Інфузорія трубач: життєвий цикл, будова та розмноження

Тип інфузорій включає тисячі видів, серед яких одним з найвизначніших є трубач. стентор походить від імені грецького глашатая згадуваного в «Іліаді», уславленого своїм голосним голосом.

Загальний опис

Нагадують за формою трубу або вазу, інфузорії-трубачі нараховують 21 описаний вид. Вони являють собою найбільш відомих одноклітинних, серед тих, що живуть у водному середовищі.

Подібно до іншого роду інфузорій – сувойкам, ротовий отвір трубача оточений дрібними віями. Їх послідовні коливання направляють їжу в горлянку.

Цикл життєдіяльності

Це найпростіше поширене повсюдно у прісних озерах та річках. Stentor multiformis спостерігався у морській воді та наземних екосистемах. Трубачі зазвичай приєднуються до водоростей або органічних решток.

Деякі з них є симбіонтами певних видів зелених водоростей.

Реагують на роздратування, згортаючись до м'яча. Окремі представники здатні формувати цисти.

Вії в основному покривають край трубача. Але є й горизонтальні ряди на тілі, що дозволяють йому плисти.Стиснення і розправлення контролюються двома поздовжніми системами волокон, що знаходяться в оболонці клітини.

Трубачі – всеїдні гетеротрофи. В основному харчуються бактеріями чи іншими найпростішими. Завдяки великому розміру можуть навіть поїдати дрібні багатоклітинні організми, такі як коловоротки. Розмножуються поділом, але є можливість і відтворюватись статевим шляхом – кон'югацією.

Один із видів трубачів – Stentor coeruleus, демонструє світлобоязнь. Ці організми відпливають від джерел світла і воліють населяти затемнені ділянки. Щоб уникнути світла, вони змінюють напрям коливань вій, тим самим змінюючи траєкторію свого руху.

Проведені дослідження демонстрували поліпшення здатності трубача залишати пастку після кількох спроб. Передбачалося, що це свідчить про можливість асоціативного навчання. Однак пізніше Хінклом і Вудом (1994) було доведено помилковість цього припущення. Вони змінювали пастки з кожним випробуванням і встановили, що здатність трубачів залишати пастку покращувала навчання, але неасоціативне.

Анатомія

Тонка структура інфузорії-трубача досліджувалась за допомогою електронного мікроскопа при супутньому спостереженні за живими екземплярами у світловий мікроскоп. Велика увага приділялася структурним особливостям, які відповідальні за скорочення та розширення тіла трубача.

Була описана будова макронуклеуса, цитоплазми, мітохондрій та пелікули. Детальне дослідження були присвячені навколоротовим мембранеллам (миготливим платівкам). Біля 250 мембранелл оточують ротову западину трубача – перистом. Кожна така платівка складається з трьох рядів вій з 20-25 віями в кожному ряду.

Хоча складається тварина всього з однієї клітини, ця клітина може проводити всі процеси необхідні для харчування, перетравлення, виділення, дихання і розмноження.

Рух забезпечується за рахунок маленьких, схожих на волоски виростів, що покривають все тіло. Називаються ці вирости віями і мають дві головні функції. .

Наступний важливий орган трубача – скорочувальна вакуоляОбитая в прісній воді, концентрація солі в його тілі перевищує солоність води. Для підтримки балансу використовується осмос, коли вода зовні проникає в клітину. (звідки і назва органели) та надлишок викидається з клітини.

Репродукція

У переважній більшості клітини, що становлять будь-який організм, мають кожна власне ядро. Воно керує функціями клітини і бере участь у процесах поділу та відтворення, забезпечуючи повне копіювання ДНК для результуючих клітин.

У будові цього найпростішого є незвичайний тип ядра. Цей тип називається «макронуклеус», де приставка макро- вказує на розмір.

При статевій репродукції велике ядро ​​зникає, процес виробляється малим ядром мікронуклеусом. Воно копіює себе і між двома організмами здійснюється обмін копіями малих ядер. Після цього мікронуклеуси у кожному організмі реорганізуються на формування двох нових макронуклеусів. Цей процес називається кон'югацією.

Безстатеве розмноження здійснюється, як і в інших найпростіших, поділом батьківського організму. Серйозні регенеративні можливості одноклітинного дозволяють відрізаним від нього частинам виростати у повноцінних особин. Головна умова – щоб у відокремленій частині містився хоча б фрагмент макронуклеосу.

Відносини з людиною

На відміну від іншого різновиду інфузорій – блатандій, які є небезпечними паразитами – трубачі не завдають шкоди людині. Інакше, завдяки їхньому поширенню в прісних джерелах, стентори могли б перетворитися на серйозну загрозу.

Що таке інфузорія трубач

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

Одноклітинні рішення

Інфузорія трубач, незважаючи на те, що складається з однієї-єдиної клітини, може бути непередбачуваною.

Наше життя складається з безлічі великих і маленьких рішень, починаючи від того, пити сьогодні вранці каву з цукром або без, до рішень начебто куди піти вчитися, де жити та ін. Власне, як люди, а й тварини постійно щось вирішують; наприклад, якась миша у пошуках їжі то вирішує піти в один бік, то в інший. При цьому, якими б простими рішення не здавалися, за ними стоїть складна робота нервової системи, яка отримує та аналізує різні дані.Та ж миша повинна спочатку зрозуміти, наскільки з того чи іншого боку пахне їжею і чи не пахне звідти хижаком. Плюс свою роль грають і, так би мовити, особистісні особливості, адже миша може бути сміливішою або обережнішою, і в підсумковому рішенні буде врахована й індивідуальність особини. Словом, складно уявити, що все це можливо без більш розвиненої нервової системи.

Тим часом навіть одноклітинні, від яких ми чекаємо простого дотримання якихось однозначних поведінкових програм, демонструють, проте, досить комплексну поведінку, яка базується на прийнятті рішень. Ще в 1906 році зоолог Герберт Спенсер Дженнінгс повідомив, що одноклітинна інфузорія трубач Stentor roeseli по-різному поводиться, коли відчуває неприємності. Трубачі називаються так тому, що клітина їх схожа на лійку; вузьким кінцем вони зазвичай сидять на якійсь поверхні і ловлять мертву і живу органіку, що пропливає повз. Дженнінгс дратував трубачів, пирскаючи на них неприємною хімічною речовиною з піпетки, і спочатку інфузорії намагалися ухилитися від потоку, потім вони намагалися «відплюватися» від нього – вії на клітинах трубачів починали працювати так, щоб потік води рухався в протилежний бік від «рота» інфузорії . Коли ні те, ні інше не давало результату, інфузорії різко стискалися, знову ж таки намагаючись уникнути неприємної речовини. Останнє, що робили трубачі, це просто відривалися від субстрату та спливали від поганого місця.

У той час вважалося, що одноклітинні організми здатні реагувати на будь-який стимул лише подвійно: або плисти до джерела стимулу, якщо він приємний, або плисти геть від нього, якщо стимул неприємний.Трубачі продемонстрували надзвичайно багатий набір реакцій, але коли експеримент спробували відтворити, нічого не вийшло і про складну поведінку трубачів надовго забули.

Проте нещодавно дослідники з Гарварду звернули увагу, що експерименти з інфузоріями відтворювали неправильно – у них використовували не той самий вид (Stentor roeseli), з яким працював Дженнінгс, а інші види трубачів. Ці інші види більш мобільні, ніж S. roeseli, і через більшу мобільність вони відразу вирішували спливти від неприємностей. Але що буде, якщо повторити досліди саме з S. roeseli? Їх і повторили, лише замість хімічного подразника інфузорій бомбардували частинками пластику.

У статті в Current Biology говориться, що поведінка трубачів виявилося навіть різноманітнішим, ніж у дослідах столітньої давності. Якби інфузорії просто повторювали послідовно всі чотири кроки – згинання, «відплювування», стиснення, втеча – можна було б говорити про якусь однакову схему, нехай і порівняно складну для якогось одноклітинного. Але справа була в тому, що одні трубачі воліли згинатися і відмахуватися віями від дратівливих частинок перед тим, як стиснутися, інші просто весь час стискалися і розтискалися, треті чергували згинання і скорочення. Щоправда, завдяки великому числу експериментів вдалося виявити ієрархію поведінкових тактик: здебільшого трубачі воліли спочатку згинатися, ухиляючись від подразника, або відмахатися від нього віями, і якщо це допомагало, інфузорії стискалися чи спливали.Причому ті, які вирішили спливти, все одно намагалися перед тим стискатися, але стискалися вони кілька разів, і після того, як трубач стиснувся, він міг або знову скоротити свою клітину, або відривався від поверхні і спливав - те й інше з 50-відсотковою. ймовірністю, якби він підкидав монетку.

Очевидно, складна поведінка з певним ступенем непередбачуваності (бо неможливо передбачити, що зробить трубач, знову стиснеться або втече) допомагає вижити – непередбачувані рішення можуть дуже допомогти, якщо на трубача хтось нападе. Дивно, що така різноманітність реакцій уміщається лише в одній клітці, хай і досить великій (трубачі виростають розміром у цілий міліметр). І, звичайно, було б цікаво дізнатися, які молекулярні механізми працюють у цієї інфузорії, коли вона, відчувши занепокоєння, вирішує, спливти чи не спливти.

Автор: Кирило Стасевич