Інфузорія туфелька - найскладніша з найпростіших

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі.

Зміст:

Як виглядає інфузорія туфелька?

• Вже згадані нами скорочувальні вакуолі, відповідальні за осморегуляцію, рівень тиску всередині клітини.
• Травні вакуолі, вони відповідальні за переробку їжі. По суті, служать шлунком для інфузорії.
• Порошиця, це отвір у задній кінцівці інфузорії, що відповідає за вихід травних відходів.
• Рот, що є поглибленням в оболонки клітини. З його допомогою інфузорія захоплює бактерії та іншу їжу, яка потім потрапляє в спеціальний канал цитофаринкс (аналог нашої глотки).

Маючи рот, порошицю, травні вакуоли, інфузорії практикують голозойний тип харчування, тобто захоплюють органічні частинки всередину свого тіла.

Так виглядає інфузорія черевичка під мікроскопом.

Цікавий факт: дихання інфузорії туфельки здійснюється не за допомогою рота, а всім тілом: кисень через покриви клітини надходить у цитоплазму, де за його допомогою відбувається окислення органічних речовин, перетворення їх на вуглекислий газ, воду та інші сполуки.

Ще однією дивовижною особливістю інфузорії, яка її робить «найскладнішою з найпростіших» є наявність у її клітині цілих двох ядер.Обидва ядра зберігають однакову інформацію, проте якщо велике ядро ​​постійно перебуває у роботі та його інформація постійно експлуатується, отже, може бути пошкоджена (подібно до ходових книжок у бібліотеці). Якщо таке пошкодження трапляється, то на цей випадок і передбачено друге маленьке ядро, що служить чимось на зразок резерву на випадок збою основного ядра.

Як бачите наша сьогоднішня героїня, інфузорія туфелька є найдосконалішим серед найпростіших одноклітинних організмів.

Будова

Незважаючи на зовнішню простоту, будова інфузорії аж ніяк не проста. Зовні вона захищена тонкою еластичною оболонкою (вона клітинна мембрана), яка також допомагає тілу інфузорії зберігати постійну форму. Захисні опорні волокна інфузорії розташовані у шарі щільної цитоплазми, що прилягає до оболонки.

Крім цього в цитоскелет інфузорії входять різні мікротрубочки, цистерни альвеоли, базальні тільця з віями, фібрили та філамени та інші органоїди, що відповідають за важливі функції, такі як обмін речовин.

Через наявність цитоскелета інфузорія на відміну амеби неспроможна довільно змінювати форму свого тіла.

Схематичний малюнок будови інфузорії.

Класифікація

Також будова інфузорії залежить від її класу. Так розрізняють два класи інфузорії туфельки:

Далі докладно зупинимося на них.

Війскові інфузорії

Названі так, оскільки їхнє тіло вкрите маленькими віями, які також називаються циліями. Довжина вії становить трохи більше 0,1 мікрометра. Вії можуть, як рівномірно розподіляться по тілу нашої найпростішої красуні, так і збиратися в пучки, які біологи називають «цирри». Самі вії є пучок фібрил, які є ниткоподібними білками.

Кожна війна інфузорія може мати кілька тисяч таких вій. Пересування інфузорії здійснюється за допомогою вій.

Сосучі інфузорії

Сосучі інфузорії зовсім не мають не тільки вій, а й рота, глотки та травних вакуолей, настільки характерних для їх «волосатих» родичів. Зате вони мають своєрідні щупальця, що є плазматичні трубочки. Саме ці щупальця-трубочки у смокчучих інфузорій виконують функцію рота та глотки, оскільки захоплюють і проводять поживні речовини в ендоплазму клітини.

Не маючи вій смокчучі інфузорії не здатні пересуватися. Втім, їм це й не потрібно, маючи особливу ніжку-присоску, вони прикріплюються до шкіри якогось краба чи риби і на них живуть. Смоктних інфузорій лише кілька десятків видів, проти тисячі видів їх війкових побратимів.

Середовище проживання

Інфузорії туфельки зазвичай живуть у дрібних прісних водоймах зі стоячою водою і органією, що гниє. Стояча вода їм необхідна, щоб не долати силу течії, яка знесе їх, тому інфузорій немає в річках. У дрібних водоймищах Сонце досить прогріває воду, і гниюча органіка служить джерелом їхньої їжі. До речі за насиченістю тієї чи іншої водойми інфузоріями можна судити про ступінь його забруднення, чим їх більше, тим більше брудна водойма.

А ось солону воду інфузорії не люблять, тому їх немає у морях та океанах.

Харчування

Чим харчується інфузорія туфелька? Живлення інфузорії залежить від її класу. Так смокчучі інфузорії є справжніми хижаками одноклітинного світу: джерелом їхньої їжі служать інші дрібніші одноклітинні організми, які на свою біду пропливають повз. Своїми щупальцями смокчучі інфузорії хапають інших одноклітинних.Спочатку жертва захоплюється одним щупальцем, а потім до столу підходять і інші побратими. Щупальця розчиняють клітинну оболонку жертви та поглинають її всередину.

А ось війна інфузорія в цьому плані «вегетаріанка», джерелом її їжі зазвичай служать одноклітинні водорості, які захоплюються ротовими заглибленнями, звідти вони потрапляють у стравохід, а потім до травних вакуолів. Перероблена їжа викидається через порошок.

Цікавий факт: у роті війної інфузорії також є вії, які колихаючись, створюють течію, чим захоплюють частки їжі в ротову ділянку.

Розмноження

Розмноження інфузорії може бути як статевим, так і безстатевим – за допомогою поділу клітини.

• Статеве розмноження: при ньому дві інфузорії зливаються бічними поверхнями, при цьому оболонки між злитими поверхнями розчиняються і утворюється своєрідний цитоплазматичний місток. Через цей місток клітини обмінюються ядрами. Великі ядра у своїй зовсім розчиняються, а маленькі двічі діляться. Потім з отриманих чотирьох ядер три зникає, а ядро, що залишилося, знову ділиться надвоє. Обмін ядрами, що залишилися, відбувається по цитоплазматичному містку. З отриманого матеріалу виникають новонароджені ядра, і великі, і дрібні. Потім інфузорії розходяться одна з одною. У біології такий статевий процес називається кон'югацією.
• Безстатеве розмноження інфузорії за допомогою розподілу набагато простіше. При ньому обидва ядра клітини поділяються на два, як інші органоїди. Таким чином, з однієї інфузорії утворюється дві, з повним набором необхідних органоїдів.

Функції

Інфузорії, як і інші прості організми виконують ряд важливих біологічних функцій.Вони знищують багато видів бактерій, і в свою чергу служать їжею для дрібних безхребетних організмів. Іноді їх спеціально розводять як корм для мальків деяких акваріумних рибок.

Рекомендована література та корисні посилання

• Ehrenberg C. G. Dritter Beitrag zur Erkenntniss grosser Organisation in der Richtung des kleinsten Raumes (нім.) // Abhandlungen der Koniglichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Aus dem Jahre 1833: магазин. - Leipzig, 1835. - S. 268-269, 323.
• Ehrenberg C. G. 502. Paramecium caudatum, geschwanztes Pantoffelthierchen // Die Infusionsthierchen als volkommene Organismen. - Leipzig, 1838. - P. 351-352.
• Полянський Ю. І. Подцарство Найпростіші, чи Одноклітинні (Protozoa) // Життя тварин / за ред. Ю. І. Полянського, гол. ред. Ст. е. Соколів. - 2-ге вид. - М.: Просвітництво, 1987. - Т. 1. Найпростіші. Кишковопорожнинні. Черв'яки. - С. 95-101. - 448 с.
• Warren, A. (2015). Paramecium caudatum Ehrenberg, 1833. У: Warren, A. (2015) World Ciliophora Database. - WoRMS - World Register of Marine Species

Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу «Познавайка»

При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/запитання/пропозицію можете написати на мою пошту [email protected] або до Фейсбуку, з повагою автор.

Інфузорії

Минулого уроку ви дізналися про представників саркожгутикових — ми розглянули їхню будову, властивості, роль життя людини. Сьогодні ми дізнаємося про найвищі організовані найпростіші. інфузорія. Поговоримо про їх будову, спосіб життя та значення в природі.

Різноманітність інфузорій

Якщо зачерпнути води зі стоячої водойми біля берега і подивитися на неї під мікроскопом, то відкриється дивовижна картина. Серед численних мікроскопічних істот обов'язково будуть екземпляри, які формою нагадують туфельку. Це - інфузорії.

Інфузорії - це складноорганізовані найпростіші розміром від 10 мк до 4,5 мм, які мешкають у прісних та солоних водоймах, вологих ґрунтах.

Туфельки - Не єдиний вид інфузорій. Вчені нараховують більше 7 тис. видів інфузорійякі відрізняються формою, способом життя і навіть харчуванням.

Антоні Ван Левенгук у 1676 році розглядав під мікроскопом настій сіна і побачив маленьких істот, яких він назвав «настійними» тваринами — латиною «інфузорії» (від слова «інфузум» — «настій»).

Класи інфузорій

Спосіб життя інфузорій

Більшість інфузорій мешкає в водоймах та активно плаваєнаприклад, інфузорія-туфелька. Стилоніхії віддають перевагу пересуватися кроком - по дну водойми, по водних рослин завдяки подовженим війкам на черевній стороні тіла.

Інфузорії сувої прикріплюються до дна, до різних предметів або до рослин довгими стеблами, які можуть коротшати у відповідь на подразнення. Багато сувої утворюють колонії.

Серед інфузорій зустрічаються і паразити, які живуть в організмах інших живих істот.

Стилоніхія Сувойка Балантидій

Якщо умови погіршуються, наприклад температура опускається нижче 0 °C, інфузорії можуть утворювати цисти округлої форми. Цисти можуть поширюватися за допомогою вітру і живих організмів.

Будова інфузорій

Інфузорії - хоч і найпростіші, але влаштовані вони складніше, ніж амеби та евгени. постійну форму тіла.

Форма інфузорій розрізняється. У плаваючих вона зазвичай обтікається - туфельки, тетрахімени.

На тілі хижих інфузорій, що смокчуть, розташована безліч виростів — смокчучих трубочок.

На поверхні тіла інфузорій, що відносяться до війного класу, розташовані війки, що коливаються. У основи кожної вії лежить. базальне тільцеОсновне призначення вій - рух і допомога в захопленні їжі.

Вії можуть покривати все тіло інфузорій, розташовуватися хаотично або рядами, вони можуть склеюватися, утворюючи пучки та мембрани.

Під еластичною оболонкою перпендикулярно поверхні тіла розташовані трихоцисти (від грецьк. трихос – «волосся» і кистіс – «міхур»), які схожі на короткі палички.

У випадку небезпеки Трихоцисти з силою викидаються назовні, перетворюючись на тонкі довгі пружні нитки, які вражають хижака, який нападає на інфузорію. Цікаво, що на місці зіпсованих трихоцистів виростають нові.

Органоїди інфузорії-туфельки

Властивості інфузорій

Рух

Інфузорії - рухливі найпростіші, які пересуваються завдяки ритмічному згинання та розгинання вій, рухи яких нагадують веслування. Коли інфузорія-туфелька пливе, вона повільно обертається навколо поздовжньої осі тіла.

Сидячі інфузорії, які прикріплюються до предметів за допомогою стеблинки, здатні вкорочувати його при небезпеці шляхом скорочення. Вони мають спеціальні розселювальні особини — «бродяжки», покриті віями і здатні до активного плавання.

«Бродяжки» утворюються при безстатевому розмноженні, коли одна дочірня особина відпливає від материнської колонії. Знайшовши відповідне місце, вона прикріплюється до поверхні, перетворюється на сидячу інфузорію та створює колонію.

Бродяжка сидячих інфузорій

Подразливість

У відповідь роздратування найпростіші переміщаються у просторі до джерела роздратування чи то з нього. Рух до подразника позитивний таксіс, від подразника негативний.

Дихання

Інфузорії не мають спеціального органу, який відповідає за дихання. Вони дихають, убираючи кисень покривами тіла.

Харчування

Харчуються війкові інфузорії через спеціальне поглиблення клітинний рот, який переходить у клітинну горлянку. Біля рота вії більш товсті та довгі. Вони допомагають заганяти в горлянку потік води з їжею.

Основна їжа більшості інфузорій бактерії, водорості і залишки живих організмів. Зустрічаються хижі інфузорії, наприклад, бурсарію, що мешкає в прісних водоймах і поїдає в тому числі інших інфузорій.

Опинившись на дні горлянки, їжа потрапляє у травну вакуолюде перетравлюється. Перетравлені речовини надходять у цитоплазму та використовуються для життєдіяльності найпростіших.

Сосучі інфузорії харчуються через трубочки, схожі на щупальця, якими вони засмоктують видобуток - пропливають повз найпростіші, у тому числі віїні інфузорії.

Як же інфузорія знаходить свою здобич?

Вся справа в особливих речовинах, що виділяють бактерії. Інфузорія вловлює їх і рухається до їжі.

Виділення

Для видалення з травної вакуолі неперетравлених залишків інфузорій утворилася в задньому кінці тіла особлива структура. порошиця.

Так як інфузорії поглинають їжу разом із водою, від надлишку води їм необхідно регулярно позбавлятися. Для цього вони мають дві скорочувальні вакуолі та 5–7 приводних каналів. Канали заповнюються рідиною, далі вона потрапляє до центрального резервуару і виводиться назовні через пору при скороченні резервуара.

Розмноження

Інфузорії розмножуються двома способами. безстатевим та статевим. Безстатеве розмноження відбувається, як правило, у сприятливих умовах середовища, а статеве — при настанні несприятливих умов існування.

Безстатеве розмноження інфузорій - це просте поділ клітини, що відбувається 1-2 рази на день. Спочатку обидва ядра (вегетативне та генеративне) діляться мітозом, а потім відбувається розподіл тіла.

У інфузорії-туфельки, бурсарії, стилоніхії клітина ділиться навпіл поперечному напрямі, а у сидячих видів, наприклад, сувій — у поздовжньому. Другий спосіб - утворення нирки на материнській клітині, куди переміщаються ядра, що утворилися в результаті мітозу.

Статевий процес інфузорій, або кон'югація, не призводить до збільшення кількості особин, а служить для підвищення генетичної різноманітності, щоб краще пристосовуватися до різних умов середовища.

Послідовність статевого розмноження:

1. Дві інфузорії зближуються, їх оболонки у місці зіткнення розчиняються, і між клітинами утворюється цитоплазматичний місток.
2. Малі ядра діляться двічі, виходить лише чотири ядра.
3. Три ядра гинуть, залишається по одному малому та одному великому ядру.
4. Мале ядро ​​ділиться ще раз - виходить знову два ядра.
5. Особи обмінюються малими ядрами, які в кожній клітині зливаються в одне.
6. Ядра діляться навпіл, одне з яких стає макронуклеосом, а інше - мікронуклеосом.

Частина органел теж ділиться, інші утворюються заново. Весь процес займає близько 12 години. Після цього через деякий час інфузорії приступають до активного безстатевого розмноження поділом.

Значення інфузорій у природі та житті людини

Інфузорії - мікроскопічні тварини, які входять до ланцюг живлення водних біоценозів. Вони харчуються бактеріями, іншими найпростішими, у тому числі водоростями, а самих їх поїдають водні безхребетні та мальки риб.

Ґрунтові інфузорії живляться бактеріями, у тому числі патогенними, регулюючи їх чисельність, та сприяють підвищенню родючості ґрунту.

Інфузорії-симбіонти, які живуть у шлунку копитних тварин, допомагають їм перетравлювати тверду рослинну їжу.

Інфузорії допомагають вченим-біологам. Їх спеціально розводять у лабораторних умовах, щоб фіксувати зміну рухливості, загибель та швидкість розмноження. У стійкому середовищі їх властивості стабільні, це дозволяє використовувати їх як тести.

Паразитичні інфузорії здатні викликати захворювання у тварин та людини. Наприклад, інфузорія іхтіофтиріус викликає у риб, у тому числі акваріумних, таке захворювання, як іхтіофтиріоз.

Інфузорії - корм для мальків Риба, хвора на їхтіофтиріоз

Часті питання

Вії інфузорії покриті органоїдами, схожими на вії. Вони дозволяють найпростішим пересуватися. У смокчучих інфузорій замість вій і рота є тонкі щупальця, якими вони всмоктують видобуток.

Інфузорії здатні до статевого розмноження (кон'югація), і безстатевого, шляхом розподілу (копуляція).

Інфузорії харчуються одноклітинними водоростями, бактеріями та навіть іншими інфузоріями.