本文将介绍
九头蛇是什么?快速概述
九头蛇是一种微小的淡水生物，属于刺胞动物门。九头蛇有一个圆柱形，放射状对称的身体，从2到20毫米长。当完全展开时，它是肉眼可见的。
通常情况下，九头蛇会依附在一些水下物体上，随着水流慢慢摆动它们的触须。这就是为什么九头蛇经常被误认为是植物或藻类。然而，它是一个善意的动物!
[在这个视频中]一个关于九头蛇的视频摘要。
[在这幅图中]两只棕色的九头蛇。
图片来源:Ucdavis
九头蛇的特征是它的触手在嘴巴周围。这些触须可以极大地伸展以捕捉猎物或用于移动。每个触须上都有许多刺细胞。一旦与猎物接触，刺细胞的内容物就会爆炸释放，发出能麻痹小动物的刺。
生物学家对九头蛇特别感兴趣，因为它们具有非凡的再生能力——它们似乎不会死于老年，或者根本不会变老。
在这篇文章中，你将通过定义、分类和细胞结构详细了解这种神奇的生物。我将向你展示九头蛇进食或移动时的几种有趣行为。我们还将看到生病的九头蛇会发生什么。最后，您还将学习在哪里以及如何为您的微观项目收集九头蛇。让我们开始吧。
九头蛇的分类-刺胞动物门
九头蛇属于门刺胞动物这门课水螅纲．刺胞动物的例子包括水母，海葵，珊瑚,一再出现的问题．它们都有一个共同的特点:“用刺细胞来保护自己或捕食”。它们主要是海洋物种，但少量的物种(包括hydras)在河流和淡水湖中发现。
[在这张图中]刺胞动物的例子．
刺胞动物的多样性令人难以置信。刺胞动物的例子包括水母、海葵、珊瑚和水螅。
图片来源:水母，海葵，来自NOAA的珊瑚，来自Stefan Siebert/Juliano实验室的九头蛇。
科学的分类
王国:动物界
刺胞动物门:
类:水螅纲
秩序:Anthoathecata
家庭:Hydridae
属:九头蛇
(参考:维基）
[在这幅图中]一再出现的问题。
图片来源:塞巴斯蒂安·弗劳恩博士
九头蛇住在哪里?
九头蛇生活在各种淡水栖息地，包括池塘、沟渠和流动缓慢的河流和小溪。它们原产于温带和热带地区。九头蛇通常用脚把自己固定在像水草一样的基质上。
[在这幅图中]一群棕色九头蛇(九头蛇oligactis)在岩石上。
图片来源:Jan Hamrsky
九头蛇对污染敏感吗?
是的，九头蛇对污染的容忍度很低。由于九头蛇无法在受污染的水中找到，它们可以作为一种生物指标，根据潜在危害的程度对毒物进行排名。
九头蛇的身体结构
一只九头蛇由5万到10万个细胞组成。
[在这幅图中]这张图显示了九头蛇的身体部位。
尺寸和形状
九头蛇有一个圆柱形，放射状对称的身体，从2到20毫米长。当完全展开时，它是肉眼可见的。它们的触须可能会延伸得更长——有些种类的绿色水螅伸直后可达5至20厘米。九头蛇的身体可能会收缩(当感觉到危险时)，使生物体看起来更短更圆。
[在这幅图中]九头蛇与绿色支架的尺寸比较．
支架几乎是最大的单细胞纤毛虫，可以长到4毫米。图中这些支架的直径约为300 μ m。你可以看到九头蛇比声音洪亮的人．
颜色
小九头蛇的触须看起来是透明的，管状的身体看起来是黄色的。九头蛇oligactis是棕色;因此，又称棕九头蛇九头蛇viridissima通常被称为绿水螅是因为它独特的颜色由于共生的绿藻小球藻它们生活在它的体内。
[在这幅图中]左:九头蛇oligactis．正确的:九头蛇viridissima．
图片来源:九头蛇oligactis，九头蛇viridissima
身体
九头蛇有放射状对称的管状身体。径向对称也是刺胞动物门的共同特征。水螅体管的中心是一个中空的体腔(胃血管腔)。
[在这幅图中]纵切面显示九头蛇的解剖结构。
你可以看到九头蛇的体壁由两层细胞组成。修改后的阿尔文·戴维森《实用动物学》(纽约:美国图书公司，1906)。
构成九头蛇身体的细胞相对简单。九头蛇的身体主要有两层。外层是表皮(就像我们的皮肤)可以分泌一层保护层(海拉霉素)防止细菌感染。呼吸和排泄是通过表皮表面的扩散进行的。
内层叫做gastrodermis它位于胃部。在这两层之间有一种凝胶状物质叫做中胶层．
[在这幅图中]染色水螅体柱状切片显示两层细胞-表皮和腹真皮层，中间有中胶膜。
修改后的Vogg MC等等，发展, 2019年
脚
九头蛇的底端是通过一个简单的粘合剂脚固定在表面上基盘．基底盘的腺体细胞分泌一种粘性液体，这是其粘性的原因。
[在这幅图中]当水螅附着在玻璃墙上时，观察基底盘的底部。
图片来源:Jan Hamrsky
口
在身体的自由端有一个开口(hypostome)被触角包围。口与体腔相连。被触须捕获的猎物随后会被吞没在体腔内进行消化。由于九头蛇只有一个开口，消化后的废物会从同一个开口排出。
[在这幅图中]九头蛇身体主要部位的标记图。
修改后的Vogg MC等等，发展, 2019年
触手和刺丝细胞
触角(数量从6到10个)从口腔边缘向外辐射。这些触须在进食或运动时可以大大伸展。
[在这幅图中]两条长着触手的九头蛇。
图片来源:Jan Hamrsky
每个触须上都覆盖着高度特化的刺细胞它的触须．刺丝细胞含有一种叫做刺丝囊它们看起来像内部有盘线的微型灯泡。靠近刺丝细胞的外缘是一根短毛，称为刺丝。刺丝囊的功能就像一个触发器，控制刺丝囊的发射。
[在这个视频中]绿色九头蛇用它的触须捕捉水蚤。
一旦接触到猎物，刺丝囊内的物质就会被爆炸性地释放出来，将含有神经毒素的飞镖一样的线发射到触发释放的物体中。这些毒素可以麻痹猎物。
[在这幅图中]刺丝细胞是一种爆炸性细胞，用于捕获猎物和防御捕食者，这定义了刺丝动物门。
刺丝细胞从一种叫做刺丝囊的亚细胞细胞器中释放出含有毒素的结构。左:静息期的刺丝细胞。右图:燃烧的刺丝细胞。
神经系统
九头蛇没有可辨认的大脑或真正的肌肉，但它有一个原始的神经系统叫做神经网络．神经网络连接位于体壁和触须上的感觉光感受器(感光)和触摸敏感神经细胞。这个简单的神经系统帮助九头蛇对各种刺激迅速做出反应。
[在这幅图中]无脊椎动物的神经系统——九头蛇、海星和涡虫。你可以看到多头蛇有一个网状的神经系统。
图片来源:ck12
最近，科学家发现九头蛇即使没有大脑也能在类似睡眠的状态下休息!
[在这幅图中]美丽的九头蛇有原始的神经系统。
图片来源:U海德堡
九头蛇是如何猎食的?
水螅主要以水蚤等水生无脊椎动物为食。在进食时，九头蛇会将身体伸展到最大长度，然后慢慢伸展触手。一旦完全伸展(可以伸展到身体长度的4到5倍)，触须就会慢慢移动，等待与合适的猎物接触。
当接触到猎物时，数百个刺丝囊可以同时发射它们的刺和神经毒素。这可以麻痹猎物。几分钟内，触须就能包围猎物，把猎物带进张开的嘴孔。猎物随后会被吞噬在体腔内进行消化。
[在这幅图中]九头蛇进食的整个过程。
九头蛇可以伸展它的体壁，以消化比它大两倍多的猎物。由于九头蛇没有肛门孔，猎物的难以消化的残留物会通过收缩从口孔排出。
[在这幅图中]九头蛇在消化时将猎物(可能是蜉蝣若虫)封闭在体腔内。
图片来源:Jan Hamrsky
[在这个视频中]新的研究发现，九头蛇在吃掉猎物之前，必须先把自己撕碎形成嘴巴。在它吃完东西后，嘴就会消失，这意味着hydra每咬一口都会长出一张新嘴。这很神奇吗?
水螅共生与光合作用
一些九头蛇物种(比如九头蛇viridissima)可与绿藻(小球藻)生活在它的身体里。九头蛇提供安全的生存环境，绿藻(通过光合作用)合成食物作为回报。
当环境条件发生变化(食物稀缺)时，这种共生关系为水螅提供了显著的优势。在没有猎物的情况下，一只绿色的九头蛇仍然可以利用光合作用产生的营养物质存活约3个月。这使得九头蛇能够忍受饥饿。
[在这幅图中]Hydra-Chlorella共生关系。
绿色的九头蛇九头蛇viridissima和它的共生藻类小球藻sp．
修改后的Marinespecies
九头蛇会动吗?
是的。通常情况下，水螅会通过基底盘附着在水中某个合适的物体上。然而，偶尔九头蛇可以很容易地移动，特别是在捕猎时。
[在这个视频中]九头蛇的运动。
它们有两种主要的运动方式——“翻筋斗”和“翻筋斗”。
循环
循环是最常见的一种行走方式，类似于毛毛虫的运动。它们弯下腰，用嘴和触须把自己附着在水面上，然后把脚移走。
翻筋斗
在翻筋斗(意思是向前滚动)，九头蛇伸展身体，向一边弯曲，把触角放在水面上。基底盘脱离了它的附着，动物站在它的触手上。然后，身体伸展弯曲，将基底盘放在表面上，触手松开，动物恢复直立姿势。这些动作是重复的，九头蛇从一个地方移动到另一个地方。
九头蛇偶尔也会以其他方式移动(见下图)。有趣的是，九头蛇可以用它的脚产生一个气泡，然后把自己固定在气泡上漂浮，就像乘坐热气球一样!
[在这幅图中]九头蛇可以以几种不同的方式移动:
(1)循环和
(2)翻筋斗是两种主要的运动方法，通过弯曲和移动脚或触手。
九头蛇还可以通过像行走一样拉动触须在水面上移动(类似墨鱼的动作)。
有时，九头蛇可以从基底盘产生气泡，帮助动物漂浮在水面上，被水流被动地从一个地方带到另一个地方。
在水生植物丛中，九头蛇可以把它的触须附着在远处的物体上，然后释放基底盘，收缩触须，身体就会被拉到一个新的位置。
九头蛇的繁殖
九头蛇可以无性繁殖也可以有性繁殖。繁殖的选择取决于它们生活的条件。
九头蛇的无性繁殖
无性繁殖发生在有利的环境条件下，以允许水螅种群的快速增长。
无性繁殖只需要父母一方。九头蛇通过"初露头角的”。在出芽过程中，经过反复，在母水螅基部附近发育出一个小芽有丝分裂细胞分裂．这些新细胞长成了迷你版的九头蛇，身体、嘴巴和触须都变小了。
[在这幅图中]九头蛇通过出芽进行无性繁殖的步骤。
一旦芽发育完全，它最终会脱离亲本，成为一个独立的有机体。考虑到后代是通过有丝分裂产生的，它在基因上与亲本完全相同。这个萌芽过程从开始到结束大约需要3天。
[在这幅图中]体壁上有两个芽的九头蛇。
图片来源:Jan Hamrsky
九头蛇的有性繁殖
相反，当环境条件变得不利时，就会发生有性繁殖。这些条件可能是低温和缺乏足够的食物来源。为了增加生存机会，九头蛇会为有性繁殖做准备。
为了启动有性生殖的过程，体壁上的生殖干细胞会变成卵巢和睾丸。九头蛇可能有三种性别:雌性(有卵巢)，雄性(有睾丸)，和雌雄同体(有卵巢和睾丸)。雌雄同体在九头蛇中很常见。
[在这个视频中]绿色的九头蛇有睾丸(体壁上的白色性腺)，一个芽(婴儿)，肠道里有一个介形虫(甲壳纲动物)。
卵巢在九头蛇底部附近发育，而睾丸在顶部附近形成。每个卵巢拥有一个卵细胞。精子通过游动进入另一只九头蛇的卵巢。受精卵在恶劣的条件下可能不会立即发育，相反，受精卵会产生一层保护壳，进入“发育受阻”的休眠状态。一旦条件好转，卵会继续发育成新的九头蛇(没有幼虫阶段)。
[在这幅图中]九头蛇的生命周期包括无性繁殖和有性繁殖。
图片来源:sarahinbiology
九头蛇这个名字是怎么来的?
“九头蛇”这个名字来自希腊和罗马神话中的一种蛇形水怪，被称为勒奈九头蛇或勒纳九头蛇。在赫拉克勒斯的故事中，这位英雄以他的许多冒险经历而闻名，尤其是“十二劳苦”。第二次劳动是杀死九头勒奈九头蛇。今天，我们仍然可以在古希腊到文艺复兴时期的许多艺术品上看到赫拉克勒斯和九头蛇之战。此外，在迪士尼动画片《大力神》中，英雄和多头的九头蛇之间有一场史诗般的战斗。
[在这幅图中]艺术中的九头蛇。
左上:九头蛇的罗马黑人陶画(约公元前346年;图片来自沃尔夫冈·索伯)。左下:十二劳动罗马马赛克来自Llíria(西班牙瓦伦西亚;26广告;图片由Luis García)。右图:波莱约洛的《大力神与九头蛇》(约1475年)。乌菲齐画廊，佛罗伦萨，意大利。
顺便说一下，九头蛇也是一个虚构的恐怖组织，出现在漫威漫画和电影中。
如何为你的微观项目找到九头蛇?
收集一再出现的问题
九头蛇可以在许多未受污染的水环境中找到。人们往往会忽视它们，因为它们太小了。你需要做的是获得一大块九头蛇的栖息地，而不是试图一个一个地挑选九头蛇。
你可以收集树枝，树叶，或浸没在水中的植被，并将标本在培养皿中过夜。第二天，在低倍数的立体显微镜或放大镜下仔细检查盘子;九头蛇通常被发现。
九头蛇有时在淡水鱼缸中被发现。它对鱼是无害的(除了刚孵出的鱼)，但大多数人可能不想在他们的鱼缸里看到九头蛇。所以，你可以问当地的水族商店，看看是否可以免费获得一些长有九头蛇的水生植物。
[在这幅图中]长在水生植物上的九头蛇。
它们被认为是水族馆里的害虫。如果你碰巧找到的话，你可能可以免费得到它们。
培养一再出现的问题
你可以在水箱或罐子里培养一堆九头蛇，以便长期观察。这可能是一个非常好的课堂科学项目。开云体育全站app下载安装你可以用水蚤或刚孵出的盐水虾喂水螅。获得未受污染的水源(没有氯，没有洗涤剂，没有重金属的痕迹)是最关键的部分。你可以使用优质的泉水、瓶装水或玻璃蒸馏水。17ºC - 23ºC的室温是水螅的理想环境。
[在这幅图中]许多水螅生长在鱼缸的玻璃墙上。
图片来源:亚马孙
如果你想了解更多关于培养和研究九头蛇的知识，Patricia Bossert和Brigitte Galliot的文章中有非常详细的信息:
Patricia Bossert和Brigitte Galliot合著的《如何使用Hydra作为课堂生物教学的模型系统》”
我怎么知道九头蛇是健康的还是生病的?
在Patricia Bossert和Brigitte Galliot的文章中，他们为我们提供了一个非常全面的指南，关于如何利用这些微小的生物来学习生物学原理。特别有趣的是，在这篇文章中，Patricia和Brigitte提到了“九头蛇健康指数”来回答一个基本问题“九头蛇快乐吗?”
[在这幅图中]五种健康状态可用于评估九头蛇的健康状况:健康的九头蛇有细长的触角(A, B)。
“抑郁”的早期迹象可以通过触须顶端的圆形旋钮(C-E)来识别。
逐渐地，触须变得非常短，提供了一个“花”表型对应的捕食行为的损失(E-F)。随后，动物体型急剧减小(G, H)。
它先于触须的完全丧失和分离(I)。
图片来源:帕特里夏·博塞特和布丽吉特·加利奥特
九头蛇对人类有害吗?
答案是否定的。九头蛇的刺丝细胞对人类无害，因为它的毒刺无法穿透人体皮肤造成任何伤害。然而，刺胞动物门中的一些物种，特别是水母，可以给人类带来极其痛苦的刺痛，在少数情况下，甚至会致命。
九头蛇的再生能力如何?
九头蛇具有巨大的再生潜力，能够从小的组织碎片甚至分离的细胞中再生出完整的生物体。九头蛇重生通过变形再生即对现有细胞和组织的重构。从一小块组织再生出整个身体的步骤只需几天就能完成。
生物学家对这种能力感到特别兴奋，因为许多参与愈合过程的基因都是在进化过程早期形成的，这意味着它们在包括人类在内的许多动物中都是共享的。如果九头蛇的再生能力能够被完全理解，它可能被用来治疗人类病人的创伤或退行性疾病。
[在这幅图中]水螅再生。
当九头蛇被切成两半时，每一半都会再生成一个小九头蛇;“头”将再生“脚”，“脚”将再生“头”。如果九头蛇被切成很多部分，那么中间的部分就会形成“头”和“脚”。
[在这幅图中]一组显示九头蛇在4天内再生的延时照片。
修改后的Vogg MC等等，发展, 2019年
另一种具有非凡再生能力的生物是涡虫。
总结
1.九头蛇是刺胞动物门的一种淡水珊瑚虫。刺胞动物还包括水母、海葵和珊瑚。
2.九头蛇通过将自己固定在水下物质上生长。它对水污染非常敏感。
3.九头蛇有几根触须，它们可以用刺细胞(刺丝细胞)麻痹猎物来捕捉猎物。
4.九头蛇可以无性繁殖也可以有性繁殖。无性繁殖是通过从母九头蛇的体壁上长出一个新的小九头蛇来完成的。
5.九头蛇有非凡的再生能力。一个碎片可以在几天内重新生长成一个新的九头蛇。
参考文献
”如何使用Hydra作为模型系统在课堂上教授生物”，作者Patricia Bossert和Brigitte Galliot
“九头蛇体内的类睡眠状态揭示了中枢神经系统进化发展过程中保守的睡眠机制”
再生模型系统:九头蛇
"给刚接触九头蛇的研究人员"
