Типичным представителем класса ресничных инфузорий является инфузория туфелька или парамеция (Рагаmaecium caudatum; рис. 1)
Строение и размножение инфузории туфельки
Инфузория туфелька обитает в мелких стоячих водоемах. Формой тeлa она напоминает подошву туфли, в длину достигает 0,1-0,3 мм, покрыта прочной эластичной оболочкой - пелликулой, под которой в экто- и эндоплазме находятся скелетные опорные нити. Такое строение позволяет инфузории сохранять постоянную форму тела.
Органоиды движения - волосовидные реснички (у инфузории туфельки их 10-15 тыс.), покрывающие все тело. При исследовании ресничек с помощью электронного микроскопа выяснено, что каждая из них состоит из нескольких (около 11) волоконец. В основе каждой реснички лежит базальное тельце, расположенное в прозрачной эктоплазме. Туфелька быстро передвигается благодаря согласованной работе ресничек, которые загребают воду.
В цитоплазме инфузории отчетливо различаются эктоплазма и эндоплазма. В эктоплазме, между основаниями ресничек парамеции, располагаются органеллы нападения и защиты - маленькие веретеновидные тельца - трихоцисты. На фотографиях, сделанных с помощью электронного микроскопа, видно, что выброшенные трихоцисты снабжены гвоздеобразными наконечниками. При раздражении трихоцисты выбрасываются наружу, превращаясь в длинную, упругую нить, поражающие врага или добычу.
В эндоплазме располагаются - два ядра (большое и малое) и системы пищеварительных, а также выделительных органоидов.
Органоиды питания . На так называемой брюшной стороне находится предротовое углубление - перистом, ведущее в клеточный рот, который переходит в глотку (цитофаринкс), открывающуюся в эндоплазму. Вода с бактериями и одноклеточными водорослями, которыми питается инфузория, через рот и глотку загоняется особой группой ресничек перистома в эндоплазму, где окружается пищеварительной вакуолью. Последняя постепенно передвигается вдоль тела инфузории. По мере передвижения вакуоли заглоченные бактерии перевариваются в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Непереваренный остаток выбрасывается наружу через специальное отверстие в эктоплазме - порошицу, или анальную пору.
Органоиды осморегуляции . На переднем и заднем концах тела на границе экто- и эндоплазмы находится по одной пульсирующей вакуоли (центральный резервуар), вокруг которой расположены венчиком 5-7 приводящих канальцев. Вакуоль наполняется жидкостью из этих приводящих каналов, после чего наполненная жидкостью вакуоль (фаза диастолы) сокращается, изливает жидкость через маленькое отверстие наружу и спадается (фаза систолы). Вслед за этим жидкость, вновь наполнившая приводящие каналы, изливается в вакуоль. Передняя и задняя вакуоли сокращаются попеременно. Пульсирующие вакуоли выполняют двоякую функцию - отдачу излишней воды, что необходимо для поддержания постоянного осмотического давления в теле парамеции, и выделение продуктов диссимиляции.
Ядерный аппарат туфельки представлен по меньшей мере двумя качественно различными ядрами, расположенными в эндоплазме. Форма ядер обычно овальная.
- Крупное вегетативное ядро называется макронуклеусом. В нем происходит транскрипция - синтез на матрицах ДНК информационной и других форм РНК, которые уходят в цитоплазму, где на рибосомах осуществляется синтез белка.
- Мелкое генеративное - микронуклеус. Расположен рядом с макронуклеусом. В нем перед каждым делением происходит удвоение числа хромосом, поэтому микронуклеус рассматривают как "депо" наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение.
Инфузория-туфелька размножается как бесполым, так и половым путем.
- При бесполом размножении клетка перешнуровывается пополам по экватору и размножение осуществляется путем поперечного деления.
Это предшествует митотическое деление малого ядра и характерные для митоза процессы в большом ядре.
После многократного бесполого размножения в жизненном цикле происходит половой процесс, или конъюгация.
- Половой процесс заключается во временном соединении двух особей ротовыми отверстиями и обмене частями их ядерного аппарата
с небольшим количеством цитоплазмы. Большие ядра при этом распадаются на части и постепенно растворяются в цитоплазме. Малые ядра сначала делятся дважды,
происходит редукция числа хромосом, далее три из четырех ядер разрушаются и растворяются в цитоплазме, а четвертое снова делится. В результате этого деления
образуются два гаплоидных половых ядра. Одно из них - мигрирующее, или мужское, - переходит в соседнюю особь и сливается с оставшимся в нем женским
(стационарным) ядром. Такой же процесс происходит и в другом конъюганте. После слияния мужского и женского ядер восстанавливается
диплоидный набор хромосом и инфузории расходятся. После чего в каждой инфузории новое ядро делится на две неравные части, вследствие чего формируется
нормальный ядерный аппарат - большое и малое ядра.
Конъюгация не приводит к увеличению числа особей. Ее биологическая сущность состоит в периодической реорганизации ядерного аппарата, его обновлении и повышении жизнеспособности инфузории, приспособленности ее к окружающей среде.
Туфелька и некоторые другие свободноживущие инфузории питаются бактериями и водорослями. В свою очередь, инфузории служат пищей для мальков рыб и многих беспозвоночных животных. Иногда туфелек разводят для корма только что вылупившихся из икринок мальков рыб.
Значение инфузорий
Балантидий (Balantidium coli)
Локализация . Толстый кишечник.
Географическое распространение . Повсеместно.
Сократительных вакуолей две. Макронуклеус имеет бобовидную или палочковидную форму. Около его вогнутой поверхности лежит округлый микронуклеус (рис. 2). Размножается поперечным делением и путем конъюгации. Цисты овальной или шаровидной формы (50-60 мкм в диаметре).
Основным резервуаром балантидиаза считаются домашние и дикие свиньи. В некоторых хозяйствах зараженность достигает 100%.
В кишечнике животных балантидии легко инцистируются, в то время как в организме человека цисты образуются в сравнительно небольшом количестве. Животные выделяют цисты с фекалиями и загрязняют окружающую среду. Работники свиноферм могут заражаться при уходе за животными, уборке помещений для скота и т. д. Зараженность работников этой категории по сравнению с другими специальностями значительно выше. Цисты в фекалиях свиней сохраняются несколько недель. Вегетативные формы при комнатной температуре живут 2-3 дня.
Заражение происходит через загрязненные овощи, фрукты, грязные руки, некипяченую воду.
Патогенное действие . Образование кровоточащих язв в стенке кишечника, кровавый понос. Без лечения смертельный исход достигает 30%.
Лабораторная диагностика . Обнаружение в фекалиях вегетативных форм или цист.
Профилактика : соблюдение правил личной гигиены имеет основное значение; общественная - борьба с загрязнением средьи фекалиями свиней, а также людей, соответствующая организация условий труда на свиноводческих фермах, своевременное выявление и лечение больных.
Тип Инфузории еще принято называть Ресничными – органами движения этих простейших являются реснички . Клетка инфузории обладает двумя ядрами, их называют малым и большим. Первое регулирует процесс размножения, а второе отвечает за процессы питания, движения и дыхания.
Особенности жизнедеятельности этого типа следует рассмотреть на примере инфузории-туфельки.
Движение и дыхание
Инфузория-туфелька, длина которой примерно 0,5 мм, выбирает местом обитания водоемы. Форму тела простейшего легко угадать по названию – она напоминает туфлю. Скорость передвижения составляет приблизительно 2,5 мм в секунду.
Наличие наружной эластичной оболочки обеспечивает стабильной формой тела.
В цитоплазме, что прилегает к оболочке, расположены опорные волоконца, их развитость - гарантия сохранности постоянной формы инфузории.
На поверхности инфузории находятся 15 тыс. ресничек, у их основания расположено базальное тельце. Перемещение происходит при помощи колебания ресничек: они производят около 30 взмахов в секунду, тем самым толкая инфузорию-туфельку вперед.
Дыхание она осуществляет поверхностью тела.
Питание
Особенностью инфузории является наличие клеточного рта , около которого находятся особенно длинные и плотные реснички. Клеточные рот продолжается клеточной глоткой: реснички проталкивают в нее воду и пищу инфузории - бактерии.
Инфузория чувствует химические вещества, что выделяет скопление бактерий. Таким образом она отыскивает добычу.
Затем пища оказывается в пищеварительной вакуоли, где она переваривается. Отсюда она следует уже в цитоплазму.
Выделение
Выделение осуществляется при помощи двух сократительных вакуолей , одна расположена у переднего конца, а другая находится у заднего. Вакуоли состоят из резервуара и каналов.
Жидкость наполняет каналы, затем следует по центральному резервуара, после чего выходит из инфузории. Процесс сокращения вакуолей занимает 10-20 секунд.
Размножение
Размножается инфузория бесполым путем – разделяется надвое. Ее особенностью является деление поперек тела.
Ядра инфузорий разделяют на две части: новообразованные инфузории обладают малым и большим ядром. Дочерние инфузории обладают частями органоидов, а недостающие образуются самостоятельно. Размножение происходит несколько раз за сутки.
Для инфузории-туфельки возможно и половое размножение, но в данном случае нет увеличения количества особей. Временно простейшие соединяются, образуя соединительный мостик из цитоплазмы.
У каждой особи исчезает большое ядро, а малые делятся дважды – появляются по четыре ядра. Из них остается только одно ядро, которое тоже делится. В особи находятся по два ядра, тогда происходит обмен ядрами – одно из ядер перемещается в другую особь.
Там оно сливается с ядром, что осталось, и так формируются малое и больше ядро в каждой из особей. Этот процесс, называемый конъюгацией , необходим для обновления генетического материала между особями.
Виды инфузорий
Инфузории – это сложно организованные простейшие, их насчитывается примерно 7000 видов.
Покрытые ресничками, в том числе инфузория-туфелька длиной 0,1—0,3 мм. Инфузория-туфелька имеет постоянную удлиненную форму (на-поминающую крошечную туфлю) с тупым передним и заостренным задним концом.
Строение
Одноклеточное тело инфузории-туфельки (рис. 20, 21) снаружи покрыто плаз-матической мембраной , под которой оно окружено тонкой и гибкой пелликулой. Реснички покрывают всю поверх-ность тела туфельки. Они расположены вдоль тела косыми рядами, словно винтовая нарезка. Такое их расположение приводит при движении к вращению тела вокруг продольной оси. На поверхности тела имеются отверстия, ведущие к веретеновидным образованиям — трихоцистам, располо-женным в пелликуле. При опасности и для удержания добычи через эти отверстия выбрасываются трихоцисты, напоминающие тонкие остроконечные стрелы.
Туфелька плавает благодаря согласованным движениям ресничек, одна за другой совершающим ритмичные гребки от переднего конца к заднему. При этом она как бы ввинчивается в воду, продвигаясь тупым концом вперед и вращаясь вокруг своей продольной оси.
Инфузория-туфелька плавает со скоростью 1 мм в сек, то есть за это время покрывает расстояние, равное 4 длинам собственного тела. При этом туфелька расходует очень малую энергию, равную всего лишь 1/1000 общей энергии, образующейся при дыхании.
От переднего конца до середины тела инфузории-туфельки проходит желобок с более длин-ными ресничками. Это постоянное углубление называется околоротовой воронкой, которая, сужаясь, переходит в глотку. Глотка заканчивается обнаженным участком внут-ренней цитоплазмы — клеточным ртом. Реснички около-ротовой воронки загоняют в глотку вместе с потоком воды пищу — бактерий . Затем ресничный аппарат глотки направляет пищу в клеточный рот.
В цитоплазме вокруг капелек воды с пищевыми частицами образуются пищеварительные вакуоли. Они подхватываются течением цитоплазмы и совершают движение. Переваривание пищи и усвоение питательных веществ у инфузории осущест-вляется таким же образом, как и у бодо и амебы. Неперева-ренные остатки выбрасываются через отверстие — порошицу.
Дыхание и выделение
Дыхание и выделениеу инфузории-туфельки проис-ходит так же, как и у других одно-клеточных животных.
Две сократительные вакуоли туфельки (спереди и сзади) сокращаются попеременно, через 20—25 сек каждая. Вода и вредные продукты жизнедеятельности собираются у инфузории-туфельки из цитоплазмы по приводящим канальцам,которые подходят к сократительным вакуолям.
Размножение
Две такие особи сходятся вместе и на некоторое время слипаются брюшными сторонами. При этом на месте их со-единения участки мембраны и пелликулы разрушаются. Малые ядра этих особей делятся трижды надвое, из которых оста-ются два, образуя ядра с одинарным набором хромосом . Затем особи обмениваются ядрами с одинаковым набором хромосом и расходятся, а находящиеся в них эти ядра — свое и от другой особи — сливаются. После этого разошедшиеся инфузории вос-станавливают прежнее строение тела и продолжают вести обычный образ жизни.
При длительном бесполом размножении жизнедеятель-ность инфузорий снижается, наступает как бы угнетение организма . Тогда у инфузорий наступает другой половой процесс — самооплодотворение.
Самооплодотворение осуществляется так: малое ядро делится, образуя 8 ядер с одинарным набором хромосом, из них 6 разрушаются, большое ядро тоже разрушается; два оставшихся ядра слива-ются в единое ядро, чтобы делиться еще дважды, и из 4 образовавшихся ядер 2 становятся большими ядрами, 2 — ма-лыми; наконец, происходит деление инфузории надвое. Это приводит к упорядочению набора хромосом в ядрах инфузорий.
Положение в классификации
Инфузория-туфелька — один из самых обычных видов класса Ресничные инфузории .
На этой странице материал по темам:
Доклад инфузория кратко
Строенре нервной системы инфузории туфельки
Инфузория туфелька лекция
-
Тип Инфузории (Ciliophora)
Тип Инфузории , или Ресничные , - наиболее сложноорганизованные простейшие. На поверхности тела инфузорий имеются органоиды, обеспечивающие их передвижение, - реснички . В клетке инфузории два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе.
Среда обитания, строение и передвижение. В тех же водоемах, где живут амеба протей и эвглена зеленая, встречается и инфузория-туфелька . Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдаленно напоминающую туфлю. Инфузории-туфельки все время находятся в движении , плавая тупым концом вперед. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду.
Организм инфузории устроен сложнее, чем у амебы или эвглены. Тонкая эластичная оболочка, покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет форму тела простейшего. В прилегающем к оболочке слое цитоплазмы хорошо развиты опорные волоконца, поддерживающие постоянную форму тела. На поверхности тела инфузории расположено около 15 тыс. колеблющихся ресничек. У основания каждой реснички лежит базальное тельце. Движение каждой реснички состоит из резкого взмаха в одном направлении и более медленного, плавного возвращения к исходному положению. Реснички колеблются примерно 30 раз в секунду и, словно весла, толкают инфузорию вперед. Волнообразное движение ресничек при этом согласованно. Когда инфузория-туфелька плывет, она медленно вращается вокруг продольной оси тела.
Под эластичной оболочкой по всему телу разбросаны особые образования - трихоцисты (от греч. трихос - "волос" и кистис - "пузырь"). Это короткие "палочки", расположенные в один слой и перпендикулярно поверхности тела. При необходимости (например, в случае нападения на инфузорию) трихоцисты "выстреливают" наружу, причем каждая из них превращается в очень длинную упругую нить. На месте использованных трихоцист со временем возникают новые.
Питание.
На теле инфузории-туфельки имеется углубление - клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Около рта располагаются более толстые и длинные реснички. Они загоняют в глотку вместе с потоком воды основную пищу туфельки - бактерии. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. В вакуоли пища переваривается, а переваренные продукты поступают в цитоплазму и используются для жизнедеятельности инфузории. Сначала внутренняя среда в пищеварительной вакуоли кислая, затем - щелочная. Оставшиеся внутри пищеварительной вакуоли непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу в заднем конце тела.
Инфузория-туфелька находит свою добычу, чувствуя наличие химических веществ, которые выделяют скопления бактерий.
Выделение. В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела. Каждая вакуоль состоит из центрального резервуара и 5-7 направленных к этим резервуарам каналов. Сначала заполняются жидкостью каналы, потом она попадает в центральный резервуар, а затем жидкость изгоняется наружу. Весь цикл сокращения этих вакуолей проходит один раз за 10-20 секунд. Сократительные вакуоли выводят наружу продукты обмена веществ и излишек воды.
Дыхание. Как и у других свободноживущих одноклеточных животных, у инфузорий дыхание происходит через покровы тела.
Размножение. Инфузории-туфельки обычно размножаются бесполым путем - делением надвое . Однако в отличие от жгутиковых, инфузории делятся поперек тела. Ядра делятся на две части, и в каждой новой инфузории оказывается по одному большому и по одному малому ядру. Каждая из двух дочерних инфузорий получает часть органоидов (например, сократительные вакуоли), а другие образуются заново. Инфузории-туфельки делятся 1-2 раза в сутки.
Анимация "Бесполое размножение инфузории"
При половом процессе увеличения числа особей не происходит. Две инфузории временно соединяются друг с другом . На месте соприкосновения оболочка растворяется, и между животными образуется соединительный мостик из цитоплазмы. Большое ядро каждой инфузории исчезает. Малое ядро дважды делится, и в результате в каждой инфузории образуются 4 дочерних ядра. Три из них разрушаются, а четвертое снова делится. В результате в каждой инфузории остается по два ядра. Одно из этих ядер каждой из двух особей по цитоплазматическому мостику переходит в другую инфузорию (то есть происходит обмен ядрами) и там сливается с оставшимся ядром. Затем в каждой инфузории из этого вновь образовавшегося ядра формируются большое и малое ядра, и инфузории расходятся. Такой половой процесс называется конъюгацией . Он длится около 12 часов.
Анимация "Конъюгация инфузорий"
Половой процесс ведет к обновлению и перераспределению генетического материала, что увеличивает жизнестойкость организмов.
Инфузории - сложно организованные простейшие. Имеют в клетке два ядра: большое и малое. Размножаются бесполым и половым путем. Половое размножение способствует обновлению и перераспределению генетического материала, что увеличивает жизнестойкость инфузорий.
Инфузория-туфелька – вид простейших одноклеточных животных из класса ресничных инфузорий типа инфузории. Свое название данный вид получил за внешнее сходство с подошвой туфельки.
Инфузории-туфельки обитают в пресных водоемах любого типа со стоячей водой и наличием в воде массы разлагающихся органических веществ. Также данные организмы встречаются в аквариумах. В этом можно убедиться, отобрав пробы воды с илом из аквариума и рассмотрев их под микроскопом.
В строении инфузории-туфельки отмечаются характерные особенности. Это относительно крупный организм, размеры тела достигают 0,5 мм. Минимальные размеры особей – от 0,1 мм. Форма тела, как уже было отмечено, напоминает туфельку. Внешней оболочкой этого простейшего является наружная мембрана. Под ней находится пелликула – плотный слой цитоплазмы с уплощенными мембранными цистернами (альвеолами), микротрубочками и другими составляющими цитоскелета.
Всю поверхность клетки инфузории-туфельки покрывают реснички, число которых колеблется от 10 до 15 тысяч. В основании каждой реснички расположено так называемое базальное тельце. Все базальные тельца составляют сложную систему цитоскелета инфузории-туфельки. Между ресничками имеются органеллы, выполняющие защитную функцию – веретеновидные тельца (трихоцисты). В их структуре различают тело и наконечник, заключенные в мембранный мешочек. Ответной реакцией трихоцисты на раздражение (нагревание, контакт с хищником) является моментальное ее удлинение (в 6-8 раз) при слиянии наружной мембраны с мембранным мешочком трихоцисты, что выглядит как «выстрел». В водной среде трихоцисты затрудняют передвижение приблизившегося к инфузории хищника. У одной особи данного вида может быть от 5 до 8 тысяч трихоцист.
Передвижение инфузории-туфельки возможно, благодаря волнообразным движениям ресничек. Так она плывет притупленным краем вперед со скоростью примерно 2 мм/с. В основном, инфузория-туфелька передвигается в одной плоскости, при этом в толще одной массы особь может вращаться вокруг продольной оси. Простейшие меняют направления движения, благодаря изгибам своего тела. Если инфузория сталкивается с препятствием, она моментально начинает двигаться в противоположную сторону.
Чем питается инфузория-туфелька? Питание данного простейшего имеет характерные особенности. Основой пищевого рациона инфузории-туфельки являются бактерии, скопления которых привлекают инфузорию выделением особых химических веществ. Также инфузории могут проглатывать другие взвешенные в воде частицы, даже не имеющие особой питательной ценности. В организме простейшего различают клеточный рот, переходящий в клеточную глотку. Возле рта находятся специальные реснички, собранные в сложные комплексы. При волнообразных движениях ресничек данного типа пища с потоком воды попадает в глотку. У основания глотки формируется крупная пищеварительная вакуоль. Эта вакуоль, как и все последующие новообразованные, мигрируют в цитоплазме организма особи по определенному «пути» - спереди назад, а затем сзади кпереди (как бы по кругу), при этом крупная вакуоль распадается на более мелкие. Таким образом, ускоряется всасывание питательных веществ. Переваренные вещества поступают в цитоплазму, где используются для нужд организма. Ненужные вещества выводятся в окружающую среду через порошицу в задней части клетки – участок с недоразвитой пелликулой.
В клетке инфузории-туфельки имеются две сократительные вакуоли спереди и сзади тела. В структуре такой вакуоли различают резервуар и канальцы. Через канальцы вода поступает из цитоплазмы в резервуар, из которого выталкивается наружу через пору. Благодаря цитоскелету из микротрубочек весь данный комплекс постоянно находится в определенном участке клетки. Главная функция сократительных вакуолей – осморегуляторная. Черех них из клетки удаляется избыточное количество воды, а также продукты азотистого обмена.
Дыхание инфузории-туфельки происходит через всю поверхность тела. А при пониженной концентрации кислорода в воде инфузория живет за счет гликолиза.
Два ядра инфузории-туфельки имеют разное строение и выполняют различные функции. Малое ядро диплоидное, имеет округлую форму; большое ядро полиплоидное, имеет бобовидную форму. Малое ядро отвечает за половое размножение, а большое ядро руководит синтезом всех белков клетки инфузории-туфельки.
Бесполое размножение происходит путем деления клетки пополам. Половое размножение осуществляется посредством конъюгации. Две туфельки соединяются и при сложных превращениях ядер образуются новые особи.