Інфузорія-туфелька

Інфузорія-туфелька мешкає у дрібних стоячих водоймах. Ця одноклітинна тварина довжиною 0,5 мм має веретеноподібну форму тіла, що віддалено нагадує туфлю. Інфузорії постійно перебувають у русі, плаваючи тупим кінцем вперед. Швидкість пересування цієї тварини досягає 2,5 мм за секунду. На поверхні тіла вони мають органоїди руху — вії. У клітці два ядра: велике ядро ​​відповідає за харчування, дихання, рух, обмін речовин; мале ядро ​​бере участь у статевому процесі.

Будова інфузорії туфельки

Організм інфузорії влаштований складніше. Тонка еластична оболонка, що покриває інфузорію зовні, зберігає постійну форму її тіла. Цьому ж сприяють добре розвинені опорні волоконця, які знаходяться в шарі цитоплазмі, що прилягає до оболонки. На поверхні тіла інфузорії розташовано близько 15 000 вій, що коливаються. В основі кожної вії лежить базальне тільце. Рух кожної вії складається з різкого помаху в одному напрямку і повільнішого, плавнішого повернення до вихідного положення. Вії коливаються приблизно 30 разів на секунду і, немов весла, штовхають інфузорію вперед. Хвилястий рух вій при цьому узгоджено. Коли інфузорія-туфелька пливе, вона повільно обертається навколо поздовжньої осі тіла.

Процеси життєдіяльності

Харчування

Туфелька і деякі інші інфузорії, що вільно живуть, харчуються бактеріями і водоростями.

Реакція інфузорії-туфельки на їжу

Тонка еластична оболонка, (клітинна мембрана) що покриває інфузорію зовні, зберігає постійну форму тіла. На поверхні тіла розташовано близько 15 тисяч вій. На тілі є поглиблення - клітинний рот, який переходить у клітинну горлянку.На дні ковтки їжа потрапляє у травну вакуолю. У травній вакуолі їжа перетравлюється протягом години, спочатку при кислій, а потім при лужній реакції. Травні вакуолі переміщуються в тілі інфузорії струмом цитоплазми. Не перетравлені залишки викидаються назовні в задньому кінці тіла через особливу структуру — порошку, розташовану за ротовим отвором.

Дихання

Дихання відбувається через покриви тіла. Кисень надходить у цитоплазму через всю поверхню тіла та окислює складні органічні речовини, внаслідок чого вони перетворюються на воду, вуглекислий газ та деякі інші сполуки. При цьому звільняється енергія, яка потрібна для життя тварини. Вуглекислий газ у процесі дихання видаляється через всю поверхню тіла.

Виділення

В організмі інфузорії-туфельки знаходяться дві скорочувальні вакуолі, які розташовуються біля переднього та заднього кінців тіла. Вони збирається вода з розчиненими речовинами, що утворюються при окисленні складних органічних речовин. Досягнувши граничної величини, скорочувальні вакуолі підходять до поверхні тіла, і їх вміст виливається назовні. У прісноводних одноклітинних тварин через скорочувальні вакуолі видаляється надлишок води, що постійно надходить у їхнє тіло з навколишнього середовища.

Подразливість

Інфузорії-туфельки збираються до скупчення бактерій у відповідь на дію речовин, що виділяються ними, але спливають від такого подразника, як кухонна сіль.

Подразливість – властивість всіх живих організмів відповідати на дії подразників – світла, тепла, вологи, хімічних речовин, механічних впливів. Завдяки подразливості одноклітинні тварини уникають несприятливих умов, знаходять їжу, особин свого року.

Розмноження

Безстатеве

Інфузорія зазвичай розмножується безстатевим шляхом - поділом надвоє. Ядра поділяються на дві частини, і в кожній новій інфузорії виявляється по одному великому та по одному малому ядру. Кожна з двох дочірніх отримує частину органоїдів, інші утворюються заново.

Статеве

При нестачі їжі або зміні температури інфузорії переходять до статевого розмноження, а потім можуть перетворитися на цисту.

При статевому процесі збільшення числа особин немає. Дві інфузорії тимчасово з'єднуються одна з одною. На місці зіткнення оболонка розчиняється, і між тваринами утворюється сполучний місток. Велике ядро ​​кожної інфузорії зникає. Мале ядро ​​двічі поділяється. У кожній інфузорії утворюються чотири дочірні ядра. Три їх руйнуються, а четверте знову ділиться. У результаті в кожній залишається по два ядра. По цитоплазматичному містку відбувається обмін ядрами, і там зливається з ядром, що залишилося. Знову ядра, що утворилися, формують велике і мале ядра, і інфузорії розходяться. Такий статевий процес називається кон'югацією. Він триває близько 12 години. Статевий процес веде до оновлення, обміну між особинами та перерозподілу спадкового (генетичного) матеріалу, що збільшує життєстійкість організмів.

Життєвий цикл інфузорії-туфельки

Інфузорія туфелька - найскладніша з найпростіших

Статтю написано Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Познавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета, як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою

Зміст:

Опис та характеристика. Як виглядає інфузорія черевика?

• Вже згадані нами скорочувальні вакуолі, відповідальні за осморегуляцію, рівень тиску всередині клітини.
• Травні вакуолі, вони відповідальні за переробку їжі. Власне, служать шлунком для інфузорії.
• Порошиця, це отвір у задній кінцівці інфузорії, що відповідає за вихід травних відходів. Здогадайтеся аналогом, якого місця нашого тіла є порошиця.
• Рот, що є поглибленням в оболонки клітини. З його допомогою інфузорія захоплює бактерії та іншу їжу, яка потім потрапляє до спеціального каналу 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. Одне з ядер велике, його називають макронуклеусом, а друге маленьке відповідно зветься мікронуклеусом. 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 потрібна, щоб не долати силу течії, яка їх знесе, 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 от 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, найпростіші 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. Підцарство Найпростіші, або Одноклітинні (Protozoa) // Життя тварин / за ред. Ю. І. Полянського, гол. ред. В. Є. Соколов. - 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.