, समुद्री ऍनिमोन्स आणि कोरल सारख्या अपृष्ठवंशी प्राण्यांच्या समान गटाशी संबंधित. ट्रेम्बलेने 1740 मध्ये प्रथम नमूद केल्याप्रमाणे, हायड्रासची पुनरुत्पादक क्षमता प्लॅनेरियन्सच्या पुनरुत्पादक क्षमतेपेक्षा तीव्रतेने कमी नाही. म्हणूनच, हे आश्चर्यकारक नाही की हायड्रास आणि प्लॅनेरियनमधील पुनर्जन्माचा अभ्यास हा जगातील अनेक भाषांमध्ये शेकडो वैज्ञानिक अहवालांचा विषय आहे. शैक्षणिक आणि संशोधन दोन्ही हेतूंसाठी प्रयोग आयोजित करण्यासाठी हायड्रास ही सर्वात सामान्य वस्तू आहे.

हे वनस्पती-सदृश प्राणी सहसा तलावांमध्ये राहतात, काही प्रकारचे जोडलेले असतात जलीय वनस्पतीकिंवा शरीराच्या पायथ्याशी स्थित सेल्युलर डिस्क (सोल) वापरून दगड. हायड्राच्या नळीच्या आकाराच्या शरीराच्या विरुद्ध (“डोके”) टोकाला एक तोंड असते जे पिशवीसारख्या पाचक पोकळीत उघडते. त्याच्याभोवती तंबूच्या कोरोलाने वेढलेले आहे (सहा ते दहा पर्यंत), सतत अन्नाच्या शोधात फिरत असतात. hydras च्या पुनरुत्पादनाचा एक मार्ग म्हणजे नवोदित - इनव्हर्टेब्रेटच्या शरीराच्या खालच्या भागात लहान प्रोट्र्यूशन्स किंवा कळ्या तयार करणे. हळुहळू, वाढत्या कळ्यांवर तंबू आणि हायड्राचे वैशिष्ट्यपूर्ण इतर अवयव तयार होतात. मग मुलगी वैयक्तिक पालकांपासून विभक्त होते आणि स्वतंत्र जीवन सुरू करते. परिणामी कळ्या हायड्राला बहु-डोके असलेल्या प्राण्याचे स्वरूप देतात. प्राण्याची उच्च पुनरुत्पादक क्षमता प्राचीन ग्रीक पौराणिक राक्षस, नऊ-डोके असलेल्या हायड्रा, लढाईत कापलेले डोके सहजपणे पुनर्संचयित करण्यास सक्षम (चित्र 33) नंतर त्याचे नाव देण्याचा आधार म्हणून काम करते. हायड्रा आणि संबंधित प्राण्यांमध्ये, शरीराच्या भिंतीमध्ये शरीराच्या बाहेरील भाग (एक्टोडर्म) झाकणाऱ्या आणि आकुंचन करण्याची क्षमता असलेल्या पेशी असतात आणि पाचक पोकळी (एंडोडर्म) अस्तर असलेल्या पेशी असतात; या दोन थरांमधील जागा मेसोग्लिया नावाच्या जिलेटिनस पदार्थाच्या पातळ थराने भरलेली असते. सर्वात सामान्य हायड्राची लांबी 30 मिलीमीटरपेक्षा जास्त नसते.

ई. बर्नेटने हायड्राच्या विविध गुणधर्मांचा अभ्यास केला. या असामान्य प्राण्यांच्या विशेष पेशींच्या संरचनेचा आणि कार्याचा अभ्यास करण्यासाठी त्याने आपले पहिले कार्य समर्पित केले: मज्जातंतू पेशी ज्या शरीराच्या भिंतीमध्ये मज्जातंतूंच्या निर्मितीचे नेटवर्क तयार करतात, सर्व कोलेंटरेट्सचे वैशिष्ट्य; ग्रंथीच्या पेशी ज्या एंडोडर्म बनवतात आणि पाचक एंजाइम तयार करतात; तसेच तंबूवर स्थित स्टिंगिंग पेशी, लहान प्राणी, हायड्रा शिकार आणि संरक्षणाच्या उद्देशाने लकवा मारणारा विषाने वळलेला धागा बाहेर फेकण्यास सक्षम. सूचीबद्ध केलेल्या व्यतिरिक्त, कोणत्याही विशेष कार्ये नसलेल्या लहान पेशी हायड्रा शरीरात अनेक ठिकाणी आढळू शकतात; त्यांना इंटरमीडिएट किंवा "इंटरस्टिशियल" सेल ("आय-सेल्स") म्हणून नियुक्त केले आहे,

हायड्रा पुनर्जन्म

बर्नेटने पुढील प्रयोग विशेष वाढीच्या घटकांचा अभ्यास करण्यासाठी समर्पित केले ज्याचा त्याला विश्वास आहे की हायड्राद्वारे स्राव होतो. हायड्रामधील पुनरुत्पादनाच्या स्वरूपाच्या निरीक्षणाद्वारे अशा पदार्थांच्या अस्तित्वाचे समर्थन केले गेले; बर्नेट आणि इतर संशोधक हे शोधण्यात सक्षम होते की प्राण्यांच्या वाढीचा झोन शरीराच्या भिंतीमध्ये थेट तंबूच्या खाली स्थित आहे. या झोनमध्ये नवीन पेशींच्या सतत निर्मितीमुळे जवळच्या परिपक्व पेशी हळूहळू दोन विरुद्ध दिशेने बाहेर ढकलल्या जातात - तंबूच्या दिशेने आणि शरीराच्या पायाकडे - आणि नवीन पेशी, वेगळे करून, त्यांची जागा घेतात. जेव्हा "जुन्या" पेशी हायड्राच्या शरीराच्या टोकापर्यंत पोहोचतात तेव्हा ते आसपासच्या जलीय वातावरणात टाकले जातात. नमूद केलेल्या गृहीतकानुसार, स्थलांतर प्रक्रियेच्या समाप्तीपूर्वी कोणत्याही विशेष पेशींचा मृत्यू झाल्यास, त्यांची जागा जवळच्या आय-पेशींद्वारे घेतली जाते, ज्यात योग्य बदल होतात आणि बदललेल्या पेशींची कार्ये स्वीकारतात. सेल्युलर रिप्लेसमेंटची नंतरची पद्धत बऱ्याचदा पाळली जाते: स्टिंगिंग पेशी शिकार पकडण्याच्या प्रक्रियेत आणि ग्रंथीच्या पेशी - पचन प्रक्रियेत सतत वापरल्या जातात. परिणामी, हायड्राच्या शरीराचे जवळजवळ सतत नूतनीकरण होते (दोन्ही मार्गांनी), ज्यासाठी या प्राण्याला, कारण नसताना, "अमर" हे नाव मिळाले.

सतत कार्यरत असलेल्या पुनरुत्पादक यंत्रणेच्या व्यतिरिक्त, प्रायोगिक प्रभावांच्या परिणामी नुकसान झाल्यास हायड्रास देखील पुनर्संचयित केले जातात. हे प्राणी केवळ हरवलेले कोणतेही भाग पुनर्जन्म करण्यास सक्षम नाहीत, तर तंबू आणि तळवे वगळता कोणत्याही लहान तुकड्यातून शरीर पूर्णपणे पुनर्संचयित करण्यास सक्षम आहेत. पुनरुत्पादक वाढीच्या प्रक्रियेत, एक स्पष्ट ध्रुवीयता लक्षात घेतली जाते: जेव्हा हायड्रा आडवा अर्धा कापला जातो, तेव्हा "डोके" भाग, ज्यामध्ये तंबू असतात, जखमेच्या पृष्ठभागावरील तळासह देठ पुनर्संचयित करते आणि त्याउलट. पहिल्या दृष्टीक्षेपात, हायड्रा तंबू-पाय रेषेच्या बाजूने गुणधर्मांचे ग्रेडियंट प्रदर्शित करते, जसे की प्लॅनरियन्ससाठी वर्णन केले आहे. बर्नेट, तथापि, अन्यथा सुचवले. काहीसे आधी, तो आणि इतर संशोधकांनी असा निष्कर्ष काढला की मंडपाखालील वाढीचा झोन विशेष वाढीचा पदार्थ स्रावित करतो, उत्तेजकप्रक्रिया पेशी विभाजन. आता बर्नेटने सुचवले की त्याच झोनमध्ये, जबरदस्तवाढ हा एक पदार्थ आहे आणि हायड्राच्या सामान्य आणि पुनरुत्पादक वाढीची प्रक्रिया या दोन घटकांच्या संयोजनावर अवलंबून असते.

हायड्रा ग्रोथ मॉडेल

त्यांच्या गृहितकांची वैधता स्पष्ट करण्यासाठी, संशोधक अनेकदा विशिष्ट प्रक्रियांचे मॉडेल तयार करण्याचा अवलंब करतात. हायड्रा ग्रोथच्या नियमनासाठी बर्नेटचे मॉडेल (चित्र 34) असे गृहीत धरते की वाढ-उत्तेजक आणि वाढ-प्रतिरोधक दोन्ही पदार्थ त्यांच्या उत्पादनाच्या ठिकाणाहून हळूहळू प्राण्यांच्या शरीराच्या पायाकडे जातात आणि वाढ-प्रतिरोधक पदार्थामध्ये "द्रव" असते. "रेणू जे हळूहळू शरीरातून वातावरणात बाहेर पडतात.

हायड्रा रीजनरेशनच्या कोणत्या वैशिष्ट्यांमुळे बर्नेटला त्याच्या मॉडेलचे ऑपरेटिंग तत्त्वे तयार करण्यासाठी आधार मिळाला? सर्वप्रथम, विच्छेदनानंतर पुनरुत्पादनाचे स्वरूप. वरच्या भागात, तंबू धारण केल्याने, दडपशाही आणि वाढ-उत्तेजक दोन्ही पदार्थ तयार होतात. एका घटकाचे दुसऱ्या घटकाद्वारे तटस्थीकरण होईल असे गृहीत धरणे तर्कसंगत आहे. आणि खरंच, आम्ही विच्छेदन केलेल्या टोकाला तंबूच्या वाढीचे निरीक्षण करत नाही; त्याउलट, येथे एक सोल असलेला देठ तयार होऊ लागतो आणि प्राण्यांच्या शरीराचे ध्रुवीय वैशिष्ट्य पुनर्संचयित केले जाते. हायड्राच्या खालच्या अर्ध्या भागाच्या जखमेच्या पृष्ठभागावर "डोके" ची वाढ गृहितकेच्या इतर दोन विधानांची पुष्टी करते: प्रथम, हायड्राच्या या अर्ध्या भागात वाढ-प्रतिरोधक पदार्थ तयार करण्यास सक्षम पेशी नाहीत आणि दुसरे म्हणजे. , त्यातील बहुतेक, जे शरीराच्या या भागापर्यंत पोहोचले पाहिजेत, ते आधीच वातावरणात सोडले गेले आहे.

हायड्राच्या पुनरुत्पादक वाढीच्या ध्रुवीयतेव्यतिरिक्त, बर्नेटचे मॉडेल त्याच्या वाढीच्या सामान्य स्वरूपाचे काही पैलू देखील स्पष्ट करते, विशेषत: नवोदित पुनरुत्पादन. हायड्राच्या शरीरात जीवन प्रक्रियेच्या ग्रेडियंटच्या उपस्थितीबद्दलच्या गृहीतकाच्या दृष्टिकोनातून, "मंडप - एकमात्र" रेषेसह, नवोदित होण्याची यंत्रणा समजणे कठीण आहे. प्लॅनेरियनमधील पुनर्जन्माच्या ग्रेडियंट मॉडेलनुसार, कोणत्याही जैविक प्रक्रियेचा दर प्राण्यांच्या डोक्याच्या टोकाला आणि हायड्रामध्ये जास्त असतो. जलद वाढ, नवोदितांसाठी आवश्यक, शरीराच्या "डोके" पासून खूप दूर असलेल्या भागात उद्भवते. पण दुसरीकडे, हा बर्नेटचा सिद्धांत आहे जो निसर्गात पाळलेल्या घटनेचे सहज स्पष्टीकरण देतो. केवळ हे लक्षात ठेवणे महत्त्वाचे आहे की वाढीव वाढ सप्रेशन फॅक्टर वाढीव "तरलता" सह संपन्न आहे. यामुळे हायड्राच्या शरीराच्या खालच्या भागात जास्त प्रमाणात वाढ-उत्तेजक पदार्थ तयार होतात, ज्यामुळे स्टेमच्या क्षेत्रामध्ये मुलींच्या सक्रिय वाढीची खात्री होते. "मूत्रपिंड" मध्ये, वाढ-प्रतिरोधक पदार्थाचे स्वतंत्र उत्पादन लवकरच सुरू होते, जे नव्याने तयार झालेल्या हायड्राच्या शरीराच्या ध्रुवीयतेचे स्पष्टीकरण देते.

सर्वात जास्त काय आहेत महत्वाची वैशिष्ट्येहायड्रा ग्रोथ रेग्युलेशनसाठी बर्नेटचे मॉडेल? हे स्पष्ट करते, प्रथम, एका सार्वत्रिक सिद्धांताच्या मदतीने या इनव्हर्टेब्रेट्सच्या वाढीचे सामान्य आणि पुनर्संचयित दोन्ही प्रकार आणि दुसरे म्हणजे, दोन विशिष्टांच्या परस्परसंवादाद्वारे वाढीची ध्रुवीयता. रासायनिक घटक. या अत्यंत मौल्यवान कल्पना आहेत, परंतु तरीही बर्नेटचे मॉडेल हायड्रामधील पुनरुत्पादनाशी संबंधित सर्व प्रश्नांची निश्चित उत्तरे देत नाही. त्याचे महत्त्व प्रामुख्याने या वस्तुस्थितीत आहे की ते पुढील प्रायोगिक संशोधनासाठी आधार म्हणून काम करू शकते, जे सध्या स्वत: बर्नेट आणि या समस्येमध्ये स्वारस्य असलेल्या इतर शास्त्रज्ञांद्वारे केले जात आहे.

मार्कस सिंगर. मज्जातंतू आणि पुनर्जन्म

उभयचरांमध्ये अवयवांच्या पुनरुत्पादनाच्या विशिष्ट टप्प्यांवर नसांच्या महत्त्वाबद्दल आम्ही आधीच बोललो आहोत. क्लीव्हलँड युनिव्हर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन, ओहायोचे मार्कस सिंगर हे या समस्येच्या विविध पैलूंमधील न्यूरल टिश्यू आणि पुनरुत्पादक प्रक्रिया यांच्यातील संबंधांमध्ये स्वारस्य असलेले पहिले होते.

न्यूट अंगांच्या विकृतीवरील प्रयोगांमध्ये, सिंगरला असे आढळले की पुनरुत्पादन हे स्टंपच्या व्यवस्थित ब्लास्टेमाच्या निर्मितीच्या टप्प्यापर्यंत मज्जातंतूच्या संरक्षणावर अवलंबून असते. पुढील अतिशय मनोरंजक अभ्यासांच्या मालिकेने सिंगरला संभाव्य मार्ग प्रकट करण्यास अनुमती दिली ज्यामध्ये चिंताग्रस्त ऊतक पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेवर प्रभाव टाकतात. तो या निष्कर्षापर्यंत पोहोचला की चिंताग्रस्त ऊतक पुनरुत्पादनासाठी आवश्यक असलेले काही प्रकारचे सक्रिय पदार्थ स्राव करते. गायक आण्विक स्तरावर या "न्यूरोट्रॉपिक" एजंटचा अभ्यास करण्याच्या गरजेबद्दल बोलतो.

आवश्यक तंत्रिका ऊतकांची गुणवत्ता

कशेरुकाच्या अवयवांमध्ये असलेल्या प्रत्येक मज्जातंतूमध्ये दोन भाग असतात. त्यापैकी एक - संवेदी (संवेदनशील) - अंगाच्या जळजळीच्या स्वरूपाची पर्वा न करता, मज्जातंतू आवेग अंगातून मध्यवर्ती मज्जासंस्थेकडे हस्तांतरित करते. दुसरा भाग मोटर भाग आहे, तो मध्यवर्ती मज्जासंस्थेपासून अवयवांच्या स्नायूंमध्ये सिग्नल हस्तांतरित करतो, विविध प्रकारच्या चिडचिडांना प्रतिसाद देतो. सुरुवातीला, सिंगरने हे ठरवण्याचा प्रयत्न केला की न्यूटच्या अंगाच्या पुनर्संचयित करण्यात मज्जातंतूचे दोन्ही भाग सामील आहेत की नाही. हे करण्यासाठी, न्यूटच्या अग्रभागाचे विच्छेदन करण्यापूर्वी, शास्त्रज्ञाने एकतर अंगाच्या तीन मुख्य नसांचे सर्व संवेदी टोक किंवा सर्व मोटरचे विच्छेदन केले (चित्र 35). असे दिसून आले की प्रयोगाच्या दोन्ही प्रकारांमध्ये पुनरुत्पादन यशस्वीरित्या पुढे जाते, म्हणजे, जेव्हा मोटर किंवा संवेदी संवेदना जतन केल्या जातात. यावरून आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की पुनरुत्पादनावर चिंताग्रस्त ऊतकांचा प्रभाव नाही उच्च गुणवत्ताविच्छेदित अवयवामध्ये शिल्लक असलेल्या तंत्रिका फायबरचा प्रकार त्याच्या पुनर्जन्म क्षमतेवर कोणत्याही प्रकारे परिणाम करत नाही. पण काय म्हणता येईल परिमाणात्मकप्रकरणाची बाजू? संरक्षित मज्जातंतूच्या ऊतींचे प्रमाण पुनर्जन्म प्रक्रियेवर कसा परिणाम करते?

मज्जातंतूच्या ऊतींचे प्रमाण आवश्यक आहे

मागील प्रयोगांच्या परिणामांचे विश्लेषण असे दर्शविते की अंगाच्या सामान्य जीर्णोद्धारासाठी नेहमीच्या प्रमाणात चिंताग्रस्त ऊतींचे जतन करण्याची आवश्यकता नाही. शेवटी पूर्ण पुनर्प्राप्तीसंवेदी किंवा मोटर मज्जातंतू शेवट नसलेले अवयव नसांच्या महत्त्वपूर्ण भागाच्या स्पष्ट नुकसानासह उद्भवतात. परंतु, पूर्णपणे विकृत अंग पुनर्जन्म करण्यास सक्षम नसल्यामुळे, त्याच्या पुनरुत्पादक वाढीसाठी एक विशिष्ट किमान प्रमाणात मज्जातंतू ऊतक आवश्यक असल्याचे दिसून येते. गायकाने प्रयोगांची रचना प्रस्तावित केली ज्याद्वारे अशा किमान मूल्याची स्थापना करणे शक्य होते.

अंगाच्या तीन मुख्य मज्जातंतूंच्या दोन्ही संवेदी आणि मोटर अंतांमध्ये संयोजी ऊतकांद्वारे एकमेकांशी जोडलेल्या मज्जातंतूंच्या विशिष्ट संख्येसह बंडल असतात. प्रयोगाच्या पहिल्या टप्प्यावर, या तीन मज्जातंतूंच्या प्रत्येक भागामध्ये तंतूंची संख्या निश्चित करण्यात आली. मायक्रोस्कोपीसाठी तयार केलेल्या अखंड मज्जातंतूंच्या क्रॉस सेक्शनची तयारी अशा प्रकारे डागलेली होती की संवेदी आणि मोटर दोन्ही घटकांमधील तंतूंची संख्या मोजली जाऊ शकते. येथे विविध पर्यायप्रायोगिक प्राण्यांमध्ये नसांचे विच्छेदन केल्यानंतर, उर्वरित तंत्रिका घटकांची संख्या निश्चित करणे सोपे आहे - हे करण्यासाठी, आपल्याला दिलेल्या मज्जातंतूच्या तंतूंच्या आधीच ज्ञात संख्येमधून विच्छेदित घटकांची संख्या वजा करणे आवश्यक आहे. परिणाम जोरदार मनोरंजक होते. 1298 पेक्षा जास्त मज्जातंतू तंतू अंगात राहिल्यास, पुनरुत्पादन सामान्यपणे चालू होते; जर त्यांची संख्या 793 च्या खाली गेली, तर पुनर्जन्म होत नाही. जर संरक्षित मज्जातंतू तंतूंची संख्या 793 ते 1298 पर्यंत असेल, तर काहीवेळा अवयव पुनर्संचयित केले जातात आणि काहीवेळा नाही. अशा प्रकारे, तंत्रिका तंतूंच्या विशिष्ट सरासरी संख्येद्वारे (७९३-१२९८) पुनर्जन्म सुनिश्चित केले जाते, ज्याला तथाकथित थ्रेशोल्ड पातळी.

हे मानणे तर्कसंगत आहे की एखाद्या विशिष्ट प्राण्यामध्ये अवयव पुन्हा निर्माण करण्याची क्षमता नसणे हे तंत्रिका तंतूंच्या उंबरठ्यावर पोहोचण्यात अपयशाशी संबंधित असू शकते. परंतु सिंगरच्या पुढील प्रयोगांवरून असे दिसून आले की पुनर्जन्म करण्याची क्षमता विच्छेदनानंतर उरलेल्या एकूण मज्जातंतूंच्या संख्येवरून निर्धारित होत नाही. अनेक प्रजातींच्या प्राण्यांच्या अंगांमधील मज्जातंतूंच्या संख्येची तुलना करून तो या निष्कर्षापर्यंत पोहोचला. उंदीर किंवा प्रौढ बेडूक यांसारख्या पुनरुत्पादनास असमर्थ असलेल्या प्राण्यांमध्ये, प्राप्त संख्या न्यूट्सच्या थ्रेशोल्ड संख्येपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी होती. पण मध्ये मज्जातंतू तंतूंची संख्या मोजणे झेनोपस, दक्षिण आफ्रिकेतील पंजे असलेल्या बेडूकाने अनपेक्षितपणे दर्शविले की या प्राण्यांमधील मज्जातंतू तंतूंची तितकीच कमी संख्या एक सुस्पष्ट पुनरुत्पादक क्षमतेसह एकत्रित केली जाते, जी प्रौढपणात देखील प्रकट होते (चित्र 36).

हा विरोधाभास सोडवला गेला जेव्हा, फायबर मोजणी व्यतिरिक्त, प्राण्यांच्या विविध गटांच्या प्रतिनिधींमध्ये अंग नसांचा आकार निर्धारित केला गेला. मध्ये मज्जातंतू तंतू बाहेर वळले झेनोपसउंदीर आणि इतर प्रजातींच्या प्रौढ बेडूकांमध्ये समान तंतूंचा व्यास लक्षणीयरीत्या जास्त असतो. परिणामी, अंगाच्या उत्पत्तीची डिग्री झेनोपसकमी पुनरुत्पादक क्षमता असलेल्या तुलनात्मक प्राणी प्रजातींपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त. प्राप्त डेटाच्या प्रभावाखाली, थ्रेशोल्ड पातळीची संकल्पना किंचित बदलणे आवश्यक होते. आता असे म्हटले आहे की प्राण्यांच्या अवयवांमध्ये पुनर्जन्म करण्याची क्षमता असते, ज्यामध्ये एकूण मज्जातंतूंच्या ऊतीसह विच्छेदन केलेल्या क्षेत्राचा पुरवठा निश्चित केला जातो, किंवा न्यूरोप्लाझ्मा.

सिंगरच्या मते, थ्रेशोल्ड लेव्हलची संकल्पना यशस्वीरित्या स्पष्ट करते की उत्क्रांती दरम्यान अवयव पुनर्संचयित करण्याची क्षमता का कमी होते, पुनरुत्पादनाची स्पष्ट उत्क्रांती "उपयुक्तता" असूनही. तो असा युक्तिवाद करतो की मध्यवर्ती मज्जासंस्था जसजशी अधिक जटिल होत गेली, तसतसे अंगांमधील मज्जातंतूंच्या ऊतींचे प्रमाण हळूहळू कमी होत गेले. या संदर्भात, उच्च पृष्ठवंशीयांमध्ये, त्याच्या सिद्धांतानुसार अंगांच्या उत्पत्तीची उंबरठा पातळी गाठली जात नाही. त्याच वेळी, सिंगरचा असा विश्वास आहे की मध्यवर्ती मज्जासंस्थेच्या वाढत्या सुधारणेच्या मार्गावर चालत निसर्गाने अंग पुनर्संचयित करण्याच्या क्षमतेचा त्याग केला हे व्यर्थ ठरले नाही. एखाद्या प्राण्याला शत्रूंपासून प्रभावीपणे स्वतःचा बचाव करण्यास अनुमती देणारे जलद निर्णय घेण्याची क्षमता प्राप्त करणे हे शरीराचे गमावलेले अवयव पुन्हा वाढवण्याच्या क्षमतेपेक्षा जास्त उत्क्रांतीचे मूल्य आहे.

नसा ऊतींच्या वाढीस कशा प्रकारे उत्तेजित करतात?

पुढचा टप्पा म्हणजे पुनरुत्पादनावर तंत्रिका ऊतकांच्या प्रभावाच्या यंत्रणेचा अभ्यास करणे. सिंगरने सुचवले की पुनरुत्पादनाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, मज्जातंतूंद्वारे स्रावित विशिष्ट रसायनाचा नियामक प्रभाव असतो. ब्लास्टेमाच्या निर्मिती दरम्यान सॅलॅमंडर्सच्या अंगाचे विकृतीकरण पुनर्जन्म थांबवते कारण या पदार्थाचे उत्पादन थांबते. जर, विकृतीकरणानंतर, आपण रासायनिक नियामक घटकाच्या अनुपस्थितीची भरपाई केली तर? या प्रयोगांचा सर्वात कठीण भाग म्हणजे सॅलॅमंडर्सच्या विकृत पुनरुत्पादक अवयवांवर विविध रसायनांसह उपचार करण्याचा मार्ग शोधणे. आम्ही थेट स्टंपच्या पृष्ठभागावर अभिकर्मक लागू करण्याचा किंवा सिरिंज वापरून टिश्यूमध्ये इंजेक्शन देण्याचा प्रयत्न केला. परंतु कोणत्याही परिस्थितीत खराब झालेल्या स्टंपचे पुनरुत्पादन पुन्हा सुरू झाले नाही. वापरलेल्या तयारीमध्ये असलेले रासायनिक उत्तेजक द्रव्य ब्लास्टेमापर्यंत पोहोचले नाही ही शक्यता नाकारणे देखील अशक्य होते, जसे की नैसर्गिक परिस्थितीत मज्जातंतूंद्वारे स्राव होतो. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, सिंगरने एक विशेष उपकरण प्रस्तावित केले, ज्याने मज्जातंतूंच्या सामान्य क्रियाकलापांची अगदी जवळून नक्कल केली पाहिजे, हळूहळू चाचणी पदार्थ थेट अंगाच्या ब्लास्टेमामध्ये सोडले. अशा प्रक्रियेला ओतणे म्हणतात, आणि म्हणूनच या शोधाला सिंगर मायक्रोइन्फ्यूजन उपकरण म्हटले गेले.

मायक्रोइन्फ्युजन

सिंगरने प्रस्तावित केलेले उपकरण न्यूट्सच्या अवयवांमधून सतत लहान प्रमाणात द्रव प्रवाहित करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे, जे पुनरुत्पादनाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर कमी होते. डिव्हाइसचे ऑपरेशन घड्याळ यंत्रणेच्या रोटेशनवर आधारित आहे, जे स्क्रूच्या अनुवादात्मक हालचालीमध्ये रूपांतरित होते. स्क्रू, यामधून, एका लहान हायपोडर्मिक सिरिंजचा प्लंगर चालवतो, जे सुईच्या जागी घातलेल्या पातळ प्लास्टिकच्या नळीमध्ये द्रावण वितरीत करते. ट्यूबचा मुक्त अंत एका काचेच्या केशिकामध्ये संपतो, जो प्राण्यांना भूल दिल्यानंतर न्यूटच्या खांद्याच्या प्रदेशात घातला जातो आणि नंतर स्टंप आणि ब्लास्टेमाच्या ऊतींमध्ये प्रवेश करतो. यंत्रणेचा स्क्रू भाग एका जंगम प्लेटशी जोडला जाऊ शकतो जो अनेक सिरिंजच्या पिस्टनमधून दाबतो - या बदलामुळे अनेक ट्रायटॉन्स (चित्र 37) मध्ये एकाचवेळी ओतणे शक्य होते.

न्यूट्सना पाच तासांपर्यंत ऍनेस्थेसियाखाली ठेवले जाते आणि या काळात पुनर्जन्म होणाऱ्या अवयवामध्ये विविध रसायने मिसळली जातात. ओतणे तंत्रिका ऊतकांद्वारे रासायनिक उत्सर्जनाच्या नैसर्गिक प्रक्रियेशी जुळण्यासाठी, चाचणी सोल्यूशन्सची किमान मात्रा अंगावर दिली जाते - सुमारे 0.001 मिलीलीटर प्रति तास.

सिंगरने सुचवले की पुनरुत्पादक क्षमतेवर प्रभाव पाडणारा बहुधा पदार्थ न्यूरोट्रांसमीटर (नर्व्हस टेंशनचा ट्रान्समीटर) एसिटाइलकोलीन असू शकतो. या गृहीतकामागे अनेक कारणे होती. प्रथम, हे ज्ञात आहे की एसिटाइलकोलीन सोडले जाते मज्जातंतू ऊतकआवेग प्रसारित करताना. दुसरे म्हणजे, पुनरुत्पादनाच्या विविध टप्प्यांवर अंगातील एसिटाइलकोलीनचे प्रमाण निर्धारित करताना, असे आढळून आले की तथाकथित मज्जातंतूवर अवलंबून असलेल्या टप्प्यांवर त्याचे प्रमाण सामान्य ऊतींच्या तुलनेत जास्त असल्याचे दिसून आले. ब्लास्टेमाच्या निर्मितीनंतर आणि स्पेशलायझेशन टप्प्यात, एसिटाइलकोलीन सामग्री सामान्य पातळीवर परत आली (चित्र 38).

संपूर्ण newts च्या regenerating अवयव मध्ये भिन्न कालावधीकालांतराने एसिटाइलकोलीनची विविध सांद्रता दिली गेली. असे दिसते की एसिटाइलकोलीनचे ओतणे, कमीतकमी काही प्रकरणांमध्ये, विकृत अंगाच्या पुनरुत्पादनाची शक्यता प्रदान करेल. पण अपेक्षा पूर्ण झाल्या नाहीत. विकृत अवयवांच्या ओतण्याने पुनर्जन्म प्रक्रिया कधीही पूर्ण केली नाही.

या प्रयोगांच्या परिणामामुळे काही निराशा झाली असली तरी, तरीही ती मौल्यवान मानली पाहिजे, कारण ती यापैकी एक काढून टाकते. संभाव्य यंत्रणापुनरुत्पादनावर चिंताग्रस्त ऊतकांचा प्रभाव आणि संशोधकांना त्यांचे लक्ष पर्यायांच्या शोधावर केंद्रित करण्यास अनुमती देते.

आण्विक जीवशास्त्र आणि अंगांचे पुनरुत्पादन

अवयवांच्या पुनरुत्पादनावर चिंताग्रस्त ऊतक प्रभाव टाकणाऱ्या पदार्थाचे स्वरूप अद्याप अस्पष्ट आहे. या मुद्द्यावर काम करणाऱ्या संशोधकांनी अलीकडेच या प्रक्रियेत सामील असलेल्या पदार्थाची ओळख करून घेण्याच्या आशेने, पेशी पुनर्जन्मावर कोणत्या तंत्रिका कार्य करतात याचा उलगडा करण्याचा प्रयत्न केला आहे.

जेव्हा ब्लास्टेमाच्या टप्प्यावर एखादा अवयव कमी होतो, तेव्हा पुनर्जन्म प्रक्रियेत व्यत्यय येतो, ज्यामुळे ब्लास्टेमा पेशींची क्रिया बंद झाल्याचे सूचित होते. हे गृहीत धरणे तर्कसंगत आहे की विकृतीकरण पेशींच्या सर्वात महत्वाच्या कार्यांपैकी एक प्रभावित करते, म्हणजे प्रथिने संश्लेषणाची प्रक्रिया.

पेशींमध्ये प्रथिने संश्लेषणाच्या प्रक्रियेचे तपशील कोणत्याही जीवशास्त्राच्या पाठ्यपुस्तकात वर्णन केले आहेत, परंतु ते थोडक्यात खालीलप्रमाणे तयार केले जाऊ शकतात. डीएनए रेणू, प्रत्येक पेशीच्या केंद्रकात स्थित, विविध प्रथिनांच्या संश्लेषणासाठी एन्कोड केलेली माहिती असते. ते मेसेंजर आरएनए रेणूंच्या निर्मितीसाठी एक प्रकारचे मॅट्रिक्स म्हणून काम करतात, जे ही माहिती पेशींच्या साइटोप्लाझममध्ये स्थित राइबोसोममध्ये हस्तांतरित करतात. येथेच वैयक्तिक “बिल्डिंग ब्लॉक्स्” पासून प्रथिने एकत्र करण्याची प्रक्रिया होते, जे अमीनो ऍसिड असतात. किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचा वापर करून केलेल्या प्रयोगांमध्ये, सिंगर आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी ब्लास्टेमा निर्मितीच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात न्यूट अंगाच्या विकृतीचा अवयवाच्या पेशींमधील प्रथिन संश्लेषणावर काय परिणाम होतो हे ठरवण्याचा प्रयत्न केला. त्यांनी असे गृहीत धरले की विकृतीकरणादरम्यान या प्रकारच्या सेल्युलर क्रियाकलाप थांबला पाहिजे किंवा कमीत कमी कमी झाला पाहिजे.

अमीनो आम्ल, इतर अनेक रसायनांप्रमाणे, काही घटक रेडिओएक्टिव्ह घटकांनी बदलले असल्यास, "टॅग" केले जाऊ शकतात. प्रथिने रेणूंमध्ये लेबल केलेल्या अमीनो ऍसिडच्या समावेशाच्या तीव्रतेवर आधारित, ब्लास्टेमा पेशींमध्ये प्रथिने संश्लेषणाची पातळी निश्चित केली जाऊ शकते. त्यानुसार, ब्लास्टेमा पेशींद्वारे संश्लेषित केलेल्या प्रथिनांमध्ये लेबल केलेल्या अमीनो ऍसिडच्या समावेशाच्या पातळीतील बदलामध्ये विकृतीकरणाचा प्रभाव प्रकट झाला पाहिजे.

म्हणून, लेबल केलेले अमीनो ऍसिड न्यूट्सच्या पुनरुत्पादित अवयवांच्या ऊतीमध्ये इंजेक्ट केले गेले. या प्रकरणात चिन्ह ओळखण्यासाठी, ऑटोरेडिओग्राफी वापरली गेली नाही तर दुसरी पद्धत वापरली गेली. IN भिन्न अटीलेबल केलेल्या अमीनो ऍसिडचा परिचय दिल्यानंतर, ब्लास्टेमा प्राप्त झाला, ग्राउंड आणि प्रथिने वेगळे केले गेले. परिणामी सामग्रीचे नमुने एका सिंटिलेशन काउंटरमध्ये ठेवण्यात आले होते - एक डिव्हाइस जे आपल्याला प्रति मिनिट विशिष्ट प्रमाणात प्रथिनेद्वारे प्रकाशीत रेडिओएक्टिव्हिटीची पातळी निर्धारित करण्यास अनुमती देते.

प्रयोगांच्या परिणामांनी सुरुवातीच्या गृहीतकेची पुष्टी केली: विकृत अवयवांच्या ब्लास्टेमा पेशींपासून प्रथिने तयार करणे हे अवयवांच्या समान तयारीच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या कमी किरणोत्सर्गी होते जेथे अंतःप्रेरणे जतन केली गेली होती. अशाप्रकारे, ब्लास्टेमा पेशींमध्ये प्रथिनांचे संश्लेषण खरोखरच चिंताग्रस्त ऊतकांद्वारे स्रावित पदार्थाच्या उपस्थितीवर अवलंबून असते. या निष्कर्षाची पुष्टी करण्यासाठी, सिंगरने नर्वस टिश्यू आणि संस्कृतींमधून ओतलेली सामग्री पुनर्जन्म करणाऱ्या अवयवांच्या ब्लास्टेमामध्ये संवर्धन करण्यावर प्रयोग केले, जे पूर्वी विकृत झाले होते. मग त्याने ब्लास्टेमा पेशींद्वारे प्रथिने संश्लेषणाचा रेडिओआयसोटोप अभ्यास करून प्रयोगाची पुनरावृत्ती केली. नर्व टिश्यू कल्चर्समधून सामग्री ओतल्यानंतर, विकृत अवयवांच्या ब्लास्टेमा पेशींनी जतन केलेल्या इनर्व्हेशनसह ब्लास्टेमा पेशींइतकीच तीव्रतेसह लेबल केलेले अमीनो ऍसिड समाविष्ट केले.

त्यामुळे प्रथम त्याची ओळख पटली आण्विक पातळीमज्जातंतू ऊतकांद्वारे स्रावित पदार्थाचा प्रभाव जो अवयवांच्या पुनरुत्पादनाच्या प्रक्रियेवर परिणाम करतो. शोध, स्वतःमध्ये महत्त्वपूर्ण, परंतु अधिक सामान्य महत्त्वाच्या, पुनर्जन्माच्या समस्येच्या या पैलूमध्ये शास्त्रज्ञांच्या स्वारस्यास उत्तेजन दिले आणि या जैविक घटनेच्या विशिष्ट नियामक यंत्रणेच्या अभ्यासासाठी पाया घातला.

एलिझाबेथ हे. इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप वापरून पुनर्जन्म प्रक्रियांचा अभ्यास करणे

एलिझाबेथ हे यांनी हार्वर्ड येथे इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी अभ्यास केला वैद्यकीय शाळा, पुनरुत्पादनादरम्यान वैयक्तिक पेशींच्या भवितव्याबद्दल आपल्या समजून घेण्यात खूप योगदान दिले आहे. ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपचा वापर करून, जसे की आपल्याला आधीच माहित आहे, सेल्युलर स्तरावरील बदलांचा सामान्य क्रम जो सॅलमँडर्सच्या पुनर्जन्मित अवयवांमध्ये डिडिफरेंशिएशन, ब्लास्टेमा निर्मिती आणि पुनर्विभेदीकरणाच्या टप्प्यावर होतो ते निर्धारित केले गेले. तथापि, ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपमध्ये प्राप्त झालेल्या वाढीच्या मर्यादेमुळे अनेक प्रश्न अनुत्तरीत राहिले. उदाहरणार्थ, प्लॅनेरिअन्समध्ये पुनर्जन्माचा अभ्यास करताना, ब्लास्टेमाची निर्मिती राखीव निओब्लास्ट पेशींच्या स्थलांतरामुळे होते की परिपक्व फ्लॅटवर्म पेशींच्या विभेदामुळे होते याचे उत्तर देण्यास मायक्रोस्कोपी अक्षम होती. E. Hay ने केलेल्या काळजीपूर्वक इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अभ्यासामुळे अनेकांचे निराकरण करणे शक्य झाले महत्वाचे मुद्देइनव्हर्टेब्रेट्स आणि कशेरुकांमध्ये पुनर्जन्म आणि बरीच अतिरिक्त माहिती मिळवा.

पुनर्जन्म करणाऱ्या अवयवाच्या पेशी

पारंपारिक ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शकाचा वापर करून, सॅलॅमंडर्सच्या पुनरुत्पादित अवयवांमधील पेशींच्या अभ्यासात तीन मुख्य प्रश्न न सुटलेले राहिले. त्यापैकी प्रथम सेलच्या वैयक्तिक घटकांशी संबंधित आहेत, ऑर्गेनेल्स. असे मानले जाते की स्टंप पेशींचे ऑर्गेनेल्स ब्लास्टेमाच्या निर्मितीमध्ये सक्रिय भाग घेतात. परंतु परिपक्व पेशींच्या विभेदन दरम्यान ऑर्गेनेल्समध्ये कोणते बदल होतात? या प्रक्रियेचा तपशील ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपने अभ्यासला जाऊ शकत नाही.

दुसरा प्रश्न ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपी डेटावरून उद्भवला, ज्याने हे दर्शविले की अंग ब्लास्टेमा बनविणाऱ्या पेशी एक किंवा दुसर्या "पालक" पेशीपासून उत्पत्तीचे कोणतेही चिन्ह धरत नाहीत आणि संरचनेत एकमेकांपासून वेगळे आहेत. ब्लास्टेमा पेशी खरोखर एकसारख्या असतात का? बर्याच डेटाने याकडे लक्ष वेधले, परंतु ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपमध्ये अदृश्य असलेले काही फरक वगळणे अद्याप अशक्य होते. ब्लास्टेमा पेशी खरोखरच गमावल्या आहेत हे सिद्ध करण्यासाठी अतिरिक्त अभ्यास करणे आवश्यक होते सर्वविभेदित पेशींची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये.

तिसरी समस्या अंगाच्या कोणत्या ऊतींचे विभेदन होते आणि ते ब्लास्टेमाचा भाग आहेत याबद्दल अनिश्चिततेशी संबंधित आहे. हे विशेषतः स्टंपच्या स्नायूंच्या ऊतकांमधील स्पेशलायझेशनच्या नुकसानास लागू होते. ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपच्या सहाय्याने मिळवलेल्या फोटोमायक्रोग्राफ्समध्ये असे दिसून आले की अंगविच्छेदनानंतर "विघटन" अवस्थेत अंगाच्या स्नायूंचे विच्छेदन केलेले टोक "विस्कळीत" होतात आणि या भागातील काही स्नायू पेशी मुख्य स्नायूंच्या वस्तुमानापासून विभक्त होतात, विभक्त होतात आणि स्थलांतरित होतात. जखमेची पृष्ठभाग. तथापि, अनेक संशोधकांचे असे मत होते की स्नायूंच्या ऊतींमध्ये विभेदन प्रक्रिया होत नाही. त्यांचा असा विश्वास होता की अखंड स्नायूंचे खराब झालेले टोक सेल्युलर डिट्रिटसपासून मुक्त झाल्यानंतर, नवीन स्नायू ऊतकांची थेट वाढ होते आणि अंगाच्या नव्याने तयार झालेल्या भागात स्नायूंचा प्रवेश होतो. हे यांनी केलेल्या इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म निरीक्षणांमुळे पुनर्जन्म करणाऱ्या पेशींच्या साइटोप्लाझमच्या संरचनेचा अधिक तपशीलवार अभ्यास करणे शक्य झाले आणि या प्रश्नांची उत्तरे दिली. तुम्हाला कदाचित आधीच समजले असेल की, या उद्देशासाठी ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप वापरला गेला होता. स्नायू आणि उपास्थि पेशींच्या संरचनेकडे विशेष लक्ष देऊन सामान्य आणि पुनरुत्पादित ऍक्सोलॉटल अवयवांच्या अल्ट्राथिन विभागांचा अभ्यास केला गेला, कारण या पेशी परिपक्व अवस्थेत ते स्रावित केलेल्या विशिष्ट पदार्थांद्वारे सहजपणे ओळखल्या जातात.

सर्वप्रथम, विच्छेदन न केलेल्या अवयवामध्ये नमूद केलेल्या दोन प्रकारच्या पेशींचे स्वरूप स्थापित केले गेले. प्रौढ कूर्चा पेशींच्या साइटोप्लाझममध्ये, उच्च वाढीवर, असंख्य पडदा आणि राइबोसोम स्पष्टपणे दृश्यमान होते - लहान इंट्रासेल्युलर कण जे अमीनो ऍसिडपासून प्रथिने एकत्र करतात. रिबोसोम्स झिल्लीच्या संरचनेशी जवळचे संबंध होते. असाच नमुना सापडला होता हे तुम्हाला आठवतं का? होय, जखम भरण्याच्या प्रक्रियेत गुंतलेल्या फायब्रोब्लास्ट्सच्या इलेक्ट्रॉन मायक्रोग्राफ्समध्ये असेच काहीतरी आपण आधीच पाहिले आहे. उपास्थि पेशींच्या आजूबाजूच्या मॅट्रिक्समध्ये कोलेजन असते, जसे की फायब्रोब्लास्ट्सद्वारे तयार झालेल्या डाग ऊतकांप्रमाणे, दोन्ही प्रकारच्या पेशी या प्रोटीनचे रेणू झिल्ली-बांधलेल्या राइबोसोम्सवर संश्लेषित करतात. सामान्य अंगाच्या उपास्थि पेशींमध्ये, गोल्गी कॉम्प्लेक्स देखील आढळते, जे ग्रंथीच्या पेशींसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे. प्रौढ स्नायूंच्या पेशींमध्ये, सायटोप्लाझमची जवळजवळ संपूर्ण जागा आकुंचनशील पदार्थांच्या बंडलने व्यापलेली असते, ज्याची ट्रान्सव्हर्स स्ट्रीएशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप मॅग्निफिकेशन अंतर्गत स्पष्टपणे दृश्यमान असते.

इलेक्ट्रॉन मायक्रोग्राफने दर्शविले की स्नायूंच्या पेशी ब्लास्टेमा टिश्यूमध्ये परिवर्तन करतात. पुनरुत्पादनाच्या सुरुवातीच्या काळात Hay द्वारे प्राप्त केलेल्या तयारींमध्ये, स्नायूंच्या ऊतींचे विच्छेदन करण्याच्या ठिकाणी, उर्वरित अखंड स्नायूंच्या अनेक केंद्रकांमध्ये, नव्याने तयार झालेल्या पेशींच्या सीमा दृश्यमान होत्या. येथे लहान पेशी देखील आढळल्या, त्या प्रत्येकामध्ये एक केंद्रक होता. नंतर, या पेशी उघडपणे अंगाच्या जखमेच्या पृष्ठभागावर स्थलांतरित झाल्या आणि ब्लास्टेमा पेशी बनल्या.

इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाखाली तपासले असता, एक्सोलोटल अंगाच्या सुरुवातीच्या ब्लास्टेमाच्या पेशी परिपक्व स्नायू किंवा उपास्थि पेशींपासून (चित्र 39) स्पष्टपणे ओळखल्या गेल्या. उदाहरणार्थ, ब्लास्टेमा पेशींचे सायटोप्लाज्मिक पडदा विखंडित झाले होते, आणि राइबोसोम मुक्तपणे साइटोप्लाझममध्ये विखुरलेले होते आणि पडद्याशी संलग्न नव्हते. जरी ब्लास्टेमा पेशींमध्ये गोल्गी कॉम्प्लेक्स स्पष्ट राहिले असले तरी, ते प्रौढ कूर्चा पेशींमधील गोल्गी कॉम्प्लेक्सच्या तुलनेत खूपच लहान होते. ब्लास्टेमा पेशींचे सायटोप्लाझम अत्यंत खराब विकसित झाले होते, परंतु केंद्रक आकाराने अवाढव्य होते आणि त्यात स्पष्टपणे परिभाषित न्यूक्लिओली समाविष्ट होते. अखेरीस, ब्लास्टेमा पेशींच्या अल्ट्रास्ट्रक्चरच्या अभ्यासात कार्टिलागिनस मॅट्रिक्स किंवा स्नायू तंतूंच्या खुणा देखील उघड झाल्या नाहीत, त्यामुळे ब्लास्टेमा पेशींच्या ओळखीबद्दल ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपीद्वारे प्राप्त झालेल्या निष्कर्षाची पूर्ण पुष्टी झाली.

पुनर्विभेदन कालावधी दरम्यान घेतलेल्या इलेक्ट्रॉन मायक्रोग्राफ्समध्ये असे दिसून आले आहे की ब्लास्टेमा पेशींचे "सरलीकृत" ऑर्गेनेल्स अंग पुनर्संचयित होताना हळूहळू बदल घेतात, ज्याचे स्वरूप ब्लास्टेमाच्या जागेवर कोणत्या विशिष्ट पेशी उद्भवतात हे निर्धारित केले जाते. मध्यवर्ती स्थित कूर्चा पूर्ववर्ती पेशींमध्ये, त्यांच्याशी जोडलेल्या राइबोसोमसह सायटोप्लाज्मिक पडदा हळूहळू “दिसतात”, गोल्गी कॉम्प्लेक्स अधिक स्पष्ट होते आणि लवकरच पेशीभोवती एक बाह्य मॅट्रिक्स शोधणे सुरू होते. पुनरुत्पादनाच्या अगदी उशीरा अवस्थेत, जेव्हा पुनर्जन्म करणाऱ्या हाडांच्या सीमा स्पष्टपणे दिसतात, तेव्हा ब्लास्टेमाच्या बाहेरील भागात स्थित भविष्यातील स्नायू पेशी अद्याप विशेषीकरणाची चिन्हे दर्शवत नाहीत. परंतु नंतर ही चिन्हे दिसतात, पेशी लांबतात आणि सायटोप्लाझममध्ये आकुंचनशील पदार्थ दिसू लागतात. नंतरही, पेशी विलीन होतात आणि एक वैशिष्ट्यपूर्ण बनतात स्नायू ऊतक(अंजीर 40). अशाप्रकारे, ऍक्सोलॉटलच्या पुनर्जन्मित अवयवांच्या विशेषीकरण टप्प्याच्या सायटोलॉजिकल अभ्यासामुळे विभागाच्या सुरुवातीला विचारलेल्या तीनही प्रश्नांची उत्तरे देणे शक्य झाले.

इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी आणि प्लानेरियन्समध्ये पुनरुत्पादन

अनेक संशोधकांनी ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपमध्ये शरीराच्या वेगवेगळ्या भागात असलेल्या पूर्णपणे अनपेक्षित पेशींचे गट शोधून काढले आहेत. फ्लॅटवर्म्स. या पेशींमध्ये कोणतेही स्पष्ट फरक नव्हते आणि केवळ विशिष्ट रंगांसह त्यांच्या साइटोप्लाझमच्या डागांच्या स्वरूपामध्ये भिन्न होते. ते जखमेच्या पृष्ठभागाकडे स्थलांतरित झाल्यामुळे आणि ब्लास्टेमाच्या निर्मितीमध्ये भाग घेत असल्याने त्यांना राखीव पेशी (नियोब्लास्ट) म्हणतात. निओब्लास्ट हे सर्व प्रकारच्या फ्लॅटवर्म्समध्ये सामान्य मानले जात होते. हे यांनी अलीकडेच या राखीव पेशींचा सामान्य आणि पुनर्जन्म करणाऱ्या प्लॅनरियन्समधील इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अभ्यास केला. तिने पेशींमध्ये शोधलेली पहिली गोष्ट सामान्यफ्लॅटवर्म्स, अभ्यासाधीन पेशी या शब्दाच्या पूर्ण अर्थाने विशेष नसल्याचा संकेत देणारी संरचनात्मक तपशीलांची लक्षणीय संख्या आहे. इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपच्या उच्च वाढीमुळे या पेशींमध्ये गोल्गी कॉम्प्लेक्सचे स्रावित ग्रॅन्यूल आणि संरचना पाहणे शक्य झाले - ग्रंथी पेशींचे स्पष्ट "सीमा स्तंभ". एक गृहितक उद्भवले की राखीव पेशी काही प्रकारच्या नुकसानावर प्रतिक्रिया देण्याच्या उद्देशाने नसतात, परंतु विशिष्ट स्थिर कार्यासाठी असतात - श्लेष्माचे उत्पादन आणि स्राव. श्लेष्मा कृमीच्या शरीराला झाकून ठेवते आणि स्नायूंच्या आकुंचनाचा वापर करून त्याला विविध पृष्ठभागावर जाण्याची परवानगी देते.

यू पुनर्जन्मप्लॅनेरियन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपीने जखमेच्या पृष्ठभागाकडे निर्देशित केलेले विचित्र सेल्युलर प्रवाह उघड झाले. तथापि, या प्रवाहांमध्ये केवळ ग्रंथी पेशीच आढळल्या नाहीत तर इतर अनेक विशेष पेशी देखील आढळल्या. नंतर, कृमीच्या विच्छेदनाच्या ठिकाणाजवळ, स्थलांतरित पेशींनी हळूहळू त्यांची विशिष्टता गमावली, म्हणजेच, उभयचरांच्या पुनर्जन्म करणाऱ्या अवयवांमधील पेशींप्रमाणेच ते वेगळे केले. जखमेच्या पृष्ठभागावर पोहोचल्यावर, सर्व स्थलांतरित पेशी पूर्णपणे विभेदित झाल्या होत्या आणि ब्लास्टेमा तयार करण्यासाठी तयार होत्या. अशा प्रकारे निओब्लास्ट पूर्णपणे अनावश्यक होते.

जसे आपण पाहू शकता, इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी बर्याच बाबतीत ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपमधील निरीक्षणांवर आधारित डेटाची पुष्टी करते. हे पुनरुत्पादित अवयवाच्या पेशींच्या तपशीलवार अभ्यासाचे परिणाम होते. परंतु प्लॅनेरियन रिझर्व्ह सेलच्या उदाहरणामध्ये, इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपिक डेटा कमी प्रगत तंत्रज्ञानाचा वापर करून पूर्वी मिळवलेल्या परिणामांशी एकरूप झाला नाही. या संदर्भात, काहीवेळा बर्याच काळापासून अभ्यासल्या गेलेल्या वाटणाऱ्या वस्तूंचे पुन्हा परीक्षण करणे आवश्यक आहे, त्यानंतर विज्ञानामध्ये स्थापित केलेल्या तरतुदींमध्ये अनेकदा सुधारणा केल्या जातात.

रिचर्ड गॉस. पुनर्जन्म प्रणालीची विविधता

रिचर्ड गॉस प्रॉव्हिडन्स, रोड आयलंडमधील ब्राउन विद्यापीठात काम करतात. त्यांनी आपले जीवन प्राण्यांच्या विविध अवयवांच्या पुनरुत्पादनाच्या समस्येचा अभ्यास करण्यासाठी समर्पित केले. आम्ही येथे त्यांच्या केवळ दोनच कलाकृती सादर करणार आहोत, ज्यात त्यांच्या संशोधनाच्या आवडीच्या कमालीचे वैशिष्ट्य आहे. आम्ही चवीतील अँटेना (माशांच्या काही प्रजातींच्या प्रतिनिधींमध्ये तोंड उघडण्याच्या सभोवतालची लहान व्हिस्करसारखी संवेदनशील वाढ) आणि हरीण आणि एल्कमधील मोठ्या फांद्या असलेल्या शिंगांच्या पुनरुत्पादनाबद्दल बोलू, कधीकधी त्यांची लांबी 130 सेंटीमीटरपर्यंत पोहोचते.

चव कळ्या पुन्हा निर्माण

कॅटफिश (इंग्रजीमध्ये "कॅटफिश", शब्दशः "कॅट फिश") हे नाव त्याच्या अत्यंत उच्चारलेल्या चवच्या अँटेनामुळे तंतोतंत पडले, जे मांजरीच्या व्हिस्कर्सची आठवण करून देते. डॉ. गॉस यांनी शोधून काढले की जेव्हा कॅटफिशमधून असा अँटेना कापला जातो तेव्हा त्याच्या जागी ब्लास्टेमा तयार होतो आणि गमावलेली प्रक्रिया पुन्हा निर्माण होते. येथे सूक्ष्म तपासणीऍन्टीनाची रचना अगदी सोपी निघाली: त्या प्रत्येकामध्ये नसा आणि रक्तवाहिन्या, अंगाचा आधार एक कार्टिलागिनस रॉड होता आणि शीर्षस्थानी, एपिडर्मिसच्या थराखाली, चव कळी होती.

या सूक्ष्म पुनरुत्पादन प्रणालीच्या प्रायोगिक अभ्यासातून अनेक मनोरंजक तथ्ये समोर आली. अँटेना कापल्यानंतर तयार होणारा ब्लास्टेमा केवळ विभेदित उपास्थि पेशींपासून तयार झाला होता. जर कार्टिलागिनस रॉड ऍन्टीनाच्या पायथ्याशी एका लहान चीराद्वारे काढला गेला आणि नंतर ऍन्टीना स्वतःच कापला गेला, तर ब्लास्टेमा तयार होत नाही आणि प्रक्रिया पुन्हा निर्माण होत नाही. ऍन्टीनाच्या पुनरुत्पादनासाठी कार्टिलागिनस रॉड आवश्यक असल्याचे दिसून आले असल्याने, हे गृहीत धरणे तर्कसंगत होते की जर एका अँटेनामध्ये अनेक रॉड ठेवल्या गेल्या असतील (चार पर्यंत शक्य आहेत), तर सर्व अँटेनाच्या छेदनबिंदूसह अँटेनाचे विच्छेदन केल्यानंतर. रॉड्स, उदयोन्मुख प्रक्रियेमध्ये स्टंपमध्ये जितके रॉड असतील तितके असतील. परंतु प्रयोगाने पुनरुत्पादन करणाऱ्या टेंड्रिलमध्ये फक्त एक रॉड आढळून आला. वरवर पाहता, ग्स्टेटरी अँटेनल ब्लास्टेमा प्रक्रियेत सामान्य संख्येने रॉड तयार करण्यासाठी "प्रोग्राम केलेले" आहे आणि स्टंपमध्ये अतिरिक्त संरचनांची उपस्थिती सामान्य वाढीवर परिणाम करत नाही.

हरणांमध्ये शिंगांचे पुनरुत्पादन

त्यानंतर गॉसने हरणातील एंटर रिजनरेशनच्या अभ्यासावर आपले लक्ष केंद्रित केले. या संरचनांची नियतकालिक नैसर्गिक बदली हे वरवर पाहता, सस्तन प्राण्यांमध्ये अशा जटिल अवयवाच्या पुनरुत्पादनाचे एकमेव उदाहरण आहे. तरीसुद्धा, हे दर्शविते की उबदार रक्ताच्या प्राण्यांमध्ये शरीराच्या मोठ्या भागांची पुनर्संचयित करणे देखील शक्य आहे. म्हणूनच, नवनिर्मितीच्या या स्वरूपाचा अभ्यास करण्यात अनेक संशोधकांनी खूप स्वारस्य दाखवले आहे हे आश्चर्यकारक नाही. यामुळे, वाढीचे सामान्य स्वरूप आणि हरणांच्या शिंगांच्या जीर्णोद्धार दरम्यान विशिष्ट पेशींचे भवितव्य, तसेच पुनरुत्पादन प्रक्रियेच्या हार्मोनल अवलंबित्वाच्या वस्तुस्थितीचा चांगला अभ्यास केला गेला आहे. गॉस मात्र उघडण्यात यशस्वी झाला अलीकडेशरीराच्या हार्मोनल क्रियाकलापांना उत्तेजन देण्यासाठी नैसर्गिक संकेतांवर प्रभाव टाकण्याचे अनेक नवीन मार्ग.

IN प्रारंभिक कालावधीनर हरणांमध्ये, लहान हाडांची वाढ किंवा स्टंप, कवटीच्या दोन्ही बाजूंना, डोळ्यांच्या किंचित वर आणि मागे दिसतात. नंतर, या ठिकाणी मऊ गोलाकार "शिंगी कळ्या" तयार होतात, ज्या नंतर लांब आणि शाखा बनतात. शिंगाची वाढ आणि विकास त्याच्या वरच्या टोकापासून होतो, परंतु कार्टिलागिनस पेशींचे ओसीफिकेशन हळूहळू होते कारण ते शिंगाच्या पायथ्यापासून खालपासून वर जाते. हॉर्नच्या पुनरुत्पादनाच्या प्रत्येक चक्रासह ऊतक भिन्नतेचा समान ग्रेडियंट साजरा केला जातो.

समशीतोष्ण प्रदेशात राहणारे नर हरीण दरवर्षी त्यांच्या शिंगांना वाढवतात आणि त्यांची वाढ करतात, विविध प्रजातींमध्ये त्यांच्या शिंगांचा आकार आणि त्यांच्या पुनरुत्पादन प्रक्रियेची तीव्रता या दोन्हीमध्ये लक्षणीय फरक असतो. गॉस संकलित सारण्या जे दर्शविते की मोठे प्राणी जलद वाढतात. एल्क्स, हरीण कुटुंबातील सर्वात मोठे प्रतिनिधी, 129.5 सेंटीमीटर लांबीपर्यंत पोहोचू शकतात आणि दररोज 2.75 सेंटीमीटरच्या दराने वाढू शकतात (चित्र 41, A, B). सर्व हरीणांमध्ये, वाढत्या शंकूच्या आकारात वाढ होत असताना, त्यातून वाहणाऱ्या रक्तवाहिन्या अवरोधित होतात. हाडांची ऊती, आणि लहान असलेली त्वचा जाड केस("कॉर्डुरॉय"), शिंगांच्या बाहेरील बाजूने झाकलेले, रक्त पुरवठ्यापासून वंचित, फुटते आणि पडते. दाट कॉम्पॅक्ट हाडांच्या वस्तुमानात रूपांतरित झालेल्या शिंगे खाली पडणे खूप नंतर उद्भवते, जेव्हा पेशी शिंगे आणि स्टंपच्या जंक्शनवर दिसतात आणि हाडांची संरचना नष्ट करतात. जखमा लवकर बऱ्या होतात आणि शिंगांची वाढ नव्याने सुरू होते. बहुतेक प्रजातींमध्ये, हिवाळ्याच्या उत्तरार्धात किंवा वसंत ऋतूमध्ये एंटर शेडिंग होते, उन्हाळ्याच्या महिन्यांत पुनरुत्पादन दिसून येते आणि कॉरडरॉय शेडिंग प्रजनन हंगामाच्या अगदी आधी होते, जे शरद ऋतूमध्ये आहे. या सर्व प्रक्रिया हरणांमधील हार्मोनल क्रियाकलापांमध्ये हंगामावर अवलंबून असलेल्या चढउतारांमुळे चालतात. वसंत ऋतूमध्ये टेस्टोस्टेरॉन हार्मोनच्या प्रमाणात घट झाल्यामुळे शिंगे सोडणे आणि पुनर्जन्म सुरू होण्यास उत्तेजन मिळते आणि शरद ऋतूतील त्याची पातळी वाढल्याने शिंगांचे हळूहळू ओसीफिकेशन होते आणि "कॉर्डुरॉय" नष्ट होते.

जर तुम्ही मधल्या भागात राहत असाल, तर तुम्हाला ते माहीत आहे वेगवेगळ्या वेळादिवसाच्या प्रकाशाच्या तासांची लांबी वर्षभर बदलते. मृगाच्या वाढीचे चक्र आणि हरणातील हार्मोनल बदलांचा थेट संबंध दिवसाच्या कालावधीतील हंगामी बदलांशी असतो. गॉसने पुढील प्रश्नांची उत्तरे देण्यासाठी त्याच्या प्रयोगांमध्ये एक कृत्रिम प्रकाश व्यवस्था तयार केली; प्रथम, कृत्रिम प्रकाशाचा कालावधी वाढवून किंवा कमी करून अँलर बदलण्याचे चक्र बदलणे शक्य आहे का आणि दुसरे म्हणजे, संपूर्ण कॅलेंडर वर्षभर दिवसाच्या प्रकाशाच्या तासांची लांबी स्थिर असेल अशा परिस्थितीत हॉर्न बदलणे शक्य आहे का?

त्याच्या प्रयोगांच्या पहिल्या टप्प्यात, त्याने हरणांना "प्रकाश वर्ष" (दिवसाची लांबी वाढवण्याचे आणि कमी होण्याचे संपूर्ण वार्षिक चक्र) उघड केले जे सामान्य वर्षाच्या टप्प्यापेक्षा सहा महिने होते, म्हणजे हिवाळ्यात दिवस मोठे आणि लहान होते. उन्हाळ्यामध्ये. प्रायोगिक प्राणी (सिक हरण - लहान, हलके बांधलेले हरण जे नैसर्गिक परिस्थितीत राहतात अति पूर्व, परंतु जगभरातील प्राणीसंग्रहालयांमध्ये आढळतात) त्यांना गरम न केलेल्या खोलीत ठेवण्यात आले होते जेथे तापमान नैसर्गिक वार्षिक बदलांच्या अधीन होते. प्रकाश उपकरणांशी एक विशेष कॅलेंडर यंत्रणा जोडली गेली होती, ज्याच्या मदतीने "ऋतूंचे विकृत रूप" राखले गेले: शरद ऋतूमध्ये, तापमान कमी होत असताना, दिवसाच्या प्रकाशाच्या तासांची लांबी हळूहळू वाढली, तर वसंत ऋतूमध्ये तापमान गरम झाले, दिवसाचे तास कमी झाले. अशा परिस्थितीत ठेवल्यास, हिवाळ्याच्या महिन्यांत सिका मृगांमध्ये एंटरचे पुनरुत्पादन होते आणि शरद ऋतूमध्ये शेडिंग होते. प्राण्यांनी विकृत प्रकाश परिस्थितीशी पूर्णपणे जुळवून घेतले, कमीतकमी शिंगांची वाढ आणि पुनरुत्पादन संबंधित होते.

त्याच्या गृहीतकाची पूर्ण चाचणी करण्याच्या प्रयत्नात, गॉसने, त्यानंतरच्या प्रयोगांमध्ये, एका कॅलेंडर वर्षाच्या कालावधीत प्राण्यांना अनेक कृत्रिम प्रकाश चक्रांसमोर आणले. हे करण्यासाठी, कॅलेंडर यंत्रणा समायोजित केली गेली जेणेकरून ते प्रत्येक दुसऱ्या दिवशी वगळले जाईल. यामुळे प्रतिवर्षी दिवसाच्या प्रकाशाचे तास बदलण्याची दोन वार्षिक चक्रे पार पाडली गेली. जर यंत्रणा दोन किंवा तीन दिवस वगळली, तर वार्षिक चक्र वर्षातून तीन किंवा चार वेळा पुनरावृत्ती होते. अशा स्थितीत ठेवल्यावर, प्रायोगिक वार्षिक चक्रांच्या संख्येनुसार, सिका मृग वर्षातून दोनदा, तीन वेळा किंवा चार वेळा शिंगे गमावू लागले. चक्र लहान झाल्यामुळे, वाढत्या शिंगांची लांबी, नैसर्गिकरित्या, सामान्य चक्राच्या (चित्र 42, A, B) पेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी होती.

त्याच्या पुढील प्रयोगात, गॉसने प्रकाश-वर्ष चक्र वाढवले. हे साध्य करण्यासाठी, कॅलेंडर यंत्रणा प्रत्येक सामान्य दिवसाची दोनदा पुनरावृत्ती होते, ज्यामुळे “चोवीस महिन्यांचे वर्ष” तयार होते. आता शास्त्रज्ञ खालील प्रश्नांची उत्तरे मिळवण्याचा प्रयत्न करत होते: अशा परिस्थितीत ठेवलेले हरणांचे वाढीचे चक्र २४ महिने टिकेल का आणि त्यामुळे शिंगांच्या आकारावर परिणाम होईल की नाही? पहिल्या प्रश्नाचे उत्तर वेगवेगळ्या वयोगटातील हरणांवर केलेल्या प्रयोगांमध्ये भिन्न असल्याचे दिसून आले: प्रौढ प्राण्यांनी शिंगांना बदलण्याचे चक्र बदलले नाही, तर तरुण हरण सहजपणे “वर्ष” च्या नवीन लांबीशी जुळवून घेतात, फक्त एकदाच शिंगे पुनर्संचयित करतात. प्रत्यक्षात दोन कॅलेंडर वर्षे. दुसऱ्या प्रश्नासाठी, सामान्य लांबीपेक्षा जास्त शिंगांची वाढ कधीच दिसून आली नाही, जरी त्यांच्या वाढीच्या स्वरूपामध्ये काही वेळा विसंगती आढळून आली. परंतु ऋतूतील कृत्रिम बदलांच्या सर्व प्रकरणांमध्ये, निरीक्षण केलेले जैविक प्रभाव कायमस्वरूपी नव्हते: बहुतेक हरिण, नैसर्गिक परिस्थितीत परत आल्यावर, शिंगांची नेहमीची चक्रीय वाढ पुनर्संचयित करतात.

काही कृत्रिमरित्या तयार केलेली प्रकाश व्यवस्था शिंगांचे बदल पूर्णपणे थांबवू शकते? या उद्देशासाठी, प्रयोगकर्त्याने सामान्यत: दिवसाच्या प्रकाशाच्या कालावधीतील कोणतेही चढउतार वगळले. बऱ्याच वर्षांपासून, हरणांच्या एका विशेष गटाला 12 तासांनी प्रकाश आणि अंधार बदलण्याच्या परिस्थितीत ठेवण्यात आले होते. अशा परिस्थिती विषुववृत्तावर पाळल्या गेलेल्या परिस्थितींसारख्याच होत्या. सकाळी 6 वाजता दिवे लावले आणि संध्याकाळी 6 वाजता बंद केले. या गटात, बहुसंख्य हरणांनी शिंगे बदलण्याची क्षमता पूर्णपणे गमावली, त्यांचे पुनर्जन्म चक्र पूर्णपणे विस्कळीत झाले. याव्यतिरिक्त, सायकलचे नुकसान सतत वाढलेल्या टेस्टोस्टेरॉन पातळीशी संबंधित असल्याचे आढळले आहे.

शेवटी, अंतिम प्रयोगात, गॉसने संपूर्ण कॅलेंडर वर्षातील असमान प्रकाश आणि अंधाराच्या चक्रात हरणांच्या गटाचा पर्दाफाश केला: आठ, सोळा, किंवा चोवीस तासांचा प्रकाश त्यानंतर सोळा, आठ तासांचा अंधार किंवा दिवे नाहीत अजिबात. कृत्रिमरीत्या वाढवलेल्या किंवा कमी केलेल्या दिवसाच्या प्रकाशाच्या अशा प्रत्येक प्रकरणात, प्राणी पुरेशा अचूकतेने वेळ निघून गेला हे निर्धारित करण्यात सक्षम होते. त्यांनी वर्षातून एकदा त्यांची शिंगे बदलली आणि जेव्हा ही प्रक्रिया नैसर्गिक परिस्थितीत घडते तेव्हा आश्चर्यकारकपणे वेळेच्या अगदी जवळ असते. हे परिणाम जोरदारपणे सूचित करतात की हरणाची अंतर्गत लय असते जसे की "जैविक घड्याळ." (मागील गॉस प्रयोगांमध्ये, अशी लय वार्षिक चक्रांच्या कृत्रिम विकृती दरम्यान अनुकूली बदलांच्या अधीन होती किंवा जेव्हा प्राणी "विषुववृत्तीय" प्रकाश परिस्थितीमध्ये हस्तांतरित केले जातात तेव्हा पूर्णपणे विस्कळीत होते, जेव्हा प्रकाश आणि अंधार दर 12 तासांनी बदलतो.) शारीरिक यंत्रणा काहीही असो. निरीक्षण केलेली अंतर्गत लय, ती मुख्य घटकावर अवलंबून असते - प्रत्येक 24-तासांच्या चक्रातील प्रकाश आणि गडद कालावधीच्या कालावधीची असमानता.

इतर संशोधकांनी मिळवलेल्या परिणामांवरून असे दिसून येते की हरणांमध्ये आढळणारा प्रतिसाद हा अपवाद नाही. प्राण्यांच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये, शारीरिक बदल आणि अनुकूली प्रतिक्रियांचा दिवस आणि रात्र बदलणे, ऋतू बदलणे आणि ओहोटी आणि प्रवाहाच्या बदलाशी जवळचा संबंध आहे. बऱ्याच प्रकरणांमध्ये, जेव्हा प्राण्यांना त्यांच्या नैसर्गिक अधिवासातून काढून टाकले गेले आणि त्यांच्या अनेक "संकेत" पासून वंचित ठेवले गेले, तरीही त्यांनी वेळेची जाणीव ठेवली आणि त्यानुसार त्यांचे सामान्य जैविक चक्र कायम ठेवले.

हरणातील शिंगांच्या पुनरुत्पादनावर गॉसच्या प्रयोगांचे परिणाम सूचित करतात की इतर प्रकारच्या पुनर्संचयित प्रक्रियेचे नियमन त्याच प्रकारे केले जाऊ शकते. खरंच, अलीकडेच आमच्या कार्याशी संबंधित घटनांचे ज्ञान " जैविक घड्याळ", सतत विस्तारत आहेत. आणि वरवर पाहता, तो दिवस दूर नाही जेव्हा आपण शोधू की निसर्गाची ही आश्चर्यकारक घड्याळाची यंत्रणा कशी गतीमान आहे.

या प्रकरणात आपण ज्या जीवशास्त्रज्ञांना भेटलो ते त्यांचे पुनरुत्पादनावर संशोधन चालू ठेवतात. ॲलिसन बर्नेट यांनी हायड्रासवरील प्रयोगांमध्ये, या कोलेंटरेट्समधील वाढीच्या नियमनाची यंत्रणा स्पष्ट केली. याव्यतिरिक्त, तो पृष्ठवंशीयांमध्ये पुनरुत्पादनाच्या विश्लेषणासाठी त्याचे काही सिद्धांत लागू करण्याचा प्रयत्न करतो. वेगवेगळ्या उत्क्रांतीवादी गटांच्या प्राण्यांमधील पेशींच्या क्रियाकलापांचे मूलभूत नमुने अत्यंत समान असल्याने, हे स्वाभाविक आहे की प्राण्यांच्या एका गटाच्या वाढ आणि विकासातील तज्ञ त्यांचे निष्कर्ष इतरांपर्यंत पोहोचवण्याचा प्रयत्न करतात. मार्कस सिंगर यांनी स्थापित केले आहे की चिंताग्रस्त ऊतकांद्वारे सोडलेला घटक प्रभाव पाडू शकतो सेल्युलर यंत्रणाप्रथिने संश्लेषण अनेक मार्गांनी, अंगाच्या ब्लास्टेमा पेशींमध्ये या पदार्थाचे जैवरासायनिक "लक्ष्य" शोधू लागले. न्यूरोबायोलॉजीच्या अनेक पैलूंपैकी ज्यामध्ये तो सखोलपणे गुंतलेला आहे, त्याची विशेष आवड म्हणजे ॲक्सॉनच्या मायलिन शीथची रचना आणि कार्य यांचा अभ्यास. एलिझाबेथ हेसाठी, इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपिस्ट म्हणून तिचे कौशल्य आता केवळ पुनरुत्पादनाचा अभ्यास करत नाही. तिने विविध प्रकारच्या भ्रूण पेशींची सूक्ष्म रचना तपासली - विशेषतः, हृदयाच्या पेशी आणि चिक भ्रूणाच्या लेन्स - आणि भ्रूण विकासादरम्यान या पेशींच्या कार्यांशी तिच्या निरीक्षणांची तुलना केली. रिचर्ड गॉस सध्या संबंधित अवयव काढून टाकल्यानंतर सस्तन प्राण्यांमध्ये यकृत आणि मूत्रपिंडाच्या ऊतींचे पुनर्संचयित करण्यासारख्या नुकसानभरपाईच्या पुनरुत्पादनाच्या प्रक्रियेवर सर्वाधिक लक्ष देतात. गॉसच्या मते, या प्रक्रियांबद्दलचे ज्ञान वाढल्याने सस्तन प्राण्यांमध्ये ऊतक आणि अवयवांच्या वाढीच्या विशिष्ट नियामकांचा शोध होईल.

या शास्त्रज्ञांचे कार्य - नुकतेच वर्णन केलेले आणि सध्या त्यांच्याद्वारे केले जात आहे - अर्थातच, पुनर्जन्म प्रक्रियेच्या अभ्यासासाठी समर्पित असलेल्या त्या मोठ्या संशोधन क्रियाकलापाचा केवळ एक भाग दर्शवते. फक्त एकत्र घेतले ते देऊ शकतात पूर्ण चित्रप्रत्येक विशिष्ट प्रक्रिया. पण एकूणच दृष्टीकोन उत्साहवर्धक वाटतो. पुनर्जन्म हा एक महत्त्वाचा विभाग बनला आहे विकासात्मक जीवशास्त्र -विज्ञानाची शाखा जी सामान्य आणि पॅथॉलॉजिकल वाढ, पेशी भिन्नता, प्रायोगिक भ्रूणविज्ञान आणि इतर अनेक संबंधित समस्यांचे नमुने अभ्यासते. विज्ञानाच्या नवीन शाखेच्या विकासासाठी अनुकूल शक्यता देखील या वस्तुस्थितीद्वारे निश्चित केली जाते की अलिकडच्या वर्षांत नवनिर्मितीच्या अभ्यासाचे नवीन उत्साही त्यात सतत ओतत आहेत.