Ламинат

Кто открыл инфузорию туфельку. Тип Инфузории (Infusoria)

На земле встречаются разнообразные живые организмы. Большие и не очень, сложные и простейшие. За одними человек может наблюдать невооруженным глазом, для исследования других требуется специальное оборудование. Любое живое существо состоит из клеток – миллионов, миллиардов .

Инфузория-туфелька - один из простейших одноклеточных организмов. Лучшим ответом на вопрос, что это такое, будет представление окружности или любой другой замкнутой фигуры. Ограничивающий контур - стенки клетки или клеточные мембраны, внутри контура находится все необходимое для жизнедеятельности организма.

Вконтакте

Почему туфелька?

Инфузории бывают разных размеров, но большинство их невидимы невооруженным глазом. Своим названием этот организм обязан внешнему виду. Клетки бывают довольно подвижными и даже могут менять свою форму. У инфузории-туфельки таких возможностей нет.

Мембрана всегда неподвижна, и вся клетка напоминает подошву обуви. Существо постоянно в движении. Достигается это посредством ресничек , покрывающих его внешнюю поверхность .

Все они движутся синхронно , с одинаковой частотой и силой. Интересно, что плавает туфелька тупым концом вперед , а особенности строения и направление движения заставляют ее вращаться вокруг продольной оси.

Где живет инфузория?

Проживают инфузории в водоемах и очень часто становятся пищей для рыб и других обитателей морей и . Основная среда обитания туфельки - пресные водоемы со стоячей водой. Питанием служат водоросли и бактерии . Встретить ее можно и в домашних аквариумах. Волнообразное движение ресничек позволяет ей передвигаться со скоростью до 2 мм/с.

Направление движения может меняться двумя способами:

изгиб самой клетки - обычный вариант;
столкновение с каким-то препятствием.

В последнем случае туфелька может развернуться на 180 градусов . Реснички туфельки помогают ей не только в передвижении. Они отвечают также за питание, создавая ток жидкости в направлении ротового отверстия инфузории. Часть ресничек прогоняет бактерии вдоль тела инфузории. Часть, склеенная в более сложные формы, помогает «заглатывать» еду. Ротовое отверстие, или клеточный рот, инфузории находится примерно посередине вогнутой части.

Внимание! Разводят туфельку и искусственным путём. Опытные аквариумисты знают, что идеальным кормом для мальков рыб является именно инфузория-туфелька. Более того, среди новорожденных существуют привереды, которые, кроме нее, ничем не питаются. На множестве интернет-проектов, посвященных аквариумистике, люди рассказывают о способах ее разведения.

Дыхание и выделение

Отдельных органов, ответственных за данные функции, инфузория не имеет. Дыхание происходит всей поверхностью тела инфузории-туфельки. Кислород , поступая через цитоплазму клетки , расщепляет пищу на , углекислый газ , а также ряд других соединений.

Процесс сопровождается высвобождением энергии, необходимой существу для поддержания жизни. Второй функцией дыхания является вывод углекислого газа . Он так же как и может выходить через всю поверхность тела инфузории.

Остальные вещества выводятся в пару специальных полостей , расположенные в разных концах туфельки. Их называют вакуоли . В процессе расщепления сложных органических веществ они наполняются водой с продуктами распада. В момент достижения критического наполнения вакуоль перемещается к поверхности тела и опустошается . Таким образом, выделения выводятся из организма инфузории-туфельки.

В спокойном положении вакуоли расположены в передней (у «каблука») и задней («пальцы») частях клетки инфузории. Ученые вычислили что вакуоли, попеременно сокращаясь, способны за час выбросить объем воды , примерно равный самому размеру клетки .

Химия жизни

Инфузория является первоклассным химиком . Двигаясь вперед, она находит пропитание по незаметным изменениям состава воды . В месте большого скопления бактерий химический состав несколько изменяется, что позволяет инфузории-туфельке безошибочно находить себе пропитание.

Хоть туфелька и живет в стоячих водах , поедая бактерии и водоросли, она очищает водоем. В таких местах вода всегда чиста и прозрачна, ведь первыми загрязнителями естественных водоемов являются именно бактерии и споры водорослей - лучший корм для инфузорий.

Инфузории-туфельки очень разборчивы. Идеальная среда обитания должна быть пресной. Важным факторов их размножения является большое количество органических остатков, бактерий и мелких водорослей. Если последних мало, инфузории стараются уйти из такого места . Ощутив неблагоприятные условия , инфузории также постараются переместиться.

К плохим условиям для процессов, способствующих их проживанию, относятся похолодание, появление в воде примесей соли, а также недостаток света. Проявление любого из указанных свойств заставит инфузории переместиться – из менее освещенных слоев жидкости на поверхность, из соленого места в более чистое, пресное. Если же температура приближается к нулю, то инфузории мигрируют.

Важно! Владельцам рыбных хозяйств нужно понимать, что туфелька - стартовый корм для мальков. Если в водоеме планируется разводить рыбу, нужно позаботиться и создать инфузориям благоприятные условия для размножения.

Миграции

При ухудшении условий для жизнедеятельности инфузории могут перебраться на новое место обитания . Процесс состоит из нескольких этапов:

Сотни тысяч туфелек собираются группками.
Каждая собирается в правильный шарик .
Многоклеточная особь переносится на новое место
На новом месте распадается на отдельные существа.

Перемещаться инфузории могут ветром или «пассажирами» на птицах и животных. Для шарика, в виде которого инфузории путешествуют, ученые придумали название - циста .

Может быть и другой вариант - инфузории впадают в «спячку» . Группы не собираются, а отдельные существа создают собственные панцири-цисты, в которых могут находиться, пока условия не станут благоприятными.

Хищники

Есть у простейших свои охотники и свои жертвы . В роли последних чаще всего оказываются именно туфельки . На противоположном конце находятся особые виды инфузорий. Люди нашли два вида охотников:

бурсария ;
дилептус .

Первая в несколько раз больше инфузории-туфельки. Ее размеры могут достигать 1 мм. Выглядит она, как рыболовная верша - воронка. В узком конце находится рот. Инфузория гоняется за туфельками, передвигаясь резкими размашистыми движениями .

Настигнув жертву, она замирает и пытается «пообедать». Дается ей это не так легко. Она обладает длинными ротовыми ресницами, которые загоняют туфельку в рот. Та отчаянно пытается вырваться. Часто довольно успешно.

Но если туфелька попала с током воды внутрь глотки, бурсария может праздновать победу, выбраться обратно инфузория-туфелька просто не успеет. Протоплазма бурсарии сжимается, умерщвляя добычу, после чего та переваривается.

Передвигаясь неспешными движениями, на туфелек может охотиться и дилептус - другой хищник. В отличие от бурсарии, которая просто хватает добычу ртом, одноклеточная инфузория дилептус действует хитрее. Имея длинный хобот , снабженный стрекательными иглами, инфузория использует его для умерщвления добычи. Им наносятся удары оказавшимся по соседству инфузориям, а уколы парализуют жертву . Далее начинается трапеза. Дилептус открывает широко растягивающийся рот и заглатывает добычу, которая может оказаться больше его размером.

Срок жизни туфельки

Выше были описаны два самых частых охотника. Но ответ на вопрос, сколько живут инфузории , зависит не только от количества желающих ими пообедать. Свое влияние оказывает и способ размножения (бесполое или половое), и среда обитания, и отсутствие или изменение качества питания. В обычной благоприятной среде инфузории-туфельки размножаются простым делением . Такой вариант назван бесполым . Но возможность такого размножения должна ограничиваться определенным количеством раз, в противном случае инфузория погибнет.

С другой стороны, половое размножение бывает только при серьезных угрозах жизни - резком похолодании или отсутствии пищи. Учитывая все варианты, срок жизни инфузории варьируется от нескольких дней до одного месяца .

Инфузория туфелька (Paramecium caudatum).

Бесполое размножение инфузории туфельки

Вывод

Простейшее одноклеточное существо - инфузория-туфелька является одним из звеньев в цепи эволюции. Несмотря на свой короткий срок , каждая особь приносит большую пользу окружающему миру. С одной стороны, она может очищать закрытые водоемы, питаясь бактериями и микроскопичными водорослями. С другой стороны, является первоклассным кормом для мальков рыбы.

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.

Инфузорий можно найти и непосредственно в пробах воды, взятой из пруда, болотца или канавы, но гораздо больше материала для наблюдений будет у нас, если заблаговременно - дней за 10–15 - приготовить искусственную культуру для разведения инфузорий, обеспечив их питательным материалом.
Пищей для инфузорий в таких культурах служат мельчайшие сенные бактерии, которые в огромном количестве размножаются в отваре, приготовленном из сена. Когда к такому сенному отвару, разбавленному водой и постоявшему несколько дней в открытой банке, мы прильём прудовой или болотной воды, в которой живут инфузории, то благодаря обилию корма инфузории там очень быстро начнут размножаться и через неделю их легко будет найти в каждой капле, помещённой на предметное стекло. Остаётся наложить на эту каплю тонкое покровное стекло, а затем рассмотреть её под микроскопом.
Всего чаще в таких сенных культурах попадаются продолговатые инфузории-туфельки, или парамеции, которые быстро проносятся через поле зрения микроскопа. Лучше их можно рассмотреть тогда, когда они натыкаются в воде на какое-нибудь препятствие, поэтому полезно, перед тем как накладывать покровное стекло, поместить в воду несколько зелёных ниточек водорослей или растрёпанный на отдельные волоски крошечный клочок ваты.
Тело инфузории-туфельки состоит из одной клетки, имеющей, однако, очень сложное строение (рис. 27). Главная масса тела состоит из протоплазмы; внутри неё находится округлое ядро и возле него ещё второе, малое ядро. В протоплазме инфузории можно отличить два слоя: наружный, имеющий волокнистое строение, и внутренний, более жидкий. Снаружи тело инфузории одето слоем более плотной протоплазмы и поэтому сохраняет определённую форму, характерную для всех инфузорий данного вида.
Инфузория плавает благодаря движению многочисленных мелких ресничек, покрывающих со всех сторон её тело и действующих, как тысячи мелких весел. Все эти реснички двигаются - «мерцают», сгибаясь в одну сторону, подобно тому как волнуется хлебное поле от пробегающего ветра.
Если слегка надавить на покровное стекло, то иногда удаётся наблюдать, как под действием механического раздражения из тела инфузории выступают длинные тонкие нити - трихоцисты (рис. 28). Они, по-видимому, ядовиты и служат для неё средством защиты.
Более верным способом заставить инфузорию «выстрелить» своими трихоцистами является химическое раздражение. Чтобы его вызвать, у края покровного стекла помещают каплю разбавленной уксусной кислоты, а с противоположного края начинают отсасывать воду кусочком фильтровальной бумаги (или «промокашки»).
Когда кислота дойдёт до тела инфузории, оно отвечает на это выбрасыванием трихоцист (в дальнейшем действие кислоты убивает инфузорий).
При наблюдении живых инфузорий под микроскопом они быстро проносятся через поле зрения, и, чтобы их рассмотреть, нам приходится искусственно задерживать их передвижение. Однако не следует забывать, что быстрота движений инфузорий только кажущаяся: ведь если мы рассматриваем инфузорий при увеличении, скажем, в 100 раз, то в 100 раз будут увеличены не только размеры самой инфузории, но и истинная длина пути, который она прошла в одну секунду времени, а это значит, что в действительности она передвигается в 100 раз медленнее, чем это представляется нашему «вооружённому» глазу.
Снаружи на теле инфузории-туфельки можно рассмотреть продолговатую выемку. Это ротовая впадина, ведущая в глоточный канал, который имеет вид узкой воронки и оканчивается в протоплазме. Движение ресничек, покрывающих края ротовой впадины, загоняет в глотку инфузории бактерии и мелкие органические остатки, которыми она питается.
Среди протоплазмы видны кое-где пузырьки с мелкими комочками или крупинками внутри - это пищеварительные вакуоли, то есть пузырьки, образовавшиеся вокруг заглоченных через рот пищевых частиц. Они медленно продвигаются в протоплазме, пища в них изменяется и переваривается, а остатки выбрасываются через порошицу - особое «заднепроходное» отверстие, которое имеется в оболочке, покрывающей тело (его увидеть трудно).
Если в каплю воды с инфузориями добавить разведённого в воде акварельного кармина или хотя бы мелко растёртого в ступке древесного угля, можно наблюдать, как инфузории заглатывают частицы такой взвеси и как образовавшаяся пищеварительная вакуоля продвигается в их теле.
Кроме того, у инфузории-туфельки имеется два особых пузырька с лучеобразно расположенными вокруг них узкими канальцами, через которые в пузырёк поступает водянистая жидкость и которые придают всему этому органоиду звездчатую форму. Один из таких пузырьков расположен ближе к переднему концу тела, другой - ближе к заднему.
Величина их изменяется: накопившаяся жидкость выливается наружу и пузырёк исчезает, но затем на том же месте появляется и растёт новое скопление жидкости. Эти сократительные пузырьки (вакуоли) играют роль органов выделения. Через них удаляются из тела не только продукты распада, но и избыток воды, постоянно проникающей из внешней среды; благодаря этому в протоплазме сохраняется определённая, необходимая для неё концентрация солей (у инфузорий, живущих в морской воде, сократительных вакуолей не наблюдается).
Особых приспособлений для дыхания у инфузорий нет. Единственная клетка, из которой состоит её тело, со всех сторон окружена водою, заключающей в себе растворенный кислород, и газообмен происходит через тонкую оболочку тела.
При обилии пищи инфузории быстро размножаются. Размножение происходит путём деления: оба ядра (большое и малое) вытягиваются в длину и на них образуются перетяжки; тело одновременно также начинает перетягиваться, и затем обе половинки вместе с половинками ядер разделяются перегородкой (рис. 29). Вскоре обе половинки расходятся и начинают жить самостоятельно.
При благоприятных условиях инфузории могут долгое время размножаться путём таких последовательных делений, образуя сотни и тысячи сменяющихся поколений. Однако рано или поздно - вероятно, при ухудшении условий - в их физиологическом состоянии наступают изменения, вызывающие у них своеобразно выраженную форму полового размножения.
Две встретившиеся инфузории прижимаются друг к другу, соприкасаясь своими ротовыми впадинами, и тогда в их теле происходит очень сложная перестройка всего ядерного аппарата: большие ядра разрушаются, малые несколько раз делятся, частично также разрушаются и от них у каждой инфузории остаётся по два половых ядра. Одно из них - «женское» - остаётся на месте, а другое - «мужское» - переходит в тело другой инфузории (через образующийся между ними плазматический мостик) и там сливается с её «женским» ядром (рис. 30).
Такая форма полового процесса у простейших, когда две клетки не сливаются в одну, а взаимно обмениваются частями своих ядер, называется конъюгацией. После конъюгации инфузории расходятся, у них восстанавливается их нормальное строение, и тогда они снова начинают размножаться делением.
То, что наблюдается при конъюгации инфузорий, в значительной мере напоминает нам оплодотворение яйцеклетки: и там и здесь мы видим слияние ядерного вещества, происходящего из двух различных клеток. В результате слияния ядер различного происхождения организмы обеих инфузорий «обновляются» и повышается их жизненность.
При наступлении неблагоприятных условий (например, при высыхании водоёма) многие инфузории одеваются более плотной оболочкой - цистой - и в таком виде способны оставаться долгое время в состоянии «скрытой жизни». Одетую цистой инфузорию вместе с пылью может подхватить ветер и отнести её в какой-нибудь другой водоём. Там она освободится от своей скорлупы и снова начнёт вести деятельную жизнь.
Любопытно, что образования цист (инцистирования ) долгое время не удавалось обнаружить как раз у наиболее общеизвестных и, казалось бы, особенно хорошо изученных инфузорий - парамеций, которые с этой стороны казались каким-то непонятным исключением среди других инфузории. И только в недавние годы русской исследовательнице Михельсон удалось увидеть цисты парамеций.
Оказалось, что они имеют угловатую форму и по внешности похожи на мельчайшие песчинки, почему на них и не обратили внимания прежние наблюдатели.

Рис. 27.
А - в пробирке с молочным раствором; Б - та же пробирка при рассматривании в ручную лупу; В - туфельки под малым увеличением микроскопа; Г - туфелька под большим увеличением микроскопа.

Рис. 28.
А - часть окрашенного среза через парамецию при большом увеличении (по краю тела залегают многочисленные трихоцисты); Б - нормальная и «выстреленная» трихоциста при большом увеличении.

Рис. 29.
1 - ротовая впадина; 2 - большое ядро; 3 - малое ядро; 4 - сократительная вакуоля.

Рис. 30.
1 - начало конъюгации; каждая инфузория имеет и большое и малое ядра (макронуклеус и микронуклеус), микронуклеусы на схеме условно помечены тёмной и светлой окраской; 2 - макронуклеусы разрушаются; 3 - микронуклеусы дважды делятся, но из 4 дочерних ядер каждой инфузории 3 обречены на распад - они изображены перечёркнутыми (редукционное деление); 4 - у обеих инфузорий осталось по одному микронуклеусу; 5 - микронуклеусы делятся, причём одно дочернее ядро («женское») остаётся на месте, а другое («мужское») переходит в другую особь; 6 и 7 - мужские ядра встречаются с женскими и сливаются с ними; 8 - у инфузории образуются новые макронуклеусы и обе особи расходятся.

К типу Инфузории относят около 6000 видов простейших, органеллами движения которых служит большое количество ресничек. Для большинства инфузорий характерно присутствие двух ядер: крупного вегетативного - макронуклеуса - и более мелкого генеративного - микронуклеуса. Макронуклеус имеет полиплоидный набор хромосом и регулирует процессы обмена веществ. Микронуклеус содержит диплоидный набор хромосом и участвует в половом процессе.

К свободноживущим инфузориям относят инфузорию туфельку . Размеры клетки 0,1-0,3 мм. Простейшее имеет постоянную форму, так как эктоплазма уплотнена и образует пелликулу. Тело инфузории покрыто ресничками. Их насчитывают от 10 до 15 тыс. В эктоплазме инфузории имеют защитные образоания - трихоцисты. При раздражении трихоцисты выстреливают наружу, превращаясь в длинные нити, парализующие жертву. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме развиваются новые.

К органеллам питания относят ротовое отверстие, расположенное на брюшной стороне и ведущее в клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Вода с бактериями через елнточный рот попадает в эндоплазму, где образуются пищеварительные вакуоли. Вакуоли передвигаются вдоль тела инфузории.

Оставшиеся внутри вакуоли непереваренные остатки пищи удаляются наружу через порошицу - отверстие, расположенное неподалеку от заднего конца тела инфузории.

У инфузории туфельки есть две сократительные вакуоли, расположенные в передней и задней частях тела. Каждая вакуоль состоит из округлого резервуара и подходящих к нему в виде звезды 5 - 7 канальцев. Жидкие продукты и вода из цитоплазмы сначала поступают в приводящие канальцы, затем канальцы все сразу сокращаются и изливают свое содержимое в резервуар, после чего последний сокращается и выбрасывает жидкость через отверстие наружу, а канальцы в это время вновь наполняются. Вакуоли сокращаются поочередно.

Бесполое размножение инфузорий осуществляется путем поперечного деления и сопровождается делением макро- и микронуклеусов. Размножение повторяется 1 - 2 раза в сутки. Через несколько поколений в жизненном цикле инфузорий происходит половой процесс, который называют конъюгацией. Две инфузории подходят друг к другу брюшными сторонами, оболочка в месте их соприкосновения растворяется, и между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеусы при этом разрушаются, а микронуклеусы делятся мейозом на четыре ядра, три из которых разрушаются, а четвертое вновь делится пополам митозом.

В результате в каждой инфузории образуются мужское (мигрирующее) и женское (стационарное) ядра. Затем между особями происходит обмен мигрирующими ядрами с последующим слиянием стационарного и мигрирующего ядер, после чего особи расходятся. Вскоре в каждой из них ядро делится и впоследствии образуются микро- и макронуклеусы. Таким образом, при половом процессе число инфузорий не увеличивается, а обновляются наследственные свойства макронуклеуса и возникают новые комбинации генетической информации.

Диагноз ставят при нахождении балантидия в фекалиях. Профилактика та же, что и при других кишечных заболеваниях.

Строение

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.

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 трихоцистами. 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 - макронуклеус - 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).

Движение

Совершая ресничками волнообразные движения, туфелька передвигается (плывёт тупым концом вперёд). Ресничка движется в одной плоскости и совершает прямой (эффективный) удар в выпрямленном состоянии, а возвратный - в изогнутом. Каждая следующая ресничка в ряду совершает удар с небольшой задержкой по сравнению с предыдущей. Плывя в толще воды, туфелька вращается вокруг продольной оси. Скорость движения - около 2 мм/c. Направление движения может меняться за счёт изгибаний тела. При столкновении с препятствием направление прямого удара меняется на противоположное, и туфелька отскакивает назад. Затем она некоторое время "раскачивается" взад-вперед, а затем снова начинает движение вперёд. При столкновении с препятствием мембрана клетки деполяризуется, и в клетку входят ионы кальция. В фазе "раскачивания" кальций выкачивается из клетки

Дыхание, выделение, осморегуляция

Туфелька дышит всей поверхностью клетки. Она способна существовать за счёт гликолиза при низкой концентрации кислорода в воде. Продукты азотистого обмена также выводятся через поверхность клетки и частично через сократительную вакуоль. 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 приоводящих каналов, а воды выбрасывается через пору. Две вакуоли работают в противофазе, каждая при нормальных физиологических условиях сокращается один раз в 10-15 с. За час вакуоли выбрасывают из клетки объём воды, примерно равный объёму клетки.

Размножение

У 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 путем мейоза. Из образовавшихся четырех 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.

Сувойка

Род простейших из подкласса кругоресничных инфузорий (Peritricha). Включает свыше 100 широко распространённых видов, живущих в морской и пресной воде. С. - сидячие животные, прикрепляются к субстрату (в отличие от других родов Peritricha) при помощи неветвящегося сократительного стебелька. Тело С., имеющее форму колокольчика, лишено ресничек. На расширенном переднем его конце (адоральная зона) расположен двойной ряд ресниц (обычно сливающихся в меморанеллы), закрученный влево (в отличие от спиральноресничных инфузорий, у которых адоральная зона мембранелл закручена вправо). Околоротовая спираль ведет к ротовому отверстию. Питаются С. мелкими взвешенными в воде органическими частицами (например, бактериями, детритом). При бесполом размножении в результате деления образуются снабженные венчиком ресниц свободноплавающие "бродяжки", которые затем образуют стебелёк и прикрепляются к субстрату. Половой процесс - по типу анизогамной конъюгации (крупные неподвижные макроконъюганты и мелкие подвижные микроконъюганты).

Инфузория трубач

Род простейших класса инфузорий подотряда разноресничных. Длина до 1 мм . Свыше 10 видов. Тело в форме воронки. На расширенном переднем конце мощно развитая зона околоротовых мембранелл, направляющих ток пищевых частиц к ротовому отверстию. Остальное тело покрыто продольными рядами мелких ресничек. Способны резко сокращаться, принимая шарообразную форму благодаря сократительным нитям - мионемам. Могут свободно плавать или прикрепляться к субстрату суженным задним концом. Обитают в морях и пресных водах. У некоторых видов в цитоплазме имеются многочисленные симбионты - одноклеточные водоросли.

Инфузория-стилохония

Есть такая инфузория - стилонихия. Под влиянием летучих фитонцидов лука она распадается на мельчайшие зернышки и даже растворяется. Такое явление микробиологи называют лизисом. Тело инфузории «исчезает». То же происходит с инфузорией, называемой «локсодес рострум». В течение 10-15 секунд все ее тело растворяется в окружающей жидкой среде!

В совершенно тех же условиях другая инфузория - спиростомум терес - под влиянием тех же фитонцидов распадается на зернышки, но растворения всего тела не происходит. Эту смерть мы называем з ернистым распадом.

Это наиболее сложно устроенные простейшие. Характерными особенностями организации инфузорий являются: движение с помощью ресничек, наличие двух ядер – большого и мало го – с разными функциями и полового процесса – конъюгации.
Инфузория-туфелька ( Paramecium caudatum ) - обитатель мелких стоячих водоемов. Ее длина достигает 0,1 – 0,3 мм. Покрыта она пелликулой, поэтому форма тела постоянная и напоминает изящную дамскую туфельку, откуда и ее название (рис. 5).
2 4 3
Рис 5. Инфузория-туфелька: 1 – реснички; 2 – пищеварительные вакуоли; 3 – большое ядро (макронуклеус); 4 – малое ядро (микронуклеус); 5 – порошица; 6 – сократительная вакуоль.
Движение туфельки осуществляется с помощью многочисленных (более 10 тыс.) ресничек, расположенных правильным продольными рядами. Они совершают согласованные волнообразные колебания.
Питание происходит следующим образом. На одной из сторон тела туфельки имеется воронкообразное углубление, ведущее в рот и трубчатую глотку. С помощью ресничек, выстилающих воронку, пищевые частицы (бактерии, одноклеточные водоросли, детрит) загоняются в рот, а затем в глотку. Из глотки пища путем фагоцитоза проникает в цитоплазму. Образовавшаяся при этом пищеварительная вакуоль подхватывается круговым током цитоплазмы. В течение 1 - 1,5 ч пища переваривается, всасывается в цитоплазму, а непереваренные остатки через отверстие в пелликуле – порошицу – выводятся наружу. При благоприятных температурных и пищевых условиях за сутки туфелька способна потребить столько пищи, сколько весит сама.
Сократительных вакуолей в цитоплазме туфельки две: в передней и задней частях тела. Устроены они более сложно, чем у простейших других классов. Вода и конечные продукты жизнедеятельности из цитоплазмы сначала проникают в приводящие канальцы, а затем из них – в центральную вакуоль, откуда выводятся наружу. Сокращаются вакуоли попеременно каждые 20 – 30 с.
Рис. 6. Бесполое размножение путём поперечного деления инфузории туфельки: 1 – микронуклеус; 2 – макронуклеус.
Ядерный аппарат инфузории-туфельки устроен сложно и представлен большим бобовидной формы полиплоидным ядром, или макронуклеусом, регулирующим вегетативные функции (питание, дыхание, выделение), и малым ядром, или микронуклеу сом, играющим особую роль в половом процессе.
Размножение бесполое. Сначала делятся оба ядра: большое амитотически, а малое митотически, а затем происходит деление тела инфузории туфельки пополам в поперечном направлении. Недостающие органеллы заново развиваются у обеих дочерних особей (рис. 6).
Бесполое размножение после ряда поколений сменяется периодически наступающим половым процессом - конъюгаци ей. При этом две инфузории прикладываются друг к другу сторонами, где расположен рот. Пелликула в месте контакта особей растворяется, и между ними образуется цитоплазматический мостик. Большое ядро разрушается и в половом процессе не принимает участия. Малые ядра делятся мейотически. Из четырех образовавшихся в каждой инфузории гаплоидных ядер три распадаются. Оставшееся четвертое ядро делится митотически еще один раз. Одно из двух образовавшихся ядер (стационарное) остается в той же инфузории, а другое (мигрирующее) переходит в клетку партнера по конъюгации. После слияния стационарного и мигрирующего ядер образуется диплоидное ядро с рекомбинированным генетическим материалом. В каждой из инфузорий диплоидное ядро делится несколько раз, и после ряда преобразований формируются малое и обновленное большое ядро. Через некоторое время инфузории приступают к активному бесполому размножению делением.
Контрольные вопросы: