Наиболее типичный широко распространенный представитель ресничных - инфузория туфелька (Paramecium). Она обитает в стоячей воде, а также в пресноводных водоемах с очень слабым течением, содержащих разлагающийся органический материал.
Рисунок дает представление о довольно сложном строении этих организмов, типичном для инфузории . Сложность строения клетки у парамеции объясняется тем обстоятельством, что ей приходится выполнять все функции, присущие целому организму, а именно питание, осморегуляцию и передвижение. Тело парамеции имеет характерную форму: передний конец у нее тупой, а задний несколько заострен.
Реснички инфузории туфельки расположены парами по всей поверхности клетки. Располагаясь продольными диагональными рядами, они, совершая биения, заставляют инфузорию вращаться и продвигаться вперед. Между ресничками находятся отверстия, ведущие в особые камеры, называемые трихоци-стами. Из этих камер под влиянием определенных раздражителей могут выстреливать тонкие остроконечные нити, используемые, вероятно, для удержания добычи.
Под пелликулой инфузории туфельки располагается эктоплазма - прозрачный слой плотной цитоплазмы консистенции геля. В эктоплазме находятся базальные тельца (идентичные центриолям), от которых отходят реснички, а между базальными тельцами имеется сеть тонких фибрилл, участвующих, по-видимому, в координировании биения ресничек.
Основная масса цитоплазмы инфузории туфельки представлена эндоплазмой, имеющей более жидкую консистенцию, чем эктоплазма. Именно в эндоплазме расположено большинство органелл. На вентральной (нижней) поверхности туфельки ближе к ее переднему концу находится околоротовая воронка, на дне которой находится рот, или цитостом.
Рот инфузории туфельки ведет в короткий канал - цитофаринкс, или глотку. Как околоротовая воронка, так и глотка могут быть выстланы ресничками, движения которых направляют к цитостому поток воды, несущей с собой различные пищевые частицы, такие, например, как бактерии. Вокруг попавших в цитоплазму путем эндоцитоза пищевых частиц образуется пищевая вакуоль. Эти вакуоли перемещаются по эндоплазме к так называемой порошице, через которую непереваренные остатки путем экзоцитоза выводятся наружу.
В цитоплазме инфузории туфельки имеются также две сократительные вакуоли, местоположение которых в клетке строго фиксировано. Эти вакуоли отвечают за осморегуляцию, т. е. поддерживают в клетке определенный водный потенциал. Жизнь в пресной воде осложняется тем, что в клетку постоянно поступает вода в результате осмоса; эта вода должна непрерывно выводиться из клетки, чтобы предотвратить ее разрыв.
Происходит это с помощью процесса активного транспорта, требующего затраты энергии. Вокруг каждой сократительной вакуоли инфузории туфельки расположен ряд расходящихся лучами каналов, собирающих воду, перед тем как высвободить ее в центральную вакуоль.
В клетке парамеции инфузории туфельки находятся два ядра. Большее из них - - полиплоидное; оно имеет более двух наборов хромосом и контролирует метаболические процессы, не связанные с размножением. Микронуклеус - диплоидное ядро. Оно контролирует размножение и образование макронуклеусов при делении ядра.
Парамеция инфузории туфельки может размножаться и бесполым путем (поперечным делением надвое) и половым (путем конъюгации).
Энциклопедичный YouTube
-
1 / 5
Средой обитания инфузории-туфельки являются любые пресные водоемы со стоячей водой и наличием в воде разлагающихся органических веществ. Её можно обнаружить и в аквариуме, взяв пробы воды с илом и рассмотрев их под микроскопом.
Размер инфузории-туфельки составляет 0,1-0,3 мм . Форма тела напоминает подошву туфли. Наружный плотный слой цитоплазмы (пелликула) включает находящиеся под наружной мембраной плоские мембранные цистерны альвеолы, микротрубочки и другие элементы цитоскелета.
На поверхности клетки в основном продольными рядами расположены реснички , количество которых - от 10 до 15 тыс. . В основании каждой реснички находится базальное тельце, а рядом - второе, от которого ресничка не отходит. С базальными тельцами у инфузорий связана инфрацилиатура - сложная система цитоскелета. У туфельки она включает отходящие назад посткинетодесмальные фибриллы и радиально расходящиеся поперечно исчерченные филаменты. Возле основания каждой реснички имеется впячивание наружной мембраны - парасомальный мешочек.
Между ресничками расположены мелкие веретеновидные тельца - трихоцисты, которые рассматриваются как органоиды защиты . Они расположены в мембранных мешочках и состоят из тела и наконечника. Трихоцисты - разновидность разнообразных по строению органоидов экструсом , наличие которых характерно для инфузорий и некоторых других групп протистов. Их тело имеет поперечную исчерченность с периодом 7 нм. В ответ на раздражение (нагрев, столкновение с хищником) трихоцисты выстреливают - мембранный мешочек сливается с наружной мембраной, а трихоциста за тысячные доли секунды удлиняется в 8 раз. Предполагается, что трихоцисты, набухая в воде, могут затруднять движение хищника. Известны мутанты туфелек, лишенные трихоцист и вполне жизнеспособные. Всего у туфельки 5-8 тысяч трихоцист.
У туфельки 2 сократительные вакуоли в передней и задней части клетки . Каждая состоит из резервуара и отходящих от него радиальных каналов. Резервуар открывается наружу порой, каналы окружены сетью тонких трубочек, по которым жидкость поступает в них из цитоплазмы. Вся система удерживается в определенном участке цитоскелетом из микротрубочек.
У туфельки имеется два разных по строению и функциям ядра - диплоидный микронуклеус (малое ядро) округлой формы и полиплоидный макронуклеус (большое ядро) бобовидной формы.
Клетка инфузории-туфельки состоит на 6,8 % из сухого вещества, из которого 58,0 % - белок, 31,4 % - жиры, 3,6 % - зола.
Функции ядер
Основная функция сократительных вакуолей осморегуляторная. Они выводят из клетки излишки воды, проникающие туда за счёт осмоса . Сначала набухают приводящие каналы, затем вода из них перекачивается в резервуар . При сокращении резервуара он отделяется от приводящих каналов, а вода выбрасывается через пору. Две вакуоли работают в противофазе, они сокращаются с периодом в 20-25 с (по другим данным - 10-15 с при комнатной температуре ). За час вакуоли выбрасывают из клетки объём воды, примерно равный объёму клетки.
Размножение
У инфузории-туфельки есть бесполое и половое размножение (половой процесс). Бесполое размножение - поперечное деление в активном состоянии. Оно сопровождается сложными процессами регенерации. Например, одна из особей заново образует клеточный рот с околоротовой цилиатурой, каждая достраивает недостающую сократительную вакуоль, происходит размножение базальных телец и образование новых ресничек и т. п.
Половой процесс, как и у других инфузорий, происходит в форме конъюгации . Туфельки, относящиеся к разным клонам , временно «склеиваются» ротовыми сторонами, и между клетками образуется цитоплазматический мостик. Затем макронуклеусы конъюгирующих инфузорий разрушаются, а микронуклеусы делятся путём мейоза . Из образовавшихся четырёх гаплоидных ядер три погибают, а оставшаяся делится митозом . В каждой инфузории теперь есть два гаплоидных пронуклеуса - один из них женский (стационарный), а другой - мужской (мигрирующий). Инфузории обмениваются мужскими пронуклеусами, а женские остаются в «своей» клетке. Затем в каждой инфузории «свой» женский и «чужой» мужской пронуклеусы сливаются, образуя диплоидное ядро - синкарион. При делении синкариона образуется два ядра. Одно из них становится диплоидным микронуклеусом, а второе превращается в полиплоидный макронуклеус. Реально этот процесс происходит сложнее и сопровождается специальными постконъюгационными делениями.
Инфузория туфелька — довольно распространенный вид, который относят к группе Обитает она в пресных стоячих водоемах с достаточным количеством органических материалов, которыми и питается. Кстати, строение инфузории-туфельки считается самым сложным из данной группы организмов.
Общая характеристика
Инфузория туфелька — одноклеточный организм, форма которого действительно напоминает подошву обуви и сохраняется за счет плотного внешнего слоя цитоплазмы. Все тело животного покрыто огромным количеством ресничек, которые расположены продольными рядами. Основная их функция — движение.
Двигается инфузория туфелька тупым концом вперед. Реснички движутся с небольшой задержкой относительно друг друга. При перемещении организм также вращается вокруг оси.
Между ресничками расположены так называемые трихоцисты — небольшие веретенообразные органеллы, который выполняют функцию защиты. Каждая трихоциста состоит из тела и наконечника, которые при наличии раздражителя (столкновение, нагревание, охлаждение) резко выстреливают.
Инфузория туфелька: строение
Основная масса организма — это эндоплазма, или жидкая часть цитоплазмы. Эктоплазма находится ближе к цитоплазматической мембране, имеет более плотную консистенцию и образует пелликулу.
Пищеварение. Инфузория туфелька питается бактериями и имеет довольно своеобразную клеточную Ближе к переднему концу тела расположена околоротовая воронка, внутренняя поверхность которой покрыта сложной системой ресничек. Движения ресничек создают поток, вместе с которым засасываются и микроорганизмы. Далее питательные частички попадают в глотку, которая также выстелена ресничками, и только затем - в рот. Путем эндоцитоза попадают в пищеварительную вакуоль. Остатки выводятся через специфическую органеллу — порошицу.
Генетический материал. Инфузория туфелька имеет два ядра — большое (макронуклеус) и маленькое (микронуклеус). Микронуклеус содержит в себе полный набор генетической информации и берет участие в половом размножении организма. Макронуклеус отвечает за синтез белковых соединений.
Выделение и дыхание. Инфузория туфелька способна существовать даже при очень низких концентрациях кислорода в воде. Поглощается кислород всей поверхностью.
Как уже говорилось, этот простейший организм обитает в пресной воде и из-за разницы концентраций ему нужна система осморегуляции. Инфузория имеет две сократительные вакуоли — переднюю и заднюю, к каждой из которых ведет разветвленная система канальцев. Излишек жидкости и вторичные продукты метаболизма собираются в канальцах и выводятся вакуолей в окружающую среду. Обе органеллы сокращаются попеременно, раз в 15-20 секунд.
Размножение инфузории-туфельки
Для данного организма характерно как половое, так и бесполое размножение.
Осуществляется поперечным делением клетки на две равные части. При этом организм сохраняет активное состояние. Далее следуют довольно сложные процессы регенерации, во время которых каждая часть организма достраивает необходимые органеллы.
Половое отношение между двумя особями осуществляется путем конъюгации. Инфузории временно склеиваются, и между их поверхностями образуется своеобразный мостик из цитоплазмы. Макронуклеусы обоих организмов разрушаются, а маленькие ядра делятся путем мейоза.
Поле этого образуется четыре ядра с гаплоидным набором хромосом. Далее три из них гибнут, а оставшееся делиться путем митоза, образовывая два протонуклеуса — женский и мужской. Организмы обмениваются «мужскими» протонуклеусами. Затем в каждом происходит слияние двух ядер и образование синкариаона. Затем проходит митоз, после чего одно из образовавшихся ядер становится макронуклеусом, а второе — микронуклеусом.
Типичным представителем класса ресничных инфузорий является инфузория туфелька или парамеция (Рагаmaecium caudatum; рис. 1)
Строение и размножение инфузории туфельки
Инфузория туфелька обитает в мелких стоячих водоемах. Формой тeлa она напоминает подошву туфли, в длину достигает 0,1-0,3 мм, покрыта прочной эластичной оболочкой - пелликулой, под которой в экто- и эндоплазме находятся скелетные опорные нити. Такое строение позволяет инфузории сохранять постоянную форму тела.
Органоиды движения - волосовидные реснички (у инфузории туфельки их 10-15 тыс.), покрывающие все тело. При исследовании ресничек с помощью электронного микроскопа выяснено, что каждая из них состоит из нескольких (около 11) волоконец. В основе каждой реснички лежит базальное тельце, расположенное в прозрачной эктоплазме. Туфелька быстро передвигается благодаря согласованной работе ресничек, которые загребают воду.
В цитоплазме инфузории отчетливо различаются эктоплазма и эндоплазма. В эктоплазме, между основаниями ресничек парамеции, располагаются органеллы нападения и защиты - маленькие веретеновидные тельца - трихоцисты. На фотографиях, сделанных с помощью электронного микроскопа, видно, что выброшенные трихоцисты снабжены гвоздеобразными наконечниками. При раздражении трихоцисты выбрасываются наружу, превращаясь в длинную, упругую нить, поражающие врага или добычу.
В эндоплазме располагаются - два ядра (большое и малое) и системы пищеварительных, а также выделительных органоидов.
Органоиды питания . На так называемой брюшной стороне находится предротовое углубление - перистом, ведущее в клеточный рот, который переходит в глотку (цитофаринкс), открывающуюся в эндоплазму. Вода с бактериями и одноклеточными водорослями, которыми питается инфузория, через рот и глотку загоняется особой группой ресничек перистома в эндоплазму, где окружается пищеварительной вакуолью. Последняя постепенно передвигается вдоль тела инфузории. По мере передвижения вакуоли заглоченные бактерии перевариваются в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Непереваренный остаток выбрасывается наружу через специальное отверстие в эктоплазме - порошицу, или анальную пору.
Органоиды осморегуляции . На переднем и заднем концах тела на границе экто- и эндоплазмы находится по одной пульсирующей вакуоли (центральный резервуар), вокруг которой расположены венчиком 5-7 приводящих канальцев. Вакуоль наполняется жидкостью из этих приводящих каналов, после чего наполненная жидкостью вакуоль (фаза диастолы) сокращается, изливает жидкость через маленькое отверстие наружу и спадается (фаза систолы). Вслед за этим жидкость, вновь наполнившая приводящие каналы, изливается в вакуоль. Передняя и задняя вакуоли сокращаются попеременно. Пульсирующие вакуоли выполняют двоякую функцию - отдачу излишней воды, что необходимо для поддержания постоянного осмотического давления в теле парамеции, и выделение продуктов диссимиляции.
Ядерный аппарат туфельки представлен по меньшей мере двумя качественно различными ядрами, расположенными в эндоплазме. Форма ядер обычно овальная.
- Крупное вегетативное ядро называется макронуклеусом. В нем происходит транскрипция - синтез на матрицах ДНК информационной и других форм РНК, которые уходят в цитоплазму, где на рибосомах осуществляется синтез белка.
- Мелкое генеративное - микронуклеус. Расположен рядом с макронуклеусом. В нем перед каждым делением происходит удвоение числа хромосом, поэтому микронуклеус рассматривают как "депо" наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение.
Инфузория-туфелька размножается как бесполым, так и половым путем.
- При бесполом размножении клетка перешнуровывается пополам по экватору и размножение осуществляется путем поперечного деления.
Это предшествует митотическое деление малого ядра и характерные для митоза процессы в большом ядре.
После многократного бесполого размножения в жизненном цикле происходит половой процесс, или конъюгация.
- Половой процесс заключается во временном соединении двух особей ротовыми отверстиями и обмене частями их ядерного аппарата
с небольшим количеством цитоплазмы. Большие ядра при этом распадаются на части и постепенно растворяются в цитоплазме. Малые ядра сначала делятся дважды,
происходит редукция числа хромосом, далее три из четырех ядер разрушаются и растворяются в цитоплазме, а четвертое снова делится. В результате этого деления
образуются два гаплоидных половых ядра. Одно из них - мигрирующее, или мужское, - переходит в соседнюю особь и сливается с оставшимся в нем женским
(стационарным) ядром. Такой же процесс происходит и в другом конъюганте. После слияния мужского и женского ядер восстанавливается
диплоидный набор хромосом и инфузории расходятся. После чего в каждой инфузории новое ядро делится на две неравные части, вследствие чего формируется
нормальный ядерный аппарат - большое и малое ядра.
Конъюгация не приводит к увеличению числа особей. Ее биологическая сущность состоит в периодической реорганизации ядерного аппарата, его обновлении и повышении жизнеспособности инфузории, приспособленности ее к окружающей среде.
Туфелька и некоторые другие свободноживущие инфузории питаются бактериями и водорослями. В свою очередь, инфузории служат пищей для мальков рыб и многих беспозвоночных животных. Иногда туфелек разводят для корма только что вылупившихся из икринок мальков рыб.
Значение инфузорий
Балантидий (Balantidium coli)
Локализация . Толстый кишечник.
Географическое распространение . Повсеместно.
Сократительных вакуолей две. Макронуклеус имеет бобовидную или палочковидную форму. Около его вогнутой поверхности лежит округлый микронуклеус (рис. 2). Размножается поперечным делением и путем конъюгации. Цисты овальной или шаровидной формы (50-60 мкм в диаметре).
Основным резервуаром балантидиаза считаются домашние и дикие свиньи. В некоторых хозяйствах зараженность достигает 100%.
В кишечнике животных балантидии легко инцистируются, в то время как в организме человека цисты образуются в сравнительно небольшом количестве. Животные выделяют цисты с фекалиями и загрязняют окружающую среду. Работники свиноферм могут заражаться при уходе за животными, уборке помещений для скота и т. д. Зараженность работников этой категории по сравнению с другими специальностями значительно выше. Цисты в фекалиях свиней сохраняются несколько недель. Вегетативные формы при комнатной температуре живут 2-3 дня.
Заражение происходит через загрязненные овощи, фрукты, грязные руки, некипяченую воду.
Патогенное действие . Образование кровоточащих язв в стенке кишечника, кровавый понос. Без лечения смертельный исход достигает 30%.
Лабораторная диагностика . Обнаружение в фекалиях вегетативных форм или цист.
Профилактика : соблюдение правил личной гигиены имеет основное значение; общественная - борьба с загрязнением средьи фекалиями свиней, а также людей, соответствующая организация условий труда на свиноводческих фермах, своевременное выявление и лечение больных.
Это довольно распространенный вид простейших организмов, обитающих в пресных водоемах со стоячей водой. Главным условием обитания инфузорий-туфелек являются именно стоячие водоемы с достаточным количеством в них органических материалов, служащих пищей для этих простейших. Второе название этого существа – парамеция хвостатая из рода Paramecium. Любопытно, что строение инфузории-туфельки является наиболее сложным из всех представителей этой группы организмов.
Инфузория-туфелька. Строение
Свое название этот одноклеточный организм получил из-за сходства с подошвой обуви. Любопытно, что такая необычная форма этого существа обусловлена плотным внешним слоем цитоплазмы. Все тело инфузории-туфельки покрыто мельчайшими ресничками (жгутиками), расположенными продольными рядами. Именно они помогают инфузории передвигаться в водной среде: за 1 секунду простейшее может покрыть расстояние в 15 раз больше него самого. Передвигается инфузория-туфелька тупым концом вперед, постоянно вращаясь во время движения вокруг собственной оси.
Между жгутиками у инфузории располагаются трихоцисты – небольшие веретеновидные органеллы, обеспечивающие ей защиту от внешних раздражителей. Каждая такая трихоциста состоит из тельца и наконечника, который на любой раздражитель (нагревание, столкновение, охлаждение) реагирует резким выстрелом. Рот у этого простейшего организма имеет воронкообразную форму: когда пища в него поступает, то окружается пищевой вакуолью, совершая вместе с ней небольшое «путешествие», пока не переварится. Отходы выбрасываются наружу через так называемую порошицу (специфическая органелла).
Основная масса этих существ – эндоплазма (жидкая часть цитоплазмы). Эктоплазма находится рядом с цитоплазматической мембраной, имея более плотную консистенцию и образуя пелликулу. Инфузория-туфелька поглощает кислород всей своей поверхностью, существуя даже при его низкой концентрации в воде. Все это позволяет по праву называть инфузорий-туфелек наиболее высокоорганизованными простейшими организмами, вершиной их эволюции.
Инфузория-туфелька. Размножение
Размножается этот одноклеточный организм двумя способами: бесполым и половым. Бесполое размножение происходит за счет поперечного деления клетки на две равные части. Организм инфузории при этом сохраняет свою активность. Далее происходят сложные процессы регенерации, в результате которых каждая из частей организма «достраивает» все необходимые органеллы.
Половой способ размножения инфузории-туфельки по понятным причинам выглядит несколько иначе. Две особи временно «склеиваются» друг с другом, образуя между собой своеобразный мостик из цитоплазмы. В это время макронуклеусы обоих организмов разрушаются, а мельчайшие ядрышки начинают делиться путем мейоза.
Через некоторое время возникают четыре ядра, три из которых обязательно гибнут. Оставшееся ядро делится путем митоза. В результате, образуются два протонуклеуса – мужской и женский. Обе особи начинают обмениваться «мужскими» протонуклеусами, после чего в каждом из них происходит дополнительное слияние двух ядер, сопровождающееся образованием синкариаона. В результате очередного митоза, одно из новоиспеченных ядер становится микронуклеусом, а второе – макронуклеусом.
