Строение инфузории-туфельки

Внешнее и внутренне строение инфузории туфельки

Инфузория-туфелька имеет размер приблизительно 0,1-0,3 мм. Форма тела напоминает туфельку, отсюда и название.

Это животное имеет фиксированную форму тела, поскольку эктоплазма снаружи уплотняется и образует студень. Тело инфузории покрыто ресничками. Их насчитывается около 10 000-15 000.

Характерной особенностью строения инфузорий является наличие двух ядер: большого (макронуклеус) и малого (микронуклеус). Малое ядро участвует в передаче наследственной информации, а большое ядро — в регуляции жизненно важных функций. Инфузория-туфелька передвигается с помощью ресничек, передним (тупым) концом вперед и одновременно вращается по часовой стрелке вокруг оси своего тела. Высокая скорость инфузорий зависит от лопатообразного движения ресничек.

В эктоплазме башмачка имеются образования, называемые трихоцистами. Они выполняют защитную функцию. Когда инфузория-туфелька раздражается, трихоцисты «выстреливают» и превращаются в тонкие длинные волокна, поражая хищника. После того, как одна трихоциста израсходована, на ее месте в эктоплазме простейшего развиваются новые трихоцисты.

Движение инфузории туфельки — как дышит одноклеточная?

• Инфузория-туфелька находится в постоянном движении — она движется назад своей острой частью. Он совершает плавательные переходы со скоростью до 3 мм в секунду — что намного превышает длину тела этого простейшего.
• Он обладает высокой поворотливостью и может совершать вращения вокруг своей оси.
• Кислород попадает в инфузории через защитную мембрану. Затем он окисляется в цитоплазме и превращается в воду или углекислый газ.
• Таким образом, одноклеточный организм получает соединения, полезные для его жизнедеятельности. А продукты распада выводятся через стенки оболочки инфузории.

Схема движения инфузорного сапога

Интересные факты

Инфузории-туфельки обладают способностью различать мельчайшие концентрации химических соединений в воде. Такая чувствительность облегчает им поиск колоний бактерий или пищи. А в лаборатории эту суперспособность иногда используют для определения загрязняющих веществ в воде.Была даже дегустация высушенной инфузорной массы. Оказалось, что по вкусу они напоминают курицу или сухой творог. Протеин инфузории содержит все незаменимые аминокислоты. Его состав похож на казеин. Скопления инфузорий — пальчиков можно увидеть невооруженным глазом, и это реально даже в домашних условиях.

Просто положите небольшой кусочек моркови в банку с водой и поставьте ее в темное теплое место. Воду можно взять из природного водоема, но подойдет и водопроводная вода. Лучше всего брать воду из аквариума, в котором есть немного ила — там обязательно будут туфы. После нескольких дней пребывания в грязи, окружающей морковь, вы сможете впервые обнаружить инфузории с помощью микроскопа.

Чуть позже, когда количество кислорода в воде увеличится, ближе к поверхности появятся скопления белых точек — это и есть скопление инфузорий.Инфузория туфелька — удивительный представитель одноклеточных микроорганизмов. Он устроен примитивным и в то же время сложным образом. В природе инфузория-туфелька занимает свою экологическую нишу.

Он стал отличной моделью для изучения всех основных жизненных процессов. Кроме того, эти простейшие используются в качестве пищи для рыб и как маркер загрязнения жидкости. Внешний вид микроорганизма и историю его жизни можно увидеть на видео.

Питание и органы выделения

Органами питания инфузории туфельки являются передняя кишка, рот и клеточная глотка. Бактерии и другие частицы, взвешенные в воде, продвигаются вместе с водой окуломоторными ресничками через ротовую полость в глотку и в пищеварительную вакуоль.

Органы питания инфузории скользкой

Наполненная пищей вакуоль отделяется от глотки и поднимается цитоплазматическим током. По мере движения вакуоли пища внутри нее переваривается пищеварительными ферментами и всасывается в эндоплазму. Затем пищеварительная вакуоль подходит к порошкам, и непереваренные остатки пищи отбрасываются. Инфузории прекращают питаться только в репродуктивный период.

Органеллами осморегуляции и выделения в башмачке являются две сократительные, или пульсирующие, вакуоли с подвижными канальцами.

Таким образом, инфузории, по сравнению с другими простейшими, имеют более сложную структуру:

• Фиксированная форма тела;
• Наличие клеточного устья;
• Наличие ячеистой глотки;
• порошки;
• Сложный ядерный аппарат.

Среда обитания простейшего

Главный герой этой статьи живет в пресных, неглубоких водоемах со стоячей водой и обилием разлагающейся органики. Вкусы настоя туфельки и амебы сходятся. Им нужна стоячая вода, чтобы их не одолело течение, которое просто сдует их. Мелководье гарантирует тепло, необходимое для жизнедеятельности одноклеточных организмов. Обилие разлагающихся органических веществ обеспечивает их кормовую базу.

После насыщения воды инфузориями можно оценить степень загрязнения пруда, лужи или озера. Чем больше Tubifex, тем больше у них кормовой базы — разлагающейся органической материи. Зная интересы туфельки, их можно разводить в простом аквариуме или банке. Просто положите в него немного сена и залейте водой из пруда. Скошенная трава будет служить в качестве разлагающегося питательного раствора.

Место обитания инфузорий-туфелек

Отвращение инфузории к соленой воде становится очевидным, когда ее помещают в крупинки обычной соли. Под увеличением можно увидеть одноклеточные организмы, плавающие вдали от него. Если простейшее обнаруживает скопление бактерий, оно, наоборот, направляется к ним. Это называется раздражительностью. Это свойство помогает животным избегать неблагоприятных условий, находить пищу и других особей своего вида.

Классификация

Также структура инфузории зависит от ее класса. Таким образом, выделяют два класса загрузочных инфузорий:

• реснитчатые инфузории,
• Отсасывание инфузорий.

В оставшейся части этой статьи мы подробно опишем их.

Ресничные инфузории

Названы так потому, что их тело покрыто маленькими ресничками, также известными как реснички. Длина ресничек не превышает 0,1 микрометра. Реснички могут быть равномерно распределены по телу нашей рудиментарной красавицы, а также могут быть собраны в пучки, которые биологи называют «цирри». Сами реснички представляют собой пучок фибрилл, или нитевидных белков.

Каждая реснитчатая инфузория может иметь несколько тысяч таких ресничек. Инфузории также передвигаются с помощью ресничек.

Сосущие инфузории

Сосущие инфузории имеют не только реснички, но и рот, глотку и пищеварительные вакуоли, столь характерные для их «волосатых» сородичей. Однако у них есть своеобразные щупальца, которые представляют собой плазменные трубки. А именно, эти щупальца-трубочки сосущих инфузорий функционируют как рот и глотка, поскольку они захватывают и проводят питательные вещества в эндоплазму клетки.

Без ресничек сосущие инфузории не могут двигаться. Однако им это не нужно: имея специальный всасывающий вал, они прикрепляются к коже некоторых крабов или рыб и живут на них. Сосущие инфузории насчитывают всего несколько десятков видов, против тысяч видов их ресничных собратьев.

Размножение и продолжительность жизни

Процесс размножения таких примитивных живых организмов происходит как половым, так и бесполым путем, и маленькое ядро в обоих случаях принимает непосредственное и активное участие в процессе размножения.

Асексуальный тип размножения крайне примитивен и происходит путем простейшего разделения организма на две части, сходные во всех отношениях. В самом начале процесса в организме инфузории образуются два ядра.

Затем следует деление на пару дочерних клеток, каждая из которых получает свою часть органоида хохолка инфузории, и недостаток в каждом из новых организмов создается заново, позволяя этим простейшим осуществлять дальнейшую жизнедеятельность.

Половым путем эти микроскопические существа начинают размножаться только в исключительных случаях. Это может произойти при внезапных, угрожающих жизни условиях, таких как сильный холод или недостаток пищи.

После описанного выше процесса в некоторых случаях оба участвующих микроорганизма могут стать цистами, погрузившись в состояние полного анабиоза, что позволяет организму существовать довольно долгое время в неблагоприятных условиях, вплоть до нескольких лет. Но в нормальных условиях инфузории недолговечны, обычно они не могут жить более двадцати четырех часов.

Во время полового размножения два микроба объединяются на некоторое время, что приводит к перераспределению генетического материала, в результате чего увеличивается продолжительность жизни обеих особей.

Ученые называют это состояние конъюгацией, и оно длится около полусуток. Во время этого перераспределения количество клеток не увеличивается, происходит только обмен наследственной информацией между ними.

Во время конъюгации защитная оболочка между двумя микроорганизмами растворяется и исчезает, а на ее месте образуется соединительный мостик. Затем большие ядра двух клеток исчезают, а маленькие ядра делятся дважды.

Таким образом, образуются четыре новых ядра. Затем все, кроме одного, уничтожаются, а последний снова разделяется на две части. Обмен оставшимися ядрами происходит через цитоплазматический мостик, и полученный материал дает начало новорожденным ядрам, как большим, так и маленьким. Затем инфузории рассеиваются друг на друга.

Простейшие выполняют свои функции в общем жизненном цикле, инфузории туфа уничтожают многие виды бактерий и сами служат пищей для мелких беспозвоночных организмов. Иногда этих простейших специально выращивают в качестве корма для мальков некоторых аквариумных рыб.

Функции

Инфузории, как и другие простейшие, имеют ряд важных биологических функций. Они убивают многие виды бактерий, а те, в свою очередь, служат пищей для мелких беспозвоночных организмов. Иногда их специально выращивают в качестве корма для мальков некоторых аквариумных рыб.

Характер и образ жизни инфузории туфельки

Эти микроскопические существа обычно находятся в постоянном волновом движении, достигая скорости около двух с половиной миллиметров в секунду, что для таких ничтожно малых существ в 5-10 раз превышает длину их тела.

Инфузория-туфелька движется тупо вперед, при этом она склонна вращаться вокруг оси своего тела.

Тапок, резко хлопая ресничками и плавно укладывая их на место, взаимодействует с такими органами локомоции, как весла в лодке. Более того, число таких взмахов имеет частоту около трех десятков раз в секунду.

Что касается внутренних органоидов бунианы, то крупные ядра инфузорий участвуют в метаболизме, движении, дыхании и фуражировке, а мелкие отвечают за процесс размножения.

Дыхание этих простых существ происходит следующим образом: кислород через оболочку тела попадает в цитоплазму, где с помощью этого химического элемента органические вещества окисляются и превращаются в углекислый газ, воду и другие соединения.

А в результате вышеупомянутых реакций образуется энергия, которую микроорганизм использует для своей жизнедеятельности. В конце концов, вредный углекислый газ удаляется из клетки с помощью клеточной поверхности.

Особенностью инфузории-туфельки, как микроскопической живой клетки, является способность этих крошечных организмов реагировать на внешнюю среду: механические и химические воздействия, влагу, тепло и свет.

С одной стороны, они стремятся двигаться к скоплениям бактерий, чтобы выполнять свои жизненные функции и добывать пищу, но с другой стороны, вредные выделения этих микроорганизмов заставляют инфузорий уплывать от них.

Инфузория-туфелька также реагирует на соленую воду, от которой она поспешно удаляется, но в отличие от эвглены, инфузория-туфелька настолько примитивна, что у нее нет светочувствительных глаз.

Размножение инфузории. Процесс конъюгации

Инфузории размножаются путем поперечного деления, при котором сначала делятся ядра. Макронуклеус делится амитотически, а микронуклеус — митотически.

Иногда они проходят половой процесс, а именно конъюгацию. Во время этого две инфузории приближаются друг к другу и тесно прикрепляются друг к другу с помощью ротового аппарата. При комнатной температуре они плавают в таком виде около 12 часов. Крупные ядра распадаются и растворяются в цитоплазме.

Размножение инфузориями

В результате мейотического деления из маленьких ядер образуются блуждающие и неподвижные ядра. Каждое из этих ядер содержит гаплоидный набор хромосом. Мигрирующее ядро активно перемещается по цитоплазматическому мостику от одной особи к другой и сливается со стационарным ядром, т.е. происходит оплодотворение. На этой стадии каждый хохолок образует одно составное ядро, или синкарион, содержащее диплоидный набор хромосом. Затем инфузории рассеиваются, их нормальный ядерный аппарат восстанавливается, и они активно размножаются путем деления.

Процесс конъюгации обеспечивает объединение в одном организме наследственного начала разных особей. Это приводит к увеличению наследственной изменчивости и повышению жизнеспособности организмов. Кроме того, в жизни инфузории большое значение имеет развитие нового ядра и разрушение старого ядра. Это объясняется тем, что основные жизненные процессы и синтез белка у инфузорий контролируются большим ядром.

Во время длительного бесполого размножения инфузории имеют сниженный метаболизм и скорость деления. После конъюгации восстанавливается метаболизм и скорость деления.

Сходство и отличия от эвглены зеленой

Зеленая эвглена также является одноклеточным микроорганизмом, то есть единственной клеткой, которая существует автономно.

Сходства

• Оба микроорганизма являются одноклеточными;
• Они живут в воде;
• Являются эукариотами, т.е. имеют развитое ядро;
• Сохраняют однородную форму тела благодаря плотной клеточной стенке.

Отличия

• Инфузории имеют два ядра, а эвглена — только одно ядро.
• Инфузории размножаются бесполым и половым путем, в то время как эвглена размножается только делением.
• Инфузории передвигаются с помощью многочисленных ресничек, а эвглена плавает с помощью жгутиков.
• Инфузории-туфельки бесцветны, а эвглена — зеленая из-за наличия особого пигмента — хлорофилла.
• Инфузории питаются органическими веществами путем фагоцитоза. Эвглена также может фотосинтезировать, т.е. получать питание из углекислого газа и воды на свету с помощью хлорофилла.
• У зеленой эвглены есть светочувствительный глаз, а у инфузории такого органа нет.

Одноклеточные животные (Простейшие)

Простейшие — это одноклеточные организмы, строение которых можно изучить только с помощью микроскопа. Их клетки содержат цитоплазму с одним или несколькими ядрами. В настоящее время науке известно около 70 000 видов простейших.

Наука, изучающая простейших, называется протозоологией.

Одноклеточные беспозвоночные имеют простое строение, хотя такие процессы, как метаболизм, пищеварение, дыхание, размножение и движение происходят на том же уровне, что и у многоклеточных организмов.

Следовательно, эта самодостаточная, жизнеспособная клетка составляет весь живой организм. Одна-единственная клетка выполняет функции всего организма. Они передвигаются с помощью ложноножек, жгутиков или ресничек. Они живут в пресной и соленой воде, почве и паразитируют на людях и животных. Некоторые виды простейших живут колониями.

Первым, кто поместил одноклеточные организмы под микроскоп, был голландский ученый Антони ван Левенгук.

Большое количество и широкое распространение простейших в природе играет важную роль. Они питаются бактериями, одноклеточными водорослями или другими простейшими. В свою очередь, они сами питаются множеством животных. Им уделяется особое внимание при изучении периодов возникновения и развития живых организмов на Земле, деталей формирования мира многоклеточных беспозвоночных.

Protozoa делятся на семь родов в зависимости от способа передвижения и репродуктивных характеристик. Наиболее изученными являются саркомастигофоры, цилиаты и споровики (рис. 1).

Рисунок 1 Классификация простейших

Многие саркоиды живут в морской и пресной воде (амебы) (Рисунок 2), но есть и паразитические виды (красноватые амебы).

Рисунок 2: Структура обычной амебы

Некоторые саркодиды живут в почве и моховых подушках болот и лесов. Многие из них имеют внутренний или внешний (раковинообразный: арцелла, радиолярия, дифлюгия) скелет (Рисунок 3).

Рисунок 3 Ракообразные Sarcodidae

У представителей корнеоцера форма клетки, постоянно меняясь, образует ложные стебли. Это их органеллы для захвата и перемещения пищи (Рисунок 4).

Рисунок 4 Схема питания обычной амебы

Корневые амебы размножаются простым делением клеток пополам (Рисунок 5).

 

Рисунок 5 Деление обыкновенной амебы

При неблагоприятных условиях (сухость водоема, низкая температура и т.д.) простейшие образуют защитную оболочку — цисту.

Жгутиковые имеют фиксированную форму тела и передвигаются с помощью специальных отростков, называемых жгутиками.

Трипаносома, лямблия и трихомонада — паразиты, вызывающие заболевания как у людей, так и у животных. Leishmania вызывает лейшманиоз, поражая кожу животных и людей. Лейшмания передается комаром.

К колониальным формам жгутиконосцев относится вольвокс, который образует колонию в виде катящегося шара.

Представители имеют хлоропласты (зеленая эвглена) и питаются за счет фотосинтеза. Их светочувствительный красный глаз позволяет им находить освещенные участки водоема (Рисунок 6).

 

Рис. 6 Разнообразие жгутиконосцев

Клетка ресничного простейшего (рис. 7) устроена более сложным образом, имеет 2 ядра, клеточный рот и глотку. Сократительные вакуоли служат для удаления избытка воды из клетки.

 

Рисунок 7: Структура инфузории туфельки

Цилиаты размножаются как путем простого деления клеток, так и путем обмена ядрами. В частности, простейшие обмениваются маленькими (генеративными) ядрами во время конвергенции. Этот процесс является формой полового размножения — конъюгацией (рис. 8).

 

Рисунок 8 Сопряжение в инфузории

Органом движения являются реснички. (Инфузория-туфелька.) Форма ее тела фиксирована. Снаружи он покрыт плотным, тонким защитным слоем.

Ползуны — это одиночные или колониальные формы хилиатных одноклеточных организмов с прикрепленным образом жизни (Рисунок 9).

Рисунок 9 Ползунки

Спорофиты — это класс паразитических простейших (Рисунок 10). У них отсутствуют органы для захвата пищи и передвижения. Они попадают в организм хозяина через кровососущих (Plasmodium malaria) или с недоброкачественной пищей. Они паразитируют в клетках, тканях и органах животных и человека.

Малярия передается комарами рода Anopheles.

Рис.10 Диаграмма развития малярийного плазмодия

1 — укус малярийного комара

2 — проникновение плазмодия в клетки печени

3 — первый этап разделения

4 — выход плазмодия из клеток печени с дальнейшим проникновением в клетки крови (циклическая стадия второго деления)

5 — зрелая стадия плазмодия (повторное проникновение в тело комара)

Одноклеточные беспозвоночные имеют простое строение. Эта независимая жизнеспособная клетка является целым живым организмом. Они питаются одноклеточными водорослями, бактериями или другими простейшими. Protozoa делятся на семь родов в зависимости от способа передвижения и репродуктивных характеристик. Рассматриваются три из них: саркомастигофоры, цилиаты и спорозоиты.
Протозоа, или одноклеточные животные, изучаются в разделе зоологии «Протозоология».

Читайте также: Иволга (50 фото) — описание птицы, среда обитания и чем питается

Строение клетки

Ниже мы рассмотрим все особенности строения и жизнедеятельности этого микроорганизма.

Ядра и процессы размножения

В клетке инфузории-туфельки имеется два ядра:

• Большое ядро бобовидной формы называется макронуклеусом. Он содержит гены, которые регулируют образование белков в клетке. То есть, большое ядро контролирует метаболические процессы и бесполое размножение.
• Маленькое ядро называется микроядром. Он контролирует половое размножение. Клетка остается жизнеспособной после разрушения маленького ядра.

Поперечное деление, или бесполое размножение, происходит очень быстро в инфузории-туфелии при наличии хорошего питания. Во время этого процесса материнская клетка делится на две дочерние клетки, в которых происходит восполнение недостающих органелл. Такое деление происходит до двух раз в день. В результате полового размножения популяция не увеличивается. Важность полового размножения заключается в обмене генетической информацией между двумя особями. Это повышает выживаемость микроорганизмов и делает их более способными адаптироваться к изменяющейся окружающей среде.

Для полового размножения две инфузории прилипают друг к другу в области перистома. Защитная мембрана частично исчезает, и из цитоплазмы образуется своеобразный мостик. Этот тип полового процесса называется конъюгацией.

Макроядра распадаются, а микроядра делятся путем мейоза (при этом типе деления число хромосом уменьшается вдвое). Затем три из четырех образовавшихся ядер также разрушаются, а оставшееся в каждой клетке ядро делится путем митоза. Таким образом, в каждой клетке-потомке образуются два новых ядра, мужское и женское. Через образовавшийся мост башмачок обменивается мужскими ядрами, и в каждой новой особи женские и мужские ядра сливаются. Снова образуются макро- и микроядра. Затем инфузории отделяются друг от друга

.
Рисунок 2: Структура инфузории скользкой

Питание и пищеварение

Бактерии и одноклеточные водоросли в основном служат пищей для скользкой инфузории. Интересно, что эти простейшие очень прожорливы, питаются почти непрерывно, останавливаясь только в период размножения.На одной стороне тела есть углубление с отверстием, которое называется перистомом, или ртом клетки. Вокруг него реснички длиннее, чем в остальной части клетки. Работая, они направляют воду с частицами пищи в рот, а затем в глотку. На его спине скапливаются частицы пищи, которые затем, окруженные жидкостью, проникают в цитоплазму, образуя фагосому, или пищеварительную вакуоль.

Процесс переваривания занимает около часа. Пищеварительная вакуоль движется по определенной траектории: к заднему концу, затем описывает круг по часовой стрелке. В это время пища переваривается в фагосоме под действием ферментов. Первоначально среда в фагосоме кислая, затем реакция меняется на щелочную. Питательные вещества поступают в цитоплазму и используются для дальнейшей жизнедеятельности.

Непереваренные остатки пищи в пищеварительной вакуоли удаляются из клетки в определенном месте. Она называется пудендальной и расположена позади ротовой полости. Фагосома сливается с внешней мембраной клетки и почти сразу же отделяется от нее, распадаясь на множество маленьких везикул. Они перемещаются к дну глотки и образуют новые пищеварительные вакуоли.

Дыхание

Кислород, растворенный в воде, проникает в клетку диффузно по всей поверхности клетки. Органические соединения окисляются с выделением энергии, которая используется в жизненно важных процессах. Если в воде недостаточно кислорода, инфузория скользкая индейка может использовать другие способы получения энергии (гликолиз — анаэробный процесс, то есть лишенный кислорода).

Осморегуляция

Две сократительные вакуоли отвечают за удаление избыточной жидкости и некоторых продуктов метаболизма. Они напоминают цветок, в котором центр является вместилищем, а лепестки — движущими каналами. Они забирают воду и перемещают ее в водохранилище. При наполнении они разделяются и выбрасывают лишнюю жидкость через поры.

Важно: Инфузория всегда окружена водой, а ее внешняя оболочка проницаема для жидкости. Именно поэтому сократительные вакуоли работают интенсивно: за один час они удаляют из клетки столько жидкости, сколько занимает объем самой клетки.

Место в пищевой цепочке

Инфузории-туфельки питаются бактериями и водорослями и сами являются пищей для мальков многих рыб и амфибий. С этой целью их даже специально разводят в рыбоводческих хозяйствах и используют в качестве корма для личинок аквариумных рыб. То есть инфузории туфельки обеспечивают звено в пищевой цепи между одноклеточными и многоклеточными организмами.