हाइड्रा (जीनस)

हाइड्रा फ़ाइलम निडारियंस के छोटे मीठे पानी के पारिस्थितिकी तंत्र हाइड्रोज़ोअन की एक प्र[[जाति]] है। वे समशीतोष्ण जलवायु और उष्णकटिबंधीय जलवायु क्षेत्रों के मूल निवासी हैं।  जीनस का नाम लिनिअस ने 1758 में हाइड्रा (पौराणिक कथा) के नाम पर रखा था, जो हेराक्लीज़ द्वारा पराजित मिथक का कई सिर वाला जानवर था, क्योंकि जब जानवर का एक हिस्सा अलग हो जाता था, तो वह पौराणिक हाइड्रा के सिर की तरह पुनर्जीवित हो जाता था। जीवविज्ञानी विशेष रूप से हाइड्रा में उनके पुनर्जनन (जीव विज्ञान) के कारण रुचि रखते हैं; ऐसा प्रतीत नहीं होता है कि वे बुढ़ापे से, या बुढ़ापे से मरेंगे।

आकृति विज्ञान
हाइड्रा में एक ट्यूबलर, समरूपता (जीवविज्ञान)#रेडियल समरूपता शरीर तक होता है 10 mm बढ़ाए जाने पर लंबे समय तक, एक साधारण चिपकने वाले पैर द्वारा सुरक्षित किया जाता है जिसे बेसल डिस्क के रूप में जाना जाता है। बेसल डिस्क में ग्रंथि कोशिकाएं एक चिपचिपा तरल पदार्थ स्रावित करती हैं जो इसके चिपकने वाले गुणों के लिए जिम्मेदार होता है।

शरीर के मुक्त सिरे पर एक मुंह होता है जो एक से बारह पतले, गतिशील मूंछ  से घिरा होता है। प्रत्येक टेंटेकल, या cnida (बहुवचन: cnida), अत्यधिक विशिष्ट चुभने वाली कोशिकाओं से ढका होता है जिन्हें cnidocytes कहा जाता है। निडोसाइट्स में निमेटोसिस्ट नामक विशेष संरचनाएं होती हैं, जो अंदर कुंडलित धागे के साथ लघु प्रकाश बल्ब की तरह दिखती हैं। सीनिडोसाइट के संकीर्ण बाहरी किनारे पर एक छोटा ट्रिगर बाल होता है जिसे सीनिडोसिल कहा जाता है। शिकार के संपर्क में आने पर, नेमाटोसिस्ट की सामग्री को विस्फोटक रूप से डिस्चार्ज किया जाता है, जिससे न्यूरोटॉक्सिन युक्त एक डार्ट-जैसे धागे को फायर किया जाता है, जो रिलीज को ट्रिगर करता है। यह शिकार को पंगु बना सकता है, खासकर अगर कई सैकड़ों नेमाटोसिस्ट को निकाल दिया जाए।

हाइड्रा के शरीर में दो मुख्य परतें होती हैं, जो इसे डिप्लोब्लासटिक  बनाती हैं। परतों को  mesoglea, एक जेल जैसा पदार्थ, द्वारा अलग किया जाता है। बाहरी परत पपड़ीदार उपकला है, और आंतरिक परत को गैस्ट्रोडर्मिस कहा जाता है, क्योंकि यह पेट को रेखाबद्ध करती है। शरीर की इन दो परतों को बनाने वाली कोशिकाएँ अपेक्षाकृत सरल होती हैं। हाइड्रामासीन हाल ही में हाइड्रा में खोजा गया एक जीवाणुनाशक है; यह बाहरी परत को संक्रमण से बचाता है। एक एकल हाइड्रा 50,000 से 100,000 कोशिकाओं से बना होता है जिसमें तीन विशिष्ट  मूल कोशिका  आबादी शामिल होती है जो कई अलग-अलग प्रकार की कोशिकाएँ बनाती हैं। ये स्टेम कोशिकाएं शरीर के स्तंभ में लगातार खुद को नवीनीकृत करती रहती हैं। हाइड्रा के शरीर पर दो महत्वपूर्ण संरचनाएँ होती हैं: सिर और पैर। जब एक हाइड्रा को आधे में काटा जाता है, तो प्रत्येक आधा पुनर्जीवित हो जाता है और एक छोटे हाइड्रा में बन जाता है; सिर एक पैर को पुनर्जीवित करता है और पैर एक सिर को पुनर्जीवित करता है। यदि हाइड्रा को कई खंडों में काटा जाए तो बीच के टुकड़े से सिर और पैर दोनों बनते हैं। श्वसन और उत्सर्जन एपिडर्मिस (प्राणीशास्त्र) की पूरी सतह पर प्रसार द्वारा होता है, जबकि बड़ा मल मुंह के माध्यम से उत्सर्जित होता है।

तंत्रिका तंत्र
हाइड्रा का तंत्रिका तंत्र एक तंत्रिका जाल है, जो आदिम (फ़ाइलोजेनेटिक्स) पशु तंत्रिका तंत्र की तुलना में संरचनात्मक रूप से सरल है। हाइड्रा के पास पहचानने योग्य मस्तिष्क या वास्तविक मांसपेशियाँ नहीं हैं। तंत्रिका जाल शरीर की दीवार और टेंटेकल्स में स्थित संवेदी आईस्पॉट उपकरणों और स्पर्श-संवेदनशील तंत्रिका कोशिकाओं को जोड़ते हैं।

तंत्रिका जाल की संरचना में दो स्तर होते हैं:
 * स्तर 1 - संवेदी कोशिकाएँ या आंतरिक कोशिकाएँ; और
 * स्तर 2 - उपकला या मोटर कोशिकाओं से जुड़ी हुई परस्पर जुड़ी नाड़ीग्रन्थि कोशिकाएँ।

कुछ में न्यूरॉन्स की केवल दो शीट होती हैं।

गति और गति
यदि हाइड्रा चिंतित हो जाता है या हमला कर देता है, तो टेंटेकल्स को छोटी कलियों में वापस खींचा जा सकता है, और शरीर के स्तंभ को एक छोटे जिलेटिनस गोले में वापस खींचा जा सकता है। उत्तेजना की दिशा की परवाह किए बिना हाइड्रा आम तौर पर उसी तरह से प्रतिक्रिया करता है, और यह तंत्रिका जाल की सादगी के कारण हो सकता है।

हाइड्रा आम तौर पर विक्षनरी: गतिहीन या सेसिलिटी (प्राणीशास्त्र) होते हैं, लेकिन कभी-कभी काफी आसानी से चलते हैं, खासकर शिकार करते समय। उनके पास चलने की दो अलग-अलग विधियाँ हैं - 'लूपिंग' और 'सोमरसॉल्टिंग'। वे ऐसा झुककर और खुद को विक्षनरी से जोड़कर करते हैं: मुंह और टेंटेकल्स के साथ सब्सट्रेट और फिर पैर को स्थानांतरित करते हैं, जो सामान्य जुड़ाव प्रदान करता है, इस प्रक्रिया को लूपिंग कहा जाता है। कलाबाज़ी में, शरीर फिर झुक जाता है और पैर के साथ जुड़ाव की एक नई जगह बना लेता है। लूपिंग या सोमरसॉल्टिंग की इस प्रक्रिया से, एक हाइड्रा एक दिन में कई इंच (लगभग 100 मिमी) आगे बढ़ सकता है। हाइड्रा अपने आधारों के अमीबीय संचलन द्वारा या सब्सट्रेट से अलग होकर और धारा में दूर तैरकर भी गति कर सकता है।

प्रजनन और जीवन चक्र
जब भोजन प्रचुर मात्रा में होता है, तो कई हाइड्रा नवोदित होकर अलैंगिक प्रजनन करते हैं। कलियाँ शरीर की दीवार से बनती हैं, लघु वयस्कों में विकसित होती हैं और परिपक्व होने पर टूट जाती हैं।

जब हाइड्रा को अच्छी तरह से भोजन दिया जाता है, तो हर दो दिन में एक नई कली बन सकती है। जब स्थितियाँ कठोर होती हैं, अक्सर सर्दियों से पहले या खराब भोजन की स्थिति में, कुछ हाइड्रा में यौन प्रजनन होता है। शरीर की दीवार में सूजन अंडाशय या वृषण में विकसित हो जाती है। वृषण पानी में मुक्त-तैरने वाले युग्मक छोड़ते हैं, और ये किसी अन्य व्यक्ति के अंडाशय में अंडे को निषेचित कर सकते हैं। निषेचित अंडे एक सख्त बाहरी परत का स्राव करते हैं, और, जैसे ही वयस्क मर जाते हैं (भुखमरी या ठंड के कारण), ये आराम कर रहे अंडे बेहतर परिस्थितियों की प्रतीक्षा करने के लिए झील या तालाब के तल में गिर जाते हैं, जहां से वे अप्सरा हाइड्रा में बदल जाते हैं। कुछ हाइड्रा प्रजातियाँ, जैसे हाइड्रा घिरा हुआ है  और हाइड्रा विरिडिसिमा, उभयलिंगी हैं और एक ही समय में वृषण और अंडाशय दोनों का उत्पादन कर सकता है।

हाइड्रोज़ोआ के कई सदस्य पॉलीप (प्राणीशास्त्र) से मेडुसा (जीवविज्ञान) नामक वयस्क रूप में शारीरिक परिवर्तन से गुजरते हैं, जो आमतौर पर जीवन का चरण होता है जहां यौन प्रजनन होता है, लेकिन हाइड्रा पॉलीप चरण से आगे नहीं बढ़ता है।

खिलाना
हाइड्रा मुख्य रूप से डैफ़निया और साइक्लोप्स (जीनस) जैसे जलीय अकशेरुकी जीवों पर भोजन करते हैं।

भोजन करते समय, हाइड्रा अपने शरीर को अधिकतम लंबाई तक फैलाते हैं और फिर धीरे-धीरे अपने जालों को फैलाते हैं। उनके सरल निर्माण के बावजूद, हाइड्रा के तम्बू असाधारण रूप से विस्तार योग्य हैं और शरीर की लंबाई से चार से पांच गुना अधिक हो सकते हैं। एक बार पूरी तरह से विस्तारित हो जाने पर, टेंटेकल धीरे-धीरे एक उपयुक्त शिकार जानवर के संपर्क की प्रतीक्षा में इधर-उधर घूमने लगते हैं। संपर्क में आने पर, टेंटेकल पर मौजूद नेमाटोसिस्ट शिकार में आग लगा देते हैं और टेंटेकल खुद ही शिकार के चारों ओर कुंडलित हो जाता है। संघर्षरत शिकार को वश में करने के लिए अधिकांश टेंटेकल 30 सेकंड के भीतर हमले में शामिल हो जाते हैं। दो मिनट के भीतर, तम्बू शिकार को घेर लेते हैं और उसे खुले मुँह के छिद्र में ले जाते हैं। दस मिनट के भीतर, शिकार शरीर की गुहा में समा जाता है, और पाचन शुरू हो जाता है। हाइड्रा अपने शरीर की दीवार को काफी अंदर तक खींच सकता है

हाइड्रा का भोजन व्यवहार एक सरल तंत्रिका तंत्र प्रतीत होने वाले परिष्कार को प्रदर्शित करता है।

हाइड्रा की कुछ प्रजातियाँ विभिन्न प्रकार के एककोशिकीय शैवाल के साथ पारस्परिकता (जीव विज्ञान) में मौजूद हैं। हाइड्रा द्वारा शैवालों को शिकारियों से बचाया जाता है; बदले में, शैवाल से प्रकाश संश्लेषण उत्पाद हाइड्रा के लिए खाद्य स्रोत के रूप में फायदेमंद होते हैं, और यहां तक ​​कि हाइड्रा माइक्रोबायोम को बनाए रखने में भी मदद करता है।

फीडिंग प्रतिक्रिया को मापना
हाइड्रा में आहार प्रतिक्रिया घायल शिकार के क्षतिग्रस्त ऊतकों से निकलने वाले ग्लूटेथिओन  (विशेष रूप से जीएसएच के रूप में कम अवस्था में) से प्रेरित होती है। खिला प्रतिक्रिया की मात्रा निर्धारित करने के लिए परंपरागत रूप से कई तरीकों का उपयोग किया जाता है। कुछ में, मुंह कितने समय तक खुला रहता है, इसे मापा जाता है। अन्य विधियाँ ग्लूटाथियोन जोड़ने के बाद खिला प्रतिक्रिया दिखाने वाली छोटी आबादी के बीच हाइड्रा की संख्या की गणना पर निर्भर करती हैं। हाल ही में, हाइड्रा में आहार प्रतिक्रिया को मापने के लिए एक परख विकसित की गई है। इस विधि में, टेंटेकल की नोक और हाइड्रा के मुंह के बीच रैखिक द्वि-आयामी दूरी को खिला प्रतिक्रिया की सीमा का प्रत्यक्ष माप दिखाया गया था। इस विधि को भुखमरी मॉडल का उपयोग करके मान्य किया गया है, क्योंकि भुखमरी को हाइड्रा फीडिंग प्रतिक्रिया में वृद्धि का कारण माना जाता है।

शिकारी
ऑलिगैक्टस केतली प्रजाति का शिकार चपटा कृमि रैखिक माइक्रोस्टोमम द्वारा किया जाता है।

ऊतक पुनर्जनन
घायल होने या कट जाने पर हाइड्रा मोर्फालैक्सिस (ऊतक पुनर्जनन) से गुजरता है। आमतौर पर, हाइड्रा एक बिल्कुल नए व्यक्ति को विकसित करके प्रजनन करते हैं; कली शरीर की धुरी से लगभग दो-तिहाई नीचे होती है। जब एक हाइड्रा को आधे में काटा जाता है, तो प्रत्येक आधा पुनर्जीवित हो जाता है और एक छोटे हाइड्रा में बन जाता है; सिर एक पैर को पुनर्जीवित करता है और पैर एक सिर को पुनर्जीवित करता है। यह पुनर्जनन कोशिका विभाजन के बिना होता है। यदि हाइड्रा को कई खंडों में काटा जाता है, तो बीच के टुकड़े सिर और पैर दोनों बनाते हैं। पुनर्जनन की ध्रुवीयता को स्थितिगत मूल्य ग्रेडिएंट के दो जोड़े द्वारा समझाया गया है। इसमें सिर और पैर दोनों की सक्रियता और निषेध प्रवणता होती है। सिर सक्रियण और निषेध पैर ग्रेडिएंट्स की जोड़ी की विपरीत दिशा में काम करता है। इन ग्रेडिएंट्स का प्रमाण 1900 के दशक की शुरुआत में ग्राफ्टिंग प्रयोगों के साथ दिखाया गया था। दोनों ग्रेडिएंट्स के अवरोधक कली निर्माण को अवरुद्ध करने में महत्वपूर्ण साबित हुए हैं। वह स्थान जहां कली बनती है, वहां सिर और पैर दोनों के लिए ढाल कम होती है। हाइड्रा शरीर से ऊतक के टुकड़ों से और इसके अतिरिक्त पुनर्समुच्चय से ऊतक पृथक्करण के बाद पुन: उत्पन्न करने में सक्षम हैं। यह प्रक्रिया न केवल शरीर के स्तंभ से निकले ऊतक के टुकड़ों में होती है, बल्कि अलग-अलग एकल कोशिकाओं के पुन: एकत्रीकरण से भी होती है। यह पाया गया कि इन समुच्चय में, शुरू में वितरित कोशिकाएं बेतरतीब ढंग से छंटाई से गुजरती हैं और दो उपकला कोशिका परतों का निर्माण करती हैं, जिसमें एंडोडर्मल उपकला कोशिकाएं इस प्रक्रिया में अधिक सक्रिय भूमिका निभाती हैं। इन एंडोडर्मल एपिथेलियल कोशिकाओं की सक्रिय गतिशीलता एक्साइज़्ड ऊतक के पुन: एकत्रीकरण और पुन: उत्पन्न होने वाले सिरे दोनों में दो परतें बनाती है। जैसे ही ये दो परतें स्थापित हो जाती हैं, सिर और पैर बनाने के लिए एक पैटर्निंग प्रक्रिया शुरू हो जाती है।

गैर-बुढ़ापे
डैनियल मार्टिनेज ने 1998 में एक्सपेरिमेंटल जेरोन्टोलॉजी में एक लेख में दावा किया कि हाइड्रा जैविक अमरता है। इस प्रकाशन को व्यापक रूप से साक्ष्य के रूप में उद्धृत किया गया है कि हाइड्रा बुढ़ापा नहीं करता (बूढ़ा नहीं होता), और वे आम तौर पर गैर-बूढ़ा होने वाले जीवों के अस्तित्व का प्रमाण हैं। 2010 में, प्रेस्टन एस्टेप ने (एक्सपेरिमेंटल जेरोन्टोलॉजी में भी) संपादक को एक पत्र प्रकाशित किया जिसमें तर्क दिया गया कि मार्टिनेज डेटा इस परिकल्पना का खंडन करता है कि हाइड्रा बूढ़ा नहीं होता है। हाइड्रा के विवादास्पद असीमित जीवनकाल ने वैज्ञानिकों का बहुत ध्यान आकर्षित किया है। आज का शोध मार्टिनेज के अध्ययन की पुष्टि करता प्रतीत होता है।<रेफ नाम = बी-के> हाइड्रा स्टेम कोशिकाओं में अनिश्चितकालीन स्व-नवीकरण की क्षमता होती है। प्रतिलेखन कारक FOX प्रोटीन (FoxO) को हाइड्रा के निरंतर स्व-नवीकरण के एक महत्वपूर्ण चालक के रूप में पहचाना गया है। प्रयोगों में, फॉक्सओ नीचे नियमन  के परिणामस्वरूप जनसंख्या वृद्धि में भारी कमी आई है।

द्विपक्षीय रूप से सममित जीवों (खोजक) में, प्रतिलेखन कारक फॉक्सो तनाव प्रतिक्रिया, जीवनकाल और स्टेम कोशिकाओं में वृद्धि को प्रभावित करता है। यदि इस प्रतिलेखन कारक को ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर और निमेटोड  जैसे द्विपक्षीय मॉडल जीवों में नष्ट कर दिया जाता है, तो उनका जीवनकाल काफी कम हो जाता है। हाइड्रा वल्गेरिस|एच पर प्रयोगों में। वल्गेरिस (फाइलम निडारिया का एक रेडियल सममित सदस्य), जब फॉक्सो का स्तर कम हो गया था, तो हाइड्रा की कई प्रमुख विशेषताओं पर नकारात्मक प्रभाव पड़ा, लेकिन कोई मृत्यु नहीं देखी गई, इस प्रकार यह माना जाता है कि अन्य कारक उम्र बढ़ने की स्पष्ट कमी में योगदान कर सकते हैं इन प्राणियों में.

डीएनए मरम्मत
हाइड्रा दो प्रकार की डीएनए मरम्मत में सक्षम हैं: न्यूक्लियोटाइड छांटना मरम्मत और आधार छांटना मरम्मत ये मरम्मत मार्ग डीएनए क्षति को दूर करके डीएनए प्रतिकृति की सुविधा प्रदान करते हैं। हाइड्रा में इन मार्गों की पहचान, आंशिक रूप से, अन्य आनुवंशिक रूप से अच्छी तरह से अध्ययन की गई प्रजातियों के जीनों के समरूप जीनों के हाइड्रा जीनोम में उपस्थिति पर आधारित थी, जिन्हें इन डीएनए मरम्मत मार्गों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए प्रदर्शित किया गया है।

जीनोमिक्स
पिछले दशक के भीतर किए गए एक ऑर्थोलोग तुलना विश्लेषण से पता चला है कि हाइड्रा मनुष्यों के साथ न्यूनतम 6,071 जीन साझा करता है। जैसे-जैसे अधिक आनुवंशिक दृष्टिकोण उपलब्ध होते जा रहे हैं, हाइड्रा एक बेहतर मॉडल प्रणाली बनती जा रही है। ट्रांसजेनिक हाइड्रा प्रतिरक्षा (चिकित्सा) के विकास का अध्ययन करने के लिए आकर्षक मॉडल जीव बन गए हैं। हाइड्रा मैग्निपैपिलाटा के जीनोम का एक मसौदा अनुक्रमित पशु जीनोम की सूची#Cnidaria था। Cnidarians के जीनोम आमतौर पर 500 एमबी से कम आकार के होते हैं, जैसे कि हाइड्रा विरिडिसिमा में, जिसका जीनोम आकार लगभग 300 एमबी है। इसके विपरीत, हाइड्रा ओलिगैक्टिस के जीनोम का आकार लगभग 1 जीबी है। ऐसा इसलिए है क्योंकि भूरा हाइड्रा जीनोम एक विस्तार घटना का परिणाम है जिसमें लंबे अंतराल वाले परमाणु तत्व, एक प्रकार के ट्रांसपोज़ेबल तत्व, विशेष रूप से, सीआर 1 वर्ग का एक परिवार शामिल होता है। यह विस्तार जीनस हाइड्रा के इस उपसमूह के लिए अद्वितीय है और हरे हाइड्रा में अनुपस्थित है, जिसमें अन्य निडारियन के समान दोहराव वाला परिदृश्य होता है। ये जीनोम विशेषताएँ हाइड्रा को ट्रांसपोसॉन-संचालित प्रजातियों और जीनोम विस्तार के अध्ययन के लिए आकर्षक बनाती हैं।

यह भी देखें

 * लर्नियन हाइड्रा, एक ग्रीक पौराणिक जलीय जीव जिसके नाम पर इस प्रजाति का नाम रखा गया है
 * ट्यूरिटोप्सिस डोहरनी, एक अन्य नाइडेरियन (एक जेलिफ़िश) जिसे वैज्ञानिक अमर मानते हैं