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La inmortalidad de Hydra

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Investigaciones recientes sobre la inmortalidad se han realizado en un organismo llamado Hydra. He oído que está relacionado con algún gen FoxO, que se ha encontrado en varios otros organismos, pero ¿cómo afecta la telomerasa a la inmortalidad de esta asombrosa especie?


La vida inmortal de una hidra

La hidra, un pequeño invertebrado de agua dulce, es un organismo modelo ventajoso para los biólogos regenerativos. Nombrada en honor a la serpiente de la mitología griega a la que le crecieron dos nuevas cabezas por cada una que cortaba, esta diminuta criatura parecida a una medusa contiene dentro de su código genómico la clave de la inmortalidad biológica.

Las hidra son únicas porque sus células madre existen en un estado continuo de renovación. Mantenidos a salvo y aislados, estos organismos no muestran signos de envejecimiento. Fuera del laboratorio, las únicas amenazas reales que enfrentan son los depredadores, las condiciones climáticas extremas y las enfermedades.

Siempre resistente, Hydra puede sobrevivir al desmembramiento regenerando secciones perdidas de sus cuerpos. Corta una Hydra en segmentos y cada segmento se convertirá en una nueva Hydra. Mezcla uno y te quedas con una sopa de células. Si apuntas esas células con una centrífuga, se reorganizan y eventualmente forman una nueva Hydra.

La profesora asistente Celina Juliano, del Departamento de Biología Molecular y Celular de la Facultad de Ciencias Biológicas de UC Davis, y sus colegas están investigando las células madre de Hydra, con la esperanza de encontrar pistas sobre las capacidades regenerativas y la longevidad del organismo.

El embrión eterno

Las células madre forman los bloques de construcción fundamentales del cuerpo de un organismo. Durante el crecimiento y desarrollo embrionario, las células madre se diferencian y se convierten en varias células en todo el cuerpo. En muchos organismos, las células madre pierden su capacidad de reemplazar las células disfuncionales con la edad.

Las células madre de Hydra son diferentes.

“Si el animal tiene células madre muy poderosas, porque las células madre son las células que dan origen a todos sus tejidos, entonces puede regenerarse muy bien”, dijo Juliano. "A veces llaman a Hydra el embrión eterno".

La renovación continua de células madre es un foco importante de la investigación de Juliano. Sin embargo, esto no explica completamente la longevidad de Hydra. Para descubrir este misterio, a Juliano le interesa cómo Hydra mantiene su genoma a pesar de sufrir una gran cantidad de divisiones celulares.

“La Hydra se renueva todo el tiempo, pero renovarse no es suficiente”, dijo Juliano. "El genoma en sí tiene que propagarse fielmente".

¿Por qué Hydra no envejece?

Juliano y sus colegas en el Laboratorio Juliano están buscando los elementos genéticos que ayuden a prevenir el envejecimiento biológico en Hydra. Están particularmente interesados ​​en los transposones, que también se denominan "genes saltarines".

En los organismos que envejecen, como los humanos, la expresión de transposones se mantiene bajo control mediante una variedad de vías genéticas durante la juventud. A medida que pasa el tiempo, las células envejecidas pierden el control sobre la represión de transposones. Sin control, estos genes saltarines rebotan alrededor del genoma, se replican, proliferan e insertan en el genoma como saboteadores desquiciados.

Algunos creen que la expresión de transposones juega un papel en el envejecimiento, pero el por qué las células del cuerpo humano finalmente pierden el control sobre esta vía sigue siendo un misterio.

Las células de Hydra nunca pierden la capacidad de reprimir los transposones.

"No diría que es la fórmula mágica de por qué Hydra no envejece", dijo Juliano. "Pero esto es algo que nos interesa, cómo se reprimen los transposones en las células madre adultas".

Un lugar para la comunidad de Hydra de América del Norte

Aunque la hidra es un animal milagroso, es un organismo modelo mucho más popular en Europa que en los Estados Unidos y Australia.

“La financiación es escasa en los Estados Unidos y es más probable que las subvenciones se destinen a organismos modelo más establecidos, lo que dificulta el trabajo en Hydra”, dijo Juliano.

Para revitalizar y hacer crecer la comunidad de Hydra de América del Norte, Juliano y algunos colegas organizaron Hydroidfest 2016, realizado en el Laboratorio Marino UC Davis Bodega. Aproximadamente 60 investigadores de siete países asistieron a la reunión, que fue financiada con una subvención de la National Science Foundation.

“Era pequeño, pero tenías la sensación de que era el comienzo de algo especial”, dijo Juliano. "Hicimos venir a la reunión a personas que no eran biólogos de Hydra y estaban interesadas en iniciar proyectos en sus laboratorios".

Junto con Christine Schnitzler, profesor asistente de biología en la Universidad de Florida, Juliano está organizando una reunión ampliada, denominada Cnidofest 2018: Reunión de sistemas modelo de Cnidario, del filo Cnidaria (que incluye Hydra, corales, anémonas de mar y medusas). Tendrá lugar en el Laboratorio Whitney de Biociencias Marinas de la Universidad de Florida en septiembre de 2018.

Este artículo fue publicado por primera vez por la Facultad de Ciencias Biológicas de UC Davis.


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¿Qué es el árbol de la felicidad?

El contenido de este blog es un desafío directo a las nociones preconcebidas, los miedos, los prejuicios y los enfoques defectuosos que impiden que muchos de nosotros tengamos éxito en las relaciones, el trabajo, la creatividad y, lo que es más importante, la satisfacción con la vida.

Como muchos de ustedes, desde mi adolescencia, buscaba orientación que me ayudara a comprender la compleja interacción entre mí y el mundo en general: una especie de “Manual de vida”. Examinaba las librerías y actuaba según las recomendaciones de amigos y respetados "gurús", pero nunca encontré un libro, programa o metodología que conectara todos los puntos.

Había leído un libro sobre espiritualidad y otro sobre autoestima. otro más sobre la creatividad seguido de un tratado sobre Relaciones. Cada libro parecía abordar parcialmente una pieza del rompecabezas, pero incluso en conjunto, nunca condujeron a una comprensión holística de la experiencia humana.

Luego, en un punto oscuro y crucial de mi mediana edad, sentí la necesidad de un cambio de paradigma profundo. Una revisión completa de mis sistemas de creencias y un nuevo andamio sobre el cual construir mi futuro. Estaba seguro de que en la nueva frontera de Internet, sería capaz de encontrar el mensaje correcto, entregado de la manera correcta que me proporcionaría ese "momento ajá" que tanto deseaba. Pero, de nuevo, encontré solo fragmentos y piezas, no un enfoque cohesivo que me llevaría a lograr una felicidad sostenible.

En mi búsqueda de una verdad más profunda, descubrí un concepto que se me quedó grabado: que todas las herramientas y la información que necesitamos para crear una vida productiva y feliz, ya están dentro de nosotros ”. Esta idea tenía perfecto sentido para mí, porque había llegado a creer, a una edad temprana, que cada uno de nosotros fuimos traídos a esta vida para cumplir un propósito. Y por extensión, que se nos proporcionarían las herramientas necesarias para manifestar ese propósito o al menos los medios para adquirirlas. Entonces, parecería que el mandato de cada persona es descubrir su misión, luego desarrollar la energía, la pasión y las habilidades para cumplirla.


HEXÁPOLIS

Derecho de autor: Daniel Stoupin

Publicado por: Dattatreya Mandal 9 de enero de 2018

La mayoría de nosotros sabría sobre la mítica bestia griega Hydra, el monstruo acuático serpentino que supuestamente podría regenerar dos cabezas en caso de que una de las originales fuera cortada. Sin embargo, el animal homónimo de la vida real & # 8211 el Hydra magnipapillata, o simplemente pólipo de agua dulce, probablemente lo haga mejor que su mítico homólogo. Esto se debe a que, a diferencia de la mayoría de los organismos multicelulares, la especie hidra no parece mostrar signos biológicos de deterioro celular con la edad.

En términos de su atributo físico, la hidra es un invertebrado que tiene una anatomía cilíndrica (tubular) con tentáculos, y todo su cuerpo solo crece hasta los 10 mm. Y a pesar de esta & # 8216 baja estatura & # 8217, el organismo es bastante capaz de atacar a los animales acuáticos más pequeños. Pero sus aparentes signos de inmortalidad provienen de la fascinante disposición de las células madre que permite capacidades regenerativas. Este último ámbito está cubierto por la capacidad inherente de las células madre para dividirse y transformarse en cualquier tipo de célula requerido por el cuerpo. En pocas palabras, la hidra puede revitalizarse con un nuevo suministro de células.

En otras palabras, la hidra, a diferencia de otros organismos multicelulares, no parece acatar el fenómeno biológico de la senescencia & # 8211 pérdida de una célula & # 8217s poder de división y crecimiento causando así deterioro e infertilidad con la edad. Con ese fin, en una investigación realizada en 2015 (después de una investigación anterior en 1998), los científicos crearon pequeños & # 8216 paraísos & # 8217 artificiales para alrededor de 2.256 especímenes de hidra vivientes. Básicamente, esto implicó la asignación de una placa de Petri completa a cada animal individual, complementada con un suministro de agua dulce tres veces por semana junto con una dieta nutritiva y saludable de camarones de salmuera frescos.

Los increíbles resultados, según Stephanie Pappas, escritora de LiveScience, fueron los siguientes: & # 8211

Durante ocho años, los investigadores no encontraron evidencia de senescencia en su hidra mimado. Las tasas de mortalidad se mantuvieron constantes en una por cada 167 hidras por año, sin importar su edad. (Los animales & # 8220 más viejos & # 8221 estudiados fueron clones de hidras que habían existido durante 41 años, aunque los individuos solo se estudiaron durante ocho años, algunos eran biológicamente más viejos porque eran clones genéticos). las hidras individuales a lo largo del tiempo. El otro 20 por ciento fluctuó hacia arriba y hacia abajo, probablemente debido a las condiciones del laboratorio.

Hidra verdeHydra viridissima). Derecho de autor: Jan Hamrsky

Ahora debe tenerse en cuenta que esto no significa que la hidra no pueda ser asesinada. De hecho, la hidra puede morir como presa de una criatura acuática más grande o incluso en el caso de contaminación del agua. Pero como mencionamos antes, la hidra parece casi derrotar el proceso multicelular intrínseco de senescencia (o deterioro celular). Como dijo el investigador del estudio Daniel Martínez, biólogo de Pomona College (en 2015) & # 8211

Creo que una hidra individual puede vivir para siempre en las circunstancias adecuadas. Las posibilidades de que eso suceda son bajas porque las hidra están expuestas a los peligros normales de la depredación salvaje, la contaminación y las enfermedades. Comencé mi experimento original con el deseo de demostrar que la hidra no podría haber escapado al envejecimiento. Mis propios datos me han demostrado que estoy equivocado & # 8212 dos veces.

Se dedicaron muchas, muchas horas de trabajo a este experimento. Espero que este trabajo ayude a que otro científico profundice en la inmortalidad, tal vez en algún otro organismo que ayude a esclarecer los misterios del envejecimiento.

El estudio se publicó originalmente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, el 7 de diciembre de 2015.


El gen de inmortalidad Hydra & # x27s arroja luz sobre el envejecimiento humano

El diminuto pólipo de agua dulce Hydra es una criatura extraordinaria. No muestra signos de envejecimiento y parece inmortal. Investigadores de la Universidad de Kiel han examinado este fenómeno y han descubierto un vínculo importante con el proceso de envejecimiento en humanos que podría conducir al desarrollo de terapias avanzadas de rejuvenecimiento.

¿Cómo hace esto el pólipo Hydra? Logra la hazaña de la inmortalidad aparente reproduciéndose a través de la gemación en lugar del apareamiento. Cada pólipo contiene células madre capaces de proliferar continuamente. Sin este suministro interminable de células madre en regeneración, los animales no podrían reproducirse.

Los genetistas de la Universidad de Kiel, junto con el Centro Médico Universitario de Schleswig-Holstein, descubrieron que el mismo gen de la longevidad que hace que la hidra sea inmortal también puede explicar por qué los humanos envejecen y están más enfermos.

"Sorprendentemente, nuestra búsqueda del gen que hace que Hydra sea inmortal nos llevó al llamado gen FoxO", dice Anna-Marei Böhm, estudiante de doctorado y primera autora del estudio.

Todos los animales y humanos tienen un gen FoxO. Hasta ahora, nadie ha podido averiguar si FoxO juega un papel en el envejecimiento y por qué las células madre humanas se vuelven menos e inactivas con la edad. La creciente inactividad de las células madre a medida que envejecemos es fundamental. Debido a que nuestras células madre pierden la capacidad de proliferar y formar nuevas células, el tejido envejecido ya no puede regenerarse. Como resultado, nuestros músculos se deterioran.

Los investigadores de Kiel examinaron FoxO en varios pólipos modificados genéticamente: Hydra con FoxO normal, con FoxO inactivo y con FoxO mejorado. Los científicos encontraron que los animales sin FoxO poseen significativamente menos células madre.

“Nuestro grupo de investigación demostró por primera vez que existe un vínculo directo entre el gen FoxO y el envejecimiento”, dice Thomas Bosch del Instituto Zoológico de la Universidad de Kiel, quien dirigió el estudio de Hydra. "Se ha descubierto que FoxO es particularmente activo en los centenarios, personas mayores de cien años, por lo que creemos que FoxO juega un papel clave en el envejecimiento, no solo en Hydra sino también en los humanos".

El estudio ha arrojado dos conclusiones. Primero, el gen FoxO juega un papel clave en el mantenimiento de las células madre y, por lo tanto, determina la vida útil de todos los animales. En segundo lugar, el envejecimiento y la longevidad de los organismos depende de dos factores: el mantenimiento de las células madre y el mantenimiento de un sistema inmunológico en funcionamiento.

La hipótesis aún no se puede verificar en seres humanos, ya que eso requeriría manipulación genética. No obstante, la investigación es un gran paso adelante y se planean más estudios sobre el gen Hydra y FoxO que podrían sentar las bases para el desarrollo de una terapia de rejuvenecimiento avanzada para humanos en el futuro.


Hydra: historia, hábitat y locomoción (con diagrama)

En este artículo discutiremos sobre Hydra: - 1. Historia de Hydra 2. Hábito, Hábitat y cultura de Hydra 3. Estructura 4. Locomoción 5. Nutrición 6. Respiración, excreción y osmorregulación 7. Sistema nervioso 8. Comportamiento 9. Reproducción 10. Regeneración 11. Inmortalidad 12. Simbiosis 13. División fisiológica del trabajo.

  1. Historia de Hydra
  2. Hábitat, hábitat y cultura de Hydra
  3. Estructura de Hydra
  4. Locomoción de Hydra
  5. Nutrición de Hydra
  6. Respiración, excreción y osmorregulación de Hydra
  7. Sistema nervioso de Hydra
  8. Comportamiento de Hydra
  9. Reproducción en Hydra
  10. Regeneración de Hydra
  11. Inmortalidad de Hydra
  12. Simbiosis en Hydra
  13. División fisiológica del trabajo en Hydra

1. Historia de Hydra:

Hydra, un pequeño pólipo de agua dulce más común, es celenterado fácilmente obtenible. Sirve como un buen ejemplo de los celentéreos para ilustrar las características fundamentales de Metazoa. Leeuwenhoek (1702), lo describió por primera vez a la Royal Society de Londres, pero Trembley (1744) reconoció su naturaleza animal. Reaumur lo llamó pólipo, mientras que Linneo le dio el nombre de Hydra debido a su poder especial de regeneración.

En realidad, Hydre era un dragón serpentino de nueve cabezas de la mitología griega. Cuando una de sus cabezas fue cortada, inmediatamente aparecieron dos nuevas en su lugar. Así, se le dio el nombre de Hydra a este animal por su poder especial para regenerar su parte perdida como Hydre.

Hydra está representada por varias especies en diferentes partes del mundo. Algunas de las especies comunes son H. vulgaris, que es de color rojo anaranjado que se encuentra en las aguas dulces de América y Europa. H. fusca o H. oligactis que ahora se conoce como Pelmatohydra es la hidra marrón reportada principalmente en Punjab en India, América del Norte y Europa.

H. viridis ahora conocido como Chlorohydra viridissima es la hidra verde de América y Europa. Su color verde se debe a la presencia de un alga verde simbiótica, Zoochlorellae, en sus células endodérmicas. H. gangetica se encuentra en el estanque y otros depósitos de agua a lo largo del río Ganges.

2. Hábito, Hábitat y cultura de Hydra:

Hydra se encuentra en estanques de agua dulce, piscinas, lagos, arroyos y zanjas.

Suele quedar adherida a vegetación sumergida o con cualquier objeto sólido. Cuando no se le molesta, su cuerpo permanece extendido con tentáculos extendidos y muestra expansiones y contracciones sin razón aparente. Es de hábito carnívoro y se alimenta de pequeños insectos, larvas de insectos y pequeños crustáceos. Vive individualmente, es decir, solitario de hábito. Se reproduce tanto sexual como asexualmente.

Collectiy Cultura de Hydra:

La hidra se puede recolectar de lagos, estanques, etc. de agua dulce, generalmente durante los meses de invierno. Si recogemos un tarro de agua con plantas de Hydrilla y lo dejamos en reposo durante uno o dos días, podemos notar un número de Hydra adherido ya sea con la pared del tarro de vidrio o con las hojas de la planta de Hydrilla.

Estos pueden examinarse con un microscopio colocándolos en un portaobjetos de vidrio con la ayuda de un gotero. Para realizar su cultivo en laboratorio, el mismo se puede trasvasar en acuario y se debe suministrar una cantidad suficiente de alimento diariamente. Su alimento generalmente consiste en Daphnia fácilmente disponible en agua estancada. Al brotar, su número aumenta muy pronto en el acuario.

3. Estructura de Hydra:

Estructura externa de Hydra:

Hydra es un celentéreo polipoide de cuerpo cilíndrico. Es fácilmente visible a simple vista y cuando está completamente extendido, se vuelve alargado y delgado. Mide de 2 a 20 mm de largo. Esta variación en la longitud se debe a su notable poder de contracción y expansión.

Hydra parece tubular. Es sésil, pero su extremo proximal o aboral se extrae en un tallo delgado en cuyo extremo se encuentra el disco basal o el disco del pedal para la unión al sustrato.

La región del disco del pedal del cuerpo está provista de células glandulares que secretan una sustancia adhesiva para la unión al sustrato y también una burbuja de gas flotante. El extremo distal libre o extremo oral del cuerpo tiene una elevación cónica llamada hipostoma.

El hipostoma tiene una abertura en su vértice llamada boca que se abre hacia la cavidad gastrovascular o enteron. El hipostoma está rodeado por un anillo de 6-10 tentáculos (L., tentare = sentir). Los tentáculos son huecos, su cavidad se comunica con la cavidad gastrovascular, procesos delgados y filiformes que tienen nematocistos.

Los tentáculos pueden extenderse mucho en el momento de la alimentación o la locomoción. En el extremo proximal del cuerpo, puede tener proyecciones laterales llamadas yemas en varias etapas de desarrollo. Un cogollo bien desarrollado tiene su propia boca, hipostoma y tentáculos.

Cuando las yemas completamente formadas se desprenden del cuerpo parental, dan lugar a nuevos individuos. Las gónadas también pueden estar presentes en su cuerpo. Los testículos se encuentran cerca del extremo oral, que son proyecciones cónicas, mientras que los ovarios están situados hacia el extremo proximal y son proyecciones ovaladas.

Estructura interna de Hydra:

La estructura interna de Hydra se puede explicar bien con sus secciones longitudinales y transversales. Sin embargo, la estructura interna revela la presencia de una pared corporal y una cavidad central que se extiende hacia los tentáculos, también llamado coelenteron (Gr., Koilos = hollow enteron = gut) o cavidad gastrovascular o enteron.

4. Locomoción de Hydra:

Normalmente, una hidra permanece unida por el disco basal a algún objeto adecuado en el agua. Allí se retuerce y hace varios movimientos de los tentáculos y el cuerpo en respuesta a diversos estímulos y para la captura de alimento. Todos estos movimientos son causados ​​por la contracción o expansión de las fibras musculares contráctiles de los procesos musculares tanto de la epidermis como de la dermis gastro.

La locomoción real se logra de varias formas diferentes, que son las siguientes:

(I) Bucle:

El más común, un tipo de caminar (Fig. 31.15) similar al bucle de un gusano de pulgada o una oruga. Mientras está de pie, el cuerpo primero se extiende y luego se dobla y fija los tentáculos al sustrato por medio de nematocistos glutinantes. Luego suelta el accesorio del disco basal, vuelve a unir el disco basal cerca de los tentáculos y vuelve a asumir una posición vertical al soltar sus tentáculos.

(ii) Salto mortal:

Dar un salto mortal (figura 31.16) es como hacer un bucle. En este tipo de movimiento, Hydra extiende su cuerpo y se inclina hacia un lado para colocar los tentáculos sobre el sustrato, los nematocistos glutinantes ayudan a fijar los tentáculos. El disco basal se libera de su unión, y el animal se para sobre sus tentáculos, luego el cuerpo se contrae fuertemente hasta que aparece como una pequeña protuberancia.

A continuación, el cuerpo se extiende y se dobla para colocar el disco basal sobre el sustrato, los tentáculos se aflojan y el animal recupera la posición erguida. Estos movimientos se repiten y la Hidra se mueve de un lugar a otro. Este es el método normal de locomoción.

(iii) Deslizamiento:

Hydra puede deslizarse lentamente a lo largo de su inserción alternando la contracción y la expansión del disco basal.

(iv) Movimiento similar a una sepia:

Los tentáculos se fijan al sustrato y con el disco del pedal hacia arriba, Hydra se mueve sobre el sustrato tirando de sus tentáculos (figura 31.17).

(v) Flotante:

A veces, Hydra puede producir una burbuja de gas secretada por algunas células ectodérmicas del disco basal que ayuda al animal a flotar en la superficie del agua y es transportado pasivamente de un lugar a otro por la corriente de agua o el viento por debajo (Fig. 31.18). .

(vi) Escalada:

Hydra puede trepar uniendo sus tentáculos a algunos objetos distantes y luego soltando el disco basal y contrayendo los tentáculos, el cuerpo se eleva a una nueva posición (Fig. 31.19).

(vii) Nadando:

Al liberarse del sustrato y con la ayuda de los movimientos ondulantes de los tentáculos, Hydra nada en el agua.

5. Nutrición de Hydra:

(i) Alimentos y su ingestión:

La comida se compone de pequeños crustáceos como cíclope, pequeños anélidos y larvas de insectos, por lo que es carnívoro. Al tocar un tentáculo por la presa, los stenoteles lo penetran e inyectan una toxina venenosa para paralizarlo, los volvents se enrollan alrededor de las cerdas para sujetar la comida.

El tentáculo que sostiene al animal capturado se contrae y se dobla sobre la boca, los otros tentáculos también se doblan y ayudan a transferir la comida a la boca donde es engullida por los movimientos de la boca y las contracciones peristálticas hipostómicas de la pared del cuerpo lo fuerzan a entrar en el enterón.

Hydra normalmente solo tragará presas vivas. Se ha demostrado que engullirá solo a aquellos animales que contienen una sustancia química llamada glutatión que está presente en los fluidos tisulares de la mayoría de los animales, y se libera cuando el cuerpo es perforado por stenoteles, lo que demuestra que el glutatión es necesario para provocar la reacción de alimentación.

(ii) Digestión de Hydra:

Las células de las glándulas mucosas del hipostoma cubren el alimento envuelto con moco, luego las células de las glándulas enzimáticas producen una enzima proteolítica como la tripsina que digiere parcialmente las proteínas en polipéptidos en un medio alcalino en el enterón, esta digestión es extracelular.

Algunas células del endodermo forman pseudópodos y envuelven las partículas más pequeñas parcialmente digeridas en vacuolas de alimentos. El contenido de las vacuolas de alimentos primero es ácido, luego se vuelve alcalino, la digestión restante se completa en las vacuolas y se llama digestión intracelular.

Por lo tanto, Hydra combina la digestión intracelular de protozoos y la digestión extracelular de animales superiores. Algunas células del endodermo, después de ingerir alimentos en vacuolas de alimentos, se separan de la pared del cuerpo y deambulan por el interior hacia las partes donde se necesitan alimentos digeridos.

La comida digerida se asimila a las células del endodermo y se transfiere al ectodermo o al enterón desde donde se distribuye a todas las partes, por lo que la cavidad del enterón cumple una doble función de digestión y circulación. Hydra puede digerir proteínas, grasas y algunos carbohidratos, pero no digiere almidón. Algunos alimentos digeridos forman glóbulos de aceite que se almacenan en el ectodermo.

(iii) Egestión:

Los materiales no digeribles, como el exoesqueleto de los crustáceos, se expulsan por la boca al contraerse el cuerpo. La boca, por tanto, también funciona como ano.

6. Respiración, excreción y osmorregulación de Hydra:

No hay órganos especiales para la respiración y la excreción. El intercambio gaseoso ocurre a través de la superficie corporal general. Los desechos nitrogenados se encuentran principalmente en forma de amoníaco, que también se difunde a través de la superficie general del cuerpo. También se cree que se dice que la dermis gastro del disco basal acumula algo de materia excretora, que puede ser descargada a través de un poro.

Osmorregulation de Hydra:

El agua que entra continuamente en las células del cuerpo por endosmosis se recoge finalmente en la cavidad gastrovascular y desde aquí se expulsa por la boca debido a una onda de contracción muscular que pasa de la región del disco basal a la región hipostómica.

7. Sistema nervioso de Hydra:

Hay muchas células nerviosas, cada una con dos a cuatro fibras nerviosas ramificadas. Las fibras nerviosas son primitivas porque no forman axones ni dendritas; además, las fibras nerviosas forman contactos reales con fibras de otras células nerviosas. Estudios recientes han demostrado que no hay sinapsis, por lo que forman una red nerviosa continua (fig. 31.21).

En Hydra, hay dos redes nerviosas, una en conexión con el ectodermo que está más desarrollado, y la otra cerca del endodermo, las dos redes nerviosas se encuentran en y a ambos lados de la mesogloea. Pero la red nerviosa ectodérmica está más desarrollada y se concentra particularmente alrededor de la boca y las regiones del disco basal.

Las dos redes nerviosas están unidas entre sí y a las células sensoriales tanto del ectodermo como del endodermo, también están unidas a la célula epiteliomuscular. Las fibras de ambas redes nerviosas son continuas y no hay sinapsis. Las células sensoriales son receptores del tacto, la luz y los productos químicos, y los estímulos pasan de ellos a través de las redes nerviosas a los procesos musculares que actúan como efectores.

Este es un sistema nervioso difuso que funciona como receptor → conductor → sistema efector. Las células nerviosas forman cadenas conductoras entre receptores y efectores. Los mensajes irradian en todas direcciones desde el punto de estimulación pero no hay coordinación porque los mensajes no evocan respuestas por igual en todos los efectores.

8. Comportamiento de Hydra:

Los movimientos de Hydra relacionados con la alimentación son automáticos, están regidos por el entorno externo. Responde al contacto, si se toca un tentáculo entonces los otros tentáculos e incluso el cuerpo puede contraerse esto muestra que hay una transmisión del estímulo, la estimulación es conducida en todas direcciones por las redes nerviosas.

La respuesta es mayor cerca del punto de estimulación y progresivamente es menor en regiones más distantes porque cada red nerviosa ofrece cierta resistencia al paso de impulsos, esta resistencia ocurre en las numerosas células nerviosas. Las hidras se encuentran más hacia la parte superior de un estanque que a gran profundidad, por lo que pueden obtener más oxígeno.

Si Hydra está unida cerca de la parte inferior, entonces el cuerpo se mantiene erguido, pero a una profundidad promedio es horizontal con el hipostoma más bajo que el pie. También cuelga con la cabeza hacia abajo por el pie de la superficie del agua con la ayuda de una burbuja de gas. Puede alterar la forma del cuerpo volviéndose largo y delgado o pequeño y contraído como un barril.

El comportamiento de Hydra depende de su estado fisiológico, la respuesta de una Hydra bien alimentada a los estímulos es lenta y lenta, pero una Hydra hambrienta responderá vigorosamente a los mismos estímulos.

Sin embargo, Hydra responde a varios estímulos de la siguiente manera:

(Yo alumbro:

Hydra muestra una respuesta positiva a la luz suave pero evita o muestra una respuesta negativa tanto a la luz fuerte como a la luz muy baja. En realidad, se vuelve inquieto y se mueve en varias direcciones en la oscuridad.

(ii) Temperatura:

Hydra prefiere la temperatura suave que se adapta mejor a sus actividades vitales, digamos de 20 a 25 ° C. Hydra evita cualquier aumento o disminución de estos niveles de temperatura.

(iii) Electricidad:

Hydra reacciona a las corrientes eléctricas constantes débiles doblando hacia el ánodo y luego contrayendo todo el cuerpo. Si está unido por el disco basal, el extremo oral se dobla hacia el ánodo, pero si está fijado por tentáculos, el disco basal se dobla hacia el lado del ánodo.

(iv) Productos químicos:

Hydra siempre muestra una respuesta negativa a los productos químicos nocivos, pero muestra una respuesta positiva a los alimentos.

9. Reproducción en Hydra:

(i) Reproducción asexual de Hydra:

Hydra se reproduce asexualmente por gemación. De hecho, este es el medio habitual de reproducción durante los meses más cálidos del año.

Un brote (fig. 31.22) se desarrolla como una simple evacuación de la pared corporal. Las células del ectodermo aumentan en número en un punto para formar una protuberancia debajo de la cual las células del endodermo adquieren alimento de reserva, luego tanto el ectodermo como el endodermo son expulsados ​​para formar una yema que contiene un divertículo del enterón.

La yema surge en la unión del tallo y el estómago, y pueden formarse varias yemas al mismo tiempo. En el extremo distal, a la yema le salen tentáculos uno a uno y se forma una boca. La unión de la yema a la madre Hydra se contrae para separar la yema, pero las células del endodermo en la base se unen antes de esto, después de la constricción, el ectodermo crece sobre el pie para cubrir el endodermo.

El brote se convierte en una nueva Hydra que migra hacia la superficie del agua para su dispersión, pero finalmente se fija por su disco basal para que se convierta en un individuo solitario. La brotación se produce durante los meses más cálidos, cuando la comida es abundante.

(ii) Reproducción sexual de Hydra:

En Hydra, comienza con el desarrollo de estructuras temporales llamadas gónadas durante los meses de otoño. En realidad, la reproducción sexual ocurre durante las condiciones desfavorables como temperaturas excesivas altas y bajas del agua en la que vive Hydra o también debido a un aumento en la cantidad de dióxido de carbono libre en el agua circundante.

Generalmente, las gónadas se desarrollan debido a la proliferación repetida de las células intersticiales de la epidermis que forman protuberancias en la pared del cuerpo. La protuberancia de las gónadas difiere de la protuberancia de las yemas, ya que la mesogloea y la dermis gastroesofágica no entran en las gónadas.

En su mayoría, las especies de Hydra son dioicas, es decir, los sexos separan a los individuos que tienen gónadas masculinas o femeninas, por ejemplo, H. oligactis. Pero algunas especies también son monoicas o hermafroditas, es decir, las gónadas masculinas y femeninas se encuentran en el cuerpo del mismo individuo, por ejemplo, H. viridissima. Por lo general, los testículos se desarrollan hacia la parte distal del cuerpo, mientras que los ovarios se desarrollan hacia la parte proximal del cuerpo.

En H. oligactis, donde los sexos están separados, el macho y la hembra se pueden marcar fácilmente. Los machos son más pequeños y tienen de 1 a 8 testículos cónicos que tienen una estructura similar a un pezón sobre ellos. Las hembras son comparativamente más largas y tienen 1-2 ovarios ovalados.

Testículos, esperma y timitogénesis:

The interstitial cells of epidermis multiply rapidly to increase in number and finally push out the other cells of epidermis to form swellings on the outer body surface of Hydra. Thus, the structure formed is called testis. The testes are rounded spherical structures in dioecious forms, while they are blunt conical structures in monoecious forms. Now, the interstitial cells start behaving like sperm mother cell or spermatogonia.

These divide to form secondary spermatogonia which develop into spermatocytes. The spermatocytes undergo two maturation divisions, one being reduction division to form spermatids. The spermatids then differentiate to form spermatozoa.

Each spermatozoa being haploid carries 15 chromosomes in H. oligactis and possesses a cylindrical head containing nucleus, a middle piece and a vibrating long tail. Due to the pressure of spermatozoa in testis, its wall ruptures to release spermatozoa in the surrounding water.

The ovary also develops in the same way as testis from the interstitial cells of the epidermis.

The interstitial cells behave like oogonia. Now, one of the oogonia, usually that which is centrally located, becomes larger and amoeboid called oocyte. The other oogonia are used up as nourishment and for forming yolk. The oocyte undergoes two maturation divisions, one of them being reduction division to form a large yolk-laden ovum and two polar bodies.

The ovum being haploid contains 15 chromosomes in H. oligactis. The ovum is a large yolk-laden mass occupying most of the space inside the ovary. The ovum remains surrounded by epidermal cells in the beginning but when it matures the epidermal cells break up and withdraw.

Thus, the ova becomes naked on all sides except where it is attached to the body of. Hydra by an epidermal cup. Each ovary produces a succession of ova but usually one at each time, sometimes there are found two in H. viridissima or more in H. dioecia. The ovum remains attached with the parent body and secretes a protective gelatinous sheath around it.

Cross-fertilisation occurs as a rule in the different species of Hydra. To avoid self-fertilisation, even in monoecious species, the testes mature first, i.e., protandrous condition exists. However, fertilisation takes place when mature spermatozoa released from testes approach randomly to the naked ovum surrounded in gelatinous sheath.

Many sperms may penetrate the gelatinous sheath to reach the ovum but only one of them reaches to the ovum and fuses with it completely to form the zygote which becomes diploid with 30 chromosomes. The process of fertilisation takes place effectively only when the sperm reaches the ovum within its viable condition that usually remains for two hours from its being exposed to naked otherwise it perishes.

The development of zygote starts soon after fertilisation when it still remains attached to the parent body. The zygote undergoes total equal cleavage, i.e., holoblastic to form a hollow ball of cells. The cells are called blastomeres which soon get arranged to form a single layered embryo with a central cavity called blastocoel. The embryo is now known as blastula.

The cells of blastula divide rapidly and some of them delaminate into the blastocoel to completely obliterate it.

Now the embryo is called gastrula which has an outer layer of cells, forming ectoderm and an inner core of cells, forming endoderm. The solid gastrula is neither ciliated nor free swimming because it is still attached to the parent body. This type of gastrula is characteristically called stereo gastrula which represents the planula stage of Hydra.

The outer ectodermal layer of the embryo soon secretes some secretion which hardens to form a protective covering round it called theca. The theca is two-layered being formed of an inner thin membrane and outer thick and chitinous layer. The theca may be smooth as in H. oligactis or spiny, it may be oval or round.

At this stage, the embryo gets detached from the parent body, settles at the bottom and remains dormant till the advent of favourable environmental conditions. After the approach of favourable conditions, the embryo again becomes active and development starts. The endodermal cells get arranged into a layer beneath the ectodermal layer and, thus, a new cavity called coelenteron or gastro vascular cavity appears.

A layer of mesogloea develops between ectoderm and endoderm. These two germ layers, i.e., ectoderm and endoderm give rise to their different derivatives, a circlet of tentacles develop, hypostome and mouth is formed. Thus, a young Hydra is formed.

With the above developments, the embryo increases in size and the theca ruptures to release young Hydra resembling a polyp. It soon elongates and gets fixed by its aboral end and grows into an adult.

10. Regeneration of Hydra:

Regeneration may be defined as the ability of certain animals to restore the lost or worn out parts of their bodies. Hydra has the considerable power of regeneration. Trembley (1744 or 1745) first of all demonstrated that an individual Hydra can be cut into several pieces, and each will regenerate the lost parts, developing a whole new individual.

The parts usually retain their original polarity, with oral ends developing tentacles and aboral ends, basal discs.

Parts of two different individuals, often of different species, may be brought together and grafted together in various arrangements. The germ layers, however, will not mix. The epidermis will only fuse with epidermis and gastro dermis with gastro dermis.

Trembley (1744 or 1745) also demonstrated that if the head end of Hydra is split into two and the parts are slightly separated it results into a Y-shaped Hydra or two-headed individual having two mouths and two sets of tentacles. Each head may be again split in a similar manner. In this way Trembley succeeded in producing a seven-headed Hydra.

Occasionally, even in nature, a Hydra becomes turned inside out. In the laboratory this can be accomplished mechanically or by overdoses of glutathione. Trembley (1744) thought that under these conditions the epidermis becomes gastrodermis and gastrodermis becomes epidermis.

More modern studies, however, demonstrate conclusively that this does not occur. Rather, the Hydra usually turns itself right side again, but if it does not, the layers switch location by migration of cells through the mesogloea.

11. Immortality of Hydra:

Brien (1955) and others have found that a Hydra is at least potentially immortal. There is a growth zone just below the base of tentacles in which interstitial cells give rise to new body cells of all types.

As these new cells are formed, other cells are pushed toward the end of the tentacles or the basal disc where the old cells are shed. In this manner all of the cells are renewed once in about 45 days. So far as is known, this process of cell replacement continues indefinitely. If the interstitial cells of growth zone are destroyed by X-rays, the Hydra lives only a few days.

12. Symbiosis in Hydra:

Symbiosis (Gr., sym = together + bios = living) is an association of two different species of individuals in which both the partners are benefited.

The degree of association in a symbiotic relationship varies from rather loose associations in which the two partners benefit relatively little from each other, to a very intimate association in which the two partners may be regarded as a single organism.The green Hydra, Chlorohydra viridissima exhibits a very good example of symbiosis.

The gastro dermal cells of. C.viridissima are harboured by a large number of unicellular green alga Chlorella referred as Zoochlorella in this case (or Zooxanthelld).

The algae are passed from one generation of Hydra to the next through the eggs. It seems impossible to deprive a Chlorohydra of its Zoochlorella and, thus, it is evident that they are mutually benefited the alga gets shelter and protection and also at the same time obtains carbon dioxide from hydra’s respiration and nitrogenous compounds from its excretory wastes, in return the Hydra obtains oxygen and carbohydrates from alga due to its photosynthetic activity.

In this association, one individual in which other harbours are called host and symbiont respectively.

13. Physiological Division of Labour in Hydra:

H.M. Edward, a French scientist advocated that even the primitive multicellular animals exhibit physiological division of labour like those of higher Metazoa and human society. We know that in human society different set of people like washer man, cobbler, blacksmith, carpenter, potter, farmer, teacher, doctor, engineer, etc., perform different functions for the society they are specialised to do their jobs efficiently.

Likewise, for proper functioning of a multicellular body the different life activities are performed by different cells present in its body. Certain cells become specialised for one function, others for different functions unlike to that of a unicellular body in which all life activities are performed by the single cell.

In lower Metazoa, similar cells performing similar functions form tissue, while in higher Metazoa, similar tissues together constitute an organ and similar organs performing similar functions form systems. All these are specialised to do their jobs efficiently. This is called physiological division of labour where different cell types are specialised structurally and physiologically to perform different functions.

This phenomenon is well illustrated by coelenterates. Hydra, however, exhibits it but still at a primitive level.

We have noted that the ectoderm of Hydra is protective, muscular and sensory,its nematocysts are used for defence and for obtaining food. The ectoderm of basal disc is glandular which helps in fixing the Hydra with the substratum its central part can produce gas bubble which helps in floating. The endoderm is digestive, vascular, muscular and also secretory.

The interstitial cells form gonads and replace both ectodermal and endodermal cells. The enteron carries on digestion and circulation. The mouth serves for ingestion of food and egestion of wastes.

The tentacles are used for obtaining food and for locomotion. All this division of labour is possible because Hydra is beginning to show a differentiation of its parts. Thus, it can be said that the physiological division of labour is correlated with a morphological differentiation of structure.


The Undying Hydra: A Freshwater Mini-Monster That Defies Aging

Could this tiny creature, named after a mythical multiheaded monster, hold the secret to eternal youth? Related to jellyfish and anemones, the hydra has an almost otherworldly ability to heal itself and stave off aging.

Recursos adicionales

    at UC Davis studies regenerative biology, stem cells and the immortal hydra
  • As part of the Vale Lab at UCSF, Taylor Skokan studies the hydra's ability to reorganize their cells and reassemble their body plan from a disorganized aggregation of cells. studies hydra as a model system to investigate questions in developmental and evolutionary biology

TRANSCRIPT

Everything that lives, must one day die, right?

Well, maybe not everything.

It&rsquos named after a many-headed monster from Greek mythology.

Chop off one head and two grow in its place.

That myth isn&rsquot too far from the real hydra&rsquos death-defying abilities.

They&rsquore cousins to jellyfish &mdash see the resemblance?

But hydra live in freshwater.

Its body is a hollow column with walls only two cells thick.

Its head is just a bunch of tentacles surrounding a mouth, no eyes or brain.

The whole thing is about as long as a grain of rice.

The hungry hydra stretches out its tentacles to snag swimming prey.

Microscopic harpoons hook the water flea, injecting it with paralyzing neurotoxins.

The hydra uses those nutrients to make more hydra.

It&rsquos a clone sprouting right from the hydra&rsquos side.

Hydra can reproduce sexually too, but most often, they just clone themselves.

Hydra are constantly regenerating their own bodies too, replacing all of their cells every 20 days.

They can do that because roughly half of the cells in their bodies are stem cells, which can develop into all the different types of specialized cells you need to build, or rebuild a body.

Stem cells only make up a tiny percentage of our bodies

And our stem cells degrade over time &mdash that&rsquos why we age.

But a hydra can make near-perfect copies of its stem cells &hellip basically forever.

It&rsquos called non-senescence &mdash biological immortality.

Having all those stem cells allows hydra to recover from all kinds of . damage.

As long as the chopped-off chunk has some stem cells, it's ready to regrow.

In a couple days, the severed head has a new body.

And the foot? It&rsquos got a brand new head!

Soon, they&rsquoll both be as good as new &hellip except for maybe some lingering trust issues.

To test the limits of their ability to recover, researchers came up with an experiment.

This hydra is genetically engineered so that under ultraviolet light its exterior cells glow purple and interior ones glow green.

Scientists basically blend up a bunch of these hydra.

Leaving a heap of mixed-up cells.

Right away, the cells start reorganizing.

Those purple outer layer cells migrate out.

The cells from the inside squirm back into the center.

The hydra dumps cells from the interior to restore its hollow shape.

The stem cells start dividing &mdash and differentiating &mdash to rebuild the rest of the animal.

Soon a head starts to form, and sometimes a few little heads compete to be the new top.

After a few tumultuous days what was once a mixed-up pile of cells takes on a familiar shape.

Researchers hope to harness hydra&rsquos ability to regenerate to someday slow human aging, or even regrow damaged organs.

Maybe this tiny monster will one day show us the way to the mythical fountain of youth.

Hey Deep Peeps &mdash our PBS friends here on YouTube are celebrating Earth Day with a ton of special episodes.

Head over to Above the Noise, where host Myles Bess asks . can we make room for wildlife in our cities?


Mapping cells in the 'immortal' regenerating hydra

The tiny hydra, a freshwater invertebrate related to jellyfish and corals, has an amazing ability to renew its cells and regenerate damaged tissue. Cut a hydra in half, and it will regenerate its body and nervous system in a couple of days. Researchers at the University of California, Davis have now traced the fate of hydra's cells, revealing how three lines of stem cells become nerves, muscles or other tissues.

Celina Juliano, assistant professor in the UC Davis Department of Molecular and Cellular Biology, project scientist Stefan Siebert and colleagues including Jeff Farrell, a postdoctoral researcher at Harvard University, sequenced the RNA transcripts of 25,000 single hydra cells to follow the genetic trajectory of nearly all differentiated cell types.

"The beauty of single-cell sequencing and why this is such a big deal for developmental biologists is that we can actually capture the genes that are expressed as cells differentiate from stem cells into their different cell types," Juliano said.

The study gives developmental biologists a high-resolution map of the three stem cell developmental lineages in hydra. The data set will help researchers understand regulatory gene networks in place early in evolution that are shared among many animals, including humans, Siebert said. Understanding how the hydra regenerates its entire nervous system, for example, could help us better understand neurodegenerative diseases in humans.

Regenerates from three lines of stem cells

Hydra continuously renew their cells from three different stem cell populations. The researchers analyzed sets of messenger RNA molecules, called transcriptomes, from individual hydra cells and grouped the cells based on their expressed genes. They could then build a decision tree showing how each lineage of stem cells gives rise to different cell types and tissues. For example, the interstitial stem cell lineage produces nerve cells, gland cells and the stinging cells in the animal's tentacles.

"By building a decision tree for the interstitial lineage, we unexpectedly found evidence that the neuron and gland cell differentiation pathway share a common cell state," said Juliano. "Thus, interstitial stem cells appear to pass through a cell state that has both gland and neuron potential before making a final decision."

The single cell molecular map also allowed Juliano and colleagues to identify genes that may control these decision-making processes, which will be the focus of future studies.

Researchers are especially interested in hydra's ability to regenerate its nervous system, which could give insights into treating trauma or degenerative disease in humans.

"All organisms share the same injury response pathway but in some organisms like hydra, it leads to regeneration," said coauthor and graduate student Abby Primack. "In other organisms, like humans, once our brain is injured, we have difficulty recovering because the brain lacks the kind of regenerative abilities we see in hydra."


Meet the animal that refuses to die

By Joanna Rothkopf
Published September 26, 2014 6:07PM (EDT)

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Everything dies, right? Wrong, actually. According to NPR reporters Robert Krulwich and Adam Cole, an organism called the hydra has achieved biological immortality in a lab setting.

The extremely charming video below tells the story of a scientist named Daniel Martinez who decided, quite simply, to get some hydra and watch them until they died. This was in the 1990s--they haven't shown any signs of senescence (or biological mortality) yet.

This is weird, explains Krulwich, because in biology, there is a correlation between the age one has babies and the age that one dies. If you're a fly, for instance, you have your babies after a few weeks, and die after a few months. If you're an elephant, you wait 13 years to have babies and then die when you're 40 or 50. Hydra reproduce after only a few days, but so far have shown no signs of coming close to dying, even though they technically should have after a number of weeks.

Watch the video below to find out why.

Joanna Rothkopf

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Mapping the cells of immortality in the hydra

Just a few millimeters long, the hydra has the ability to completely regenerate damaged body parts including its nervous system, making it practically immortal. UC Davis researchers are discovering how the hydra achieves this and what the implications might be for human medicine. (Stefan Siebert/UC Davis).

The tiny hydra, a freshwater invertebrate related to jellyfish and corals, has an amazing ability to renew its cells and regenerate damaged tissue. Cut a hydra in half, and it will regenerate its body and nervous system in a couple of days.

Researchers at the University of California, Davis, have now traced the fate of the hydra’s cells, revealing how three lines of stem cells become nerves, muscles or other tissues.

Celina Juliano, assistant professor in the UC Davis Department of Molecular and Cellular Biology, project scientist Stefan Siebert and colleagues including Jeff Farrell, a postdoctoral researcher at Harvard University, sequenced the RNA transcripts of 25,000 single hydra cells to follow the genetic trajectory of nearly all differentiated cell types.

“The beauty of single-cell sequencing and why this is such a big deal for developmental biologists is that we can actually capture the genes that are expressed as cells differentiate from stem cells into their different cell types,” Juliano said.

The study gives developmental biologists a high-resolution map of the three stem cell developmental lineages in the hydra. The dataset will help researchers understand regulatory gene networks in place early in evolution that are shared among many animals, including humans, Siebert said. Understanding how the hydra regenerates its entire nervous system, for example, could help us better understand neurodegenerative diseases in humans.

Regenerates from three lines of stem cells

Hydras continuously renew their cells from three different stem cell populations. The researchers analyzed sets of messenger RNA molecules, called transcriptomes, from individual hydra cells and grouped the cells based on their expressed genes. They could then build a decision tree showing how each lineage of stem cells gives rise to different cell types and tissues. For example, the interstitial stem cell lineage produces nerve cells, gland cells and the stinging cells in the animal’s tentacles.

“By building a decision tree for the interstitial lineage, we unexpectedly found evidence that the neuron and gland cell differentiation pathway share a common cell state,” said Juliano. “Thus, interstitial stem cells appear to pass through a cell state that has both gland and neuron potential before making a final decision.”

The single-cell molecular map also allowed Juliano and colleagues to identify genes that may control these decision-making processes, which will be the focus of future studies.

Researchers are especially interested in the hydra’s ability to regenerate its nervous system, which could give insights into treating trauma or degenerative disease in humans.

“All organisms share the same injury response pathway but in some organisms like hydra, it leads to regeneration,” said co-author and graduate student Abby Primack. “In other organisms, like humans, once our brain is injured, we have difficulty recovering because the brain lacks the kind of regenerative abilities we see in hydra.”

Additional co-authors include Jack Cazet and Yashodara Abeykoon at UC Davis and Christine Schnitzler, University of Florida. The work was partly supported by grants from the National Institutes of Health and DARPA.


Ver el vídeo: Ύδρα ή αλλιώς Hydra (Agosto 2022).