Белорусский государственный университет биологический факультет лекция царство protista

Тип инфузории или реснитчатые

Инфузории. Строение инфузории-туфельки. Схема перемещения пищеварительной вакуоли с током цитоплазмы в теле инфузории-туфельки. Размножение инфузории делением. Инфузории в капле воды. Схема полового процесса и раздражимость инфузорий

Тип Инфузории, или Реснитчатые (Ciliophora) насчитывает свыше 7 тыс. видов. Имеют органоиды движения – реснички, которые присутствуют в большом количестве. Большинство видов инфузорий имеют реснички на протяжении всей жизни, некоторые – лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Общим признаком является наличие минимум двух ядер, которые различаются между собой (вегетативное – макронуклеус, который регулирует обмен веществ, и генеративное – микронуклеус, который необходим для обмена генетической информацией). Макронуклеусы полиплоидные, микронуклеусы – гаплоидные или диплоидные. Считают, что происходят от жгутиковых.

Класс Реснитчатые инфузории (Ciliata)

Имеют разную форму, преимущественно овальную. Паразитов встречается немного. Размеры разнообразные, довольно большие (от 30 мкм до 1 мм и больше). Характерно наиболее сложное строение среди простейших. Пелликула имеет определенную структуру (закономерно расположенные утолщения). Цитоплазма четко разделена на эктоплазму и эндоплазму. В эктоплазме большинства инфузорий есть особые приспособления в виде палочек – трихоцисты. Они контактируют с поверхностным слоем пелликулы. При раздражении инфузории трихоцисты выстреливают наружу и образуют

длинные эластичные нити, которые втыкаются в тело врага или добычи. Трихоцисты выполняют защитную функцию или помогают ловить и удерживать добычу. Сложно организован аппарат пищеварения. Имеют клеточный рот, клеточную глотку (за исключением некоторых паразитических форм). Непереваренные остатки пищи выбрасываются через специализированный участок клеточной поверхности – порошицу. У большинства видов есть сократительные вакуоли, имеющие сложное строение.

Инфузория туфелька (Paramecium caudatum)

Название получила за характерную форму клетки в виде следа туфельки. Асимметричная. Живет в пресных водоемах. Размеры – 0,18-0,31 мм. Тело покрыто пелликулой и ресничками. Утолщения пелликулы имеют вид правильно расположенных шестиугольников. Количество ресничек достигает 10-15 тыс. и больше. Двигается довольно быстро (2-2,5 мм/с). Характерны два ядра: большое вегетативное (макронуклеус) и маленькое генеративное (микронуклеус). Питается одноклеточными животными, которых парализует с помощью жалких нитей. На брюшной стороне в углублении имеет клеточный рот и глотку. Ряды ресничек вокруг ротового углубления создают ток воды, который направляет питательные частицы (бактерии, органические вещества и т. п.) через глотку во внутрь тела. Вокруг пищевых частиц образует пищеварительные вакуоли. Непереваренные остатки пищи удаляются через особое отверстие – порошицу. Дышит всей поверхностью тела. Сложное строение имеют две сократительные вакуоли: центральный резервуар и 5-7 канальцев вокруг. Вакуоли сокращаются последовательно с интервалом в 10-15 с.

Размножается половым и бесполым путями. Бесполым – делением клетки, половым – с помощью конъюгации (обменивается маленькими ядрами). Две инфузории временно объединяются, образуют цитоплазматический мостик. Макронуклеус распадается. Микронуклеус делится путем мейоза. Три из четырех ядер разрушаются, а четвертое делится митотически. Каждый конъюгат, таким образом, имеет два ядра. Одно ядро (мужское) мигрирует и сливается с ядром (женским, стационарным) другой инфузории. Под конец конъюгации каждая инфузория имеет одно диплоидное ядро (синкарион). Ядро снова делится митотически и из продуктов деления образуется макронуклеус. При продолжительном бесполом размножении у инфузорий снижаются темпы деления, обмен веществ. Процессы восстанавливаются после полового процесса.

Инфузории служат пищей для мальков многих видов рыб, беспозвоночных животных.

Паразитические инфузории

Есть паразиты рыб, которые поражают кожу, жабры, чем наносят большой ущерб молодняку рыб.

В толстом кишечнике человека и свиней встречается инфузория балантидиум, которая может вызвать тяжелую форму колита, лечить которую тяжело. Распространяется цистами. Заражение происходит через воду, пищу, грязные руки.

В желудке жвачных животных (рубце и сетке), а также некоторых насекомых живут инфузории симбионты (около 120 видов), которые способствуют перевариванию клетчатки.

Классификация [ править ]

Stentor roeselii

Для инфузорий было предложено несколько различных схем классификации. Следующая схема основана на молекулярно- филогенетическом анализе до четырех генов 152 видов, представляющих 110 семейств:

Subphylum Intramacronucleata править

Oxytricha trifallax

• Класс Armophorea
• Класс Cariacotrichea (только один вид, Cariacothrix caudata )
• Класс Muranotrichea
• Класс Parablepharismea
• Класс Colpodea (например, Colpoda )
• Класс Litostomatea
  • Подкласс Haptoria (например, Didinium )
  • Подкласс Rhynchostomatia
  • Подкласс Trichostomatia (например, Balantidium )
• Класс Nassophorea
• Класс Phyllopharyngea
  • Подкласс Chonotrichia
  • Подкласс Cyrtophoria
  • Подкласс Rhynchodia
  • Подкласс Suctoria (например, Podophyra )
  • Подкласс Synhymenia
• Класс Oligohymenophorea
  • Подкласс Апостоматия
  • Подкласс Astomatia
  • Подкласс Hymenostomatia (например, Tetrahymena )
  • Подкласс Peniculia (например, Paramecium )
  • Подкласс Peritrichia (например, Vorticella )
  • Подкласс Scuticociliatia
• Класс Plagiopylea
• Класс Prostomatea (например, Coleps )
• Класс Protocruziea
• Класс Spirotrichea
  • Подкласс Choreotrichia
  • Подкласс Euplotia
  • Подкласс Hypotrichia
  • Подкласс Licnophoria
  • Подкласс Oligotrichia
  • Подкласс Phacodiniidea
  • Подкласс Protohypotrichia

Другое править

Некоторые старые классификации включали Opalinidae в инфузории. Фундаментальное различие между multiciliate жгутиковых (например, hemimastigids , Stephanopogon , Multicilia , opalines ) и инфузорий является наличие macronuclei в одиночку инфузорий.

Размножение

Данный вид простейших может размножаться как бесполовым, так и половым способом. В процессе воспроизведения таких микроорганизмов принимает активное участие малое ядро туфельки, причем как при первом, так и втором способе размножения.

Бесполое

Если микроорганизм будет размножаться этим способом, то ее организм разделится на две равные части. Этот процесс предусматривает несколько этапов:

1. Изначально внутри туфельки образуется два ядрышка.
2. После этого тельце инфузории подразделяется на две дочерние клеточки, каждая из которых имеет определенную часть органоидов. Все недостающие вещества, разделенные клеточки получают в процессе жизнедеятельности.

Половое

Такой способ размножения инфузория использует только в крайних случаях. Для этого должны внезапно возникнуть условия, которые прямо или косвенно угрожают жизни микроорганизма. Например, в водной среде резко сократилось количество питательных веществ или стремительно начала падать температура.

Данный процесс имеет некоторые особенности:

1. В половом контакте принимает участие два микроорганизма, которые в некоторых случаях могут превращаться в цисты.
2. После перехода в новое состояние инфузории погружаются в анабиоз, благодаря чему им удается сохранять способность к жизнедеятельности даже в неподходящих условиях.
3. В состоянии анабиоза туфельки могут находиться довольно длительный временной промежуток, достигающий 10-ти и более лет.
4. При половом размножении туфельки соединяются на короткое время воедино. В это время у них перераспределяется генетический материал. В результате максимально увеличивается жизнестойкость обоих микроорганизмов, которые принимают непосредственное участие в данном процессе. Ученые, которые изучают этот микроорганизм, такое состояние называют конъюгацией. Его продолжительность составляет не более 12-ти часов. В процессе осуществления такого способа размножения выполняется перераспределение генетического материала. Но при этом не осуществляется увеличение количества клеточек, так как оба микроорганизма обмениваются друг с другом только наследственной информацией.
5. В процессе соединения организмов двух туфелек присутствующая между ними защитная оболочка растворяется. Вместо нее образуется мостик, соединяющий клеточки двух микроорганизмов.
6. После этого большие ядрышки, присутствующие в обоих клеточках, исчезают, а в маленьких начинается процесс деления, в результате чего образуется четыре маленьких ядрышка.
7. На следующем этапе полового размножения три из четырех ядрышек растворяются, а последнее подразделяется на два.
8. Между оставшимися ядрышками выполняется обмен посредством мостика.
9. Из образовавшегося материала образуются новые малые и большие ядрышки.
10. После этого инфузории открепляются друг от друга и расходятся в разные стороны.

https://youtube.com/watch?v=MXNC9JNqghk

Питание инфузории туфельки

• Основным питанием инфузории туфельки являются мелкие бактерии и клетки растительности водного мира. Процесс поедания происходит с помощью специального клеточного отверстия – рта.
• Далее пища проникает в клеточную глотку и попадает в пищеварительную вакуоль. Дальнейший процесс переваривания происходит под воздействием на пищу кислотной и щелочной среды. В результате чего инфузория извлекает из пищи полезные вещества и распространяет их по всему организму с помощью токов цитоплазмы.

Как питается

Отходы, образовавшиеся после переработки пищи – поступают в порошицу и затем извлекаются наружу. Излишки жидких веществ также выводятся наружу с помощью сократительных вакуолей.

Питание сгруппировавшихся инфузорий зелёными водорослями

На теле инфузории имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Около рта располагаются специализированные реснички околоротовой цилиатуры, «склеенные» в сложные структуры. Они загоняют в глотку вместе с потоком воды основную пищу инфузорий — бактерии. Инфузория находит свою добычу, чувствуя наличие химических веществ, которые выделяют скопления бактерий.

На дне глотки пища попадает в фагосому, перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы по определённому «маршруту» — сначала к заднему концу клетки, затем к переднему и затем снова к заднему. В фагосоме пища переваривается, а переваренные продукты поступают в цитоплазму и используются для жизнедеятельности инфузории.

Одноклеточные организмы питаются бактериями, которые обитают в большом количестве в загрязненной мутной воде. Не исключение и инфузория туфелька, строение рта которой позволяет захватывать проплывающие мимо бактерии и быстро отправлять их в пищеварительную вакуоль. Рот инфузории окружен ресничками, которые в этом месте длиннее, чем на других участках тела.

Инфузория питается почти беспрерывно, если температура воды выше 15 градусов. Питание прекращается перед началом размножения.

На теле инфузории имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Около рта располагаются специализированные реснички околоротовой цилиатуры, «склеенные» в сложные структуры. Они загоняют в глотку вместе с потоком воды основную пищу инфузорий — бактерии. Инфузория находит свою добычу, чувствуя наличие химических веществ, которые выделяют скопления бактерий.

Питание сгруппировавшихся инфузорий зелеными водорослями

На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы по определенному «маршруту» — сначала к заднему концу клетки, затем к переднему и затем снова к заднему. В вакуоли пища переваривается, а переваренные продукты поступают в цитоплазму и используются для жизнедеятельности инфузории.

Сначала внутренняя среда в пищеварительной вакуоли становится кислой из-за слияния с ней лизосом, затем она становится более щелочной. По ходу миграции вакуоли от неё отделяются мелкие мембранные пузырьки (вероятно, тем самым увеличивается скорость всасывания переваренной пищи). Оставшиеся внутри пищеварительной вакуоли непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу в задней части тела через особый участок поверхности клетки, лишенный развитой пелликулы — цитопиг, или порошицу.

А из неё в пищеварительную вакуоль – органоид, в котором органическое питание переваривается. Поступившие внутрь вещества подвергаются часовой обработке при воздействии сначала кислой, а затем щелочной среды.

После этого питательная субстанция переносится токами цитоплазмы во все части тела инфузории. А отходы выводятся наружу посредством своеобразного образования – порошицы, которая помещается позади ротового отверстия.

У инфузорий избыток воды, поступающий в организм, удаляется через сократительные вакуоли, расположенные спереди и сзади этого органического образования. В них собирается не только вода, но и отходные вещества. Когда количество их достигает предельной величины, они изливаются наружу.

Рекомендованная литература и полезные ссылки

• Ehrenberg C. G. Dritter Beitrag zur Erkenntniss grosser Organisation in der Richtung des kleinsten Raumes (нем.) // Abhandlungen der Koniglichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Aus dem Jahre 1833 : magazin. — Leipzig, 1835. — S. 268—269, 323.
• Ehrenberg C. G. 502. Paramecium caudatum, geschwanztes Pantoffelthierchen // Die Infusionsthierchen als volkommene Organismen. — Leipzig, 1838. — P. 351—352.
• Полянский Ю. И. Подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa) // Жизнь животных / под ред. Ю. И. Полянского, гл. ред. В. Е. Соколов. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — Т. 1. Простейшие. Кишечнополостные. Черви. — С. 95—101. — 448 с.
• Warren, A. (2015). Paramecium caudatum Ehrenberg, 1833. In: Warren, A. (2015) World Ciliophora Database. — WoRMS — World Register of Marine Species

Размножение и сексуальные явления [ править ]

Большинство инфузорий делятся поперечно, но у некоторых видов встречаются и другие виды бинарного деления.

Воспроизведение править

Инфузории размножаются бесполым путем , путем разного рода делений . Во время деления микроядро подвергается митозу, а макронуклеус удлиняется и претерпевает амитоз (за исключением инфузорий Karyorelictean , у которых макронуклеусы не делятся). Затем клетка делится на две, и каждая новая клетка получает копию микронуклеуса и макронуклеуса.

Инфузория переживает последние процессы двойного деления

Обычно клетка делится поперечно: передняя половина инфузории ( протер ) образует один новый организм, а задняя половина ( опист ) — другой. Однако в некоторых группах инфузорий происходят и другие типы деления. К ним относятся почкование (появление маленького потомства с ресничками или «роевиков» из тела зрелого родителя); стробиляция (множественные деления тела клетки, производящие цепочку новых организмов); и палинтомия (множественные расщепления, обычно внутри кисты ).

Деление может происходить спонтанно, как часть вегетативного клеточного цикла . Альтернативно, это может происходить в результате самооплодотворения ( автогамии ) или может следовать за конъюгацией , половым феноменом, при котором инфузории совместимых типов спаривания обмениваются генетическим материалом. Хотя конъюгацию иногда называют формой воспроизводства, она не связана напрямую с репродуктивными процессами и не приводит напрямую к увеличению числа отдельных инфузорий или их потомства.

Спряжение править

Обзор

Конъюгация инфузорий — это сексуальный феномен, который приводит к генетической рекомбинации и ядерной реорганизации внутри клетки. Во время конъюгации две инфузории совместимого типа спаривания образуют мост между своими цитоплазмами . Микроядра подвергаются мейозу , макронуклеусы исчезают, а гаплоидные микроядра обмениваются через мост. У некоторых инфузорий (перитрих, хонотрих и некоторых сукториан ) конъюгированные клетки навсегда сливаются, и один конъюгант поглощается другим. Однако в большинстве групп инфузорий клетки отделяются после конъюгации, и обе образуют новые макронуклеары из своих микроядер. Спряжение и автогамия всегда сопровождаются делением.

У многих инфузорий, таких как Paramecium , партнеры по конъюгации (гамонты) похожи или неотличимы по размеру и форме. Это называется «изогамонтическим» конъюгацией. В некоторых группах партнеры разные по размеру и форме. Это называется «анизогамонтическим» конъюгацией. У сидячих перитрихов , например, один половой партнер (микроконъюгант) маленький и подвижный, а другой (макроконъюгант) большой и сидячий .

Этапы спряжения
Этапы конъюгации у Paramecium caudatum

У Paramecium caudatum стадии конъюгации следующие (см. Диаграмму справа):

1. Совместимые деформации спаривания встречаются и частично сливаются
2. Микроядра подвергаются мейозу, образуя четыре гаплоидных микроядра на клетку.
3. Три из этих микроядер распадаются. Четвертый претерпевает митоз.
4. Две клетки обмениваются микроядром.
5. Затем клетки разделяются.
6. Микроядра в каждой клетке сливаются, образуя диплоидное микроядро.
7. Митоз возникает трижды, в результате чего возникает восемь микроядер.
8. Четыре новых микроядра превращаются в макронуклеусы, а старые макронуклеусы распадаются.
9. Двойное деление происходит дважды, давая четыре идентичные дочерние клетки.

Перестройки ДНК (скремблирование генов) [ править ]

Инфузории содержат два типа ядер: соматическоемакронуклеус » и зародышевоемикроядроТолько ДНК в микроядре передается во время полового размножения (конъюгации). С другой стороны, активно экспрессируется только ДНК в макронуклеусе, что определяет фенотип организма. Макроядерная ДНК получена из микроядерной ДНК путем чрезвычайно обширной перестройки и амплификации ДНК.

Развитие макроядерного генома Oxytricha из микроядерного генома

Макронуклеус начинается как копия микронуклеуса. Микроядерные хромосомы фрагментируются на множество более мелких частей и усиливаются, чтобы получить множество копий. Получающиеся в результате макроядерные хромосомы часто содержат только один ген . В Tetrahymena микронуклеус имеет 10 хромосом (по пять на гаплоидный геном), а макронуклеус — более 20 000 хромосом.

Кроме того, микроядерные гены прерваны многочисленными «внутренними элиминированными последовательностями» (IES). Во время развития макронуклеуса IES удаляются, а оставшиеся генные сегменты, макронуклеарные предназначенные последовательности (MDS), сращиваются вместе, чтобы получить рабочий ген. Tetrahymena имеет около 6000 IES, и около 15% микроядерной ДНК удаляется во время этого процесса. Этот процесс направляется малыми РНК и метками эпигенетического хроматина .

У инфузорий спиротрихов (таких как Oxytricha ) этот процесс еще более сложен из-за «скремблирования генов»: MDS в микроядре часто имеют порядок и ориентацию, отличные от таковых в макроядерном гене, и поэтому, помимо делеции, инверсия ДНК и транслокации необходимы для «расшифровки». Этим процессом управляют длинные РНК, происходящие из родительского макронуклеуса. Более 95% микроядерной ДНК удаляется во время развития макронуклеаров спираотрихов.

Особенности, строение и среда обитания инфузории туфельки

Инфузория туфелька – простейшая живая двигающаяся клетка. Жизнь на Земле отличается многообразием, обитающих на ней, живых организмов, подчас имеющих сложнейшее строение и целый набор особенностей физиологии и жизнедеятельности, помогающий им выжить в этом, полном опасностей, мире.

Но среди органических существ есть и такие уникальные создания природы, строение которых чрезвычайно примитивно, но именно они когда-то давно, миллиарды лет назад, дали толчок развитию жизни и от них произошли более сложные организмы во всём своём разнообразии.

К примитивным формам органической жизни, существующим ныне на земле, относится инфузория туфелька, принадлежащая к одноклеточным существам из группы альвеолят.

Своим оригинальным названием она обязанная форме своего веретенообразного тела, отдалённо напоминающего на вид подошву обычной туфли с широким тупым и более узким концами.

Подобные микроорганизмы причисляются учёными к высокоорганизованным простейшим из класса инфузорий, туфельки являются наиболее типичной его разновидностью.

Названию инфузория туфелька обязана строению своего тела в форме ступни

Другие виды класса, многие из которых являются паразитическими, имеют самые разнообразные формы и обладают достаточным многообразием, существуют в воде и почве, а также в более сложноорганизованных представителях фауны: животных и человеке, в их кишечнике, тканях и кровеносной системе.

Туфельки обычно в обилии разводится в мелких пресных водоёмах со спокойной стоячей водой при условии, что в этой среде в избытке имеются органические разлагающиеся соединения: водные растения, умершие живые организмы, обыкновенный ил.

Средой, подходящей для их жизнедеятельности, может стать даже домашний аквариум, только обнаружить и хорошенько рассмотреть подобную живность возможно исключительно под микроскопом, взяв в качестве опытного образца богатую илом воду. Отличный магазин микроскопов Макромед поможет выбрать микроскоп, чтобы разглядеть инфузорию.

Инфузории туфельки – простейшие живые организмы, именуемые по-другому: парамециями хвостатыми, и в самом деле чрезвычайно малы, а размер их составляет всего от 1 до 5 десятых миллиметра.

По сути они представляют из себя отдельные, бесцветные по окрасу, биологические клетки, основными внутренними органоидами которых являются два ядра, именуемые: большое и малое.

Как видно на увеличенном фото инфузории туфельки, на внешней поверхности подобных микроскопических организмов имеются, расположенные продольными рядами, мельчайшие образования, называемые ресничками, которые служат для туфелек органами передвижения.

Число таких маленьких ножек огромно и составляет от 10 до 15 тысяч, у основания каждого из них имеется прикреплённое базальное тельце, а в непосредственной близости парасональный мешочек, втягиваемый защитной мембраной.

Строение инфузории туфельки, несмотря на кажущуюся при поверхностном рассмотрении простоту, имеет в себе достаточно сложностей. Снаружи такая ходячая клетка защищена тончайшей эластичной оболочкой, помогающей её телу сохранять постоянную форму. Также, как и защитные опорные волокна, расположенные в слое плотной цитоплазмы, прилегающей к оболочке.

Её цитоскелет, кроме всего вышеперечисленного, составляют: микротрубочки, цистерны альвеолы; базальные тельца с ресничками и, находящиеся рядом, их не имеющие; фибриллы и филамены, а также прочие органоиды. Благодаря цитоскелету, и в отличие от другой представительницы простейших – амёбы, инфузория туфелька не способна менять форму тела.

Кормление [ править ]

Большинство инфузорий являются гетеротрофами , питающимися более мелкими организмами, такими как бактерии и водоросли , и детритом, попадающим в ротовую борозду (рот) модифицированными ротовыми ресничками. Это обычно включает ряд мембран слева от рта и пароральную мембрану справа от него, обе из которых возникают из поликинетид , групп из многих ресничек вместе с ассоциированными структурами. Пища перемещается ресничками через поры рта в пищевод, в результате чего образуются пищевые вакуоли.

Однако методы кормления значительно различаются. Некоторые инфузории лишены рта и питаются путем абсорбции ( осмотрофия ), в то время как другие являются хищниками и питаются другими простейшими и, в частности, другими инфузориями. Некоторые инфузории паразитируют на животных , хотя известно, что только один вид, Balantidium coli , вызывает заболевание у людей.

Перестройки ДНК (скремблирование генов) [ править ]

Инфузории содержат два типа ядер: соматическое « макронуклеус » и зародышевое « микроядро ». Только ДНК в микроядре передается во время полового размножения (конъюгации). С другой стороны, активно экспрессируется только ДНК в макронуклеусе, что определяет фенотип организма. Макроядерная ДНК получена из микроядерной ДНК путем чрезвычайно обширной перестройки и амплификации ДНК.

Развитие макроядерного генома Oxytricha из микроядерного генома

Макронуклеус начинается как копия микронуклеуса. Микроядерные хромосомы фрагментируются на множество более мелких частей и усиливаются, чтобы получить множество копий. Получающиеся в результате макроядерные хромосомы часто содержат только один ген . В Tetrahymena микронуклеус имеет 10 хромосом (по пять на гаплоидный геном), а макронуклеус — более 20 000 хромосом.

Кроме того, микроядерные гены прерваны многочисленными «внутренними элиминированными последовательностями» (IES). Во время развития макронуклеуса IES удаляются, а оставшиеся генные сегменты, макронуклеарные предназначенные последовательности (MDS), сращиваются вместе, чтобы получить рабочий ген. Tetrahymena имеет около 6000 IES, и около 15% микроядерной ДНК удаляется во время этого процесса. Этот процесс направляется малыми РНК и метками эпигенетического хроматина .

У инфузорий спиротрихов (таких как Oxytricha ) этот процесс еще более сложен из-за «скремблирования генов»: MDS в микроядре часто имеют порядок и ориентацию, отличные от таковых в макроядерном гене, и поэтому, помимо делеции, инверсия ДНК и транслокации необходимы для «расшифровки». Этим процессом управляют длинные РНК, происходящие из родительского макронуклеуса. Более 95% микроядерной ДНК удаляется во время развития макронуклеаров спираотрихов.

Процессы жизнедеятельности

Питание

Туфелька и некоторые другие свободно живущие инфузории питаются бактериями и водорослями.

Реакция инфузории-туфельки на пищу

Тонкая эластичная оболочка, (клеточная мембрана) покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму тела. На поверхности тела расположено около 15 тысяч ресничек. На теле имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. В пищеварительной вакуоле пища переваривается в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. Не переваренные остатки выбрасываются наружу в заднем конце тела через особую структуру — порошицу, расположенную позади ротового отверстия.

Дыхание

Дыхание происходит через покровы тела. Кислород поступает в цитоплазму через всю поверхность тела и окисляет сложные органические вещества, в результате чего они превращаются в воду, углекислый газ и некоторые другие соединения. При этом освобождается энергия, которая необходима для жизни животного. Углекислый газ в процессе дыхания удаляется через всю поверхность тела.

Выделение

В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела. В них собирается вода с растворёнными веществами, образующимися при окислении сложных органических веществ. Достигнув предельной величины, сократительные вакуоли подходят к поверхности тела, и их содержимое изливается наружу. У пресноводных одноклеточных животных через сократительные вакуоли удаляется избыток воды, постоянно поступающей в их тело из окружающей среды.

Раздражимость

Инфузории-туфельки собираются к скоплениями бактерий в ответ на действие выделяемых ими веществ, но уплывают от такого раздражителя, как поваренная соль.

Раздражимость — свойство всех живых организмов отвечать на действия раздражителей — света, тепла, влаги, химических веществ, механических воздействий. Благодаря раздражимости одноклеточные животные избегают неблагоприятных условий, находят пищу, особей своего года.

Филогения

Существует около 8000 видов инфузорий.

Классификация согласно Мировому регистру морских видов (23 декабря 2013 г.)  : подтип Intramacronucleata Класс олиготричеи Рабдофора инфра-ветвь Litostomatea класс Инфра -ветвь Spirotrichia Спиротричея класс Инфра -филиал Вентрата Кольподея класс класс Nassophorea класс Oligohymenophorea Phyllopharyngea класс Plagiopylea класс Prostomatea класс подтип Postciliodesmatophora Класс Heterotrichea Karyorelictea класс

По данным Каталога жизни (21 июля 2017 г.)  : Кольподея класс Cyrtophoria класс Gymnostomatea класс Класс Heterotrichea Гипотричеа класс Karyorelictea класс Кинетофрагминофоры класса Litostomatea класс класс Nassophorea класс Oligohymenophorea Класс олиготричеи Phyllopharyngea класс Prostomatea класс Спиротричея класс

Некоторые примеры видов инфузорий:

• Balantidium coli , возбудитель балантидоза
• Blepharisma japonicum
• Codonella cratera
• Chattonidium sp.
• Discocephalus sp.
• Euplotes aediculatus
• Изотриха кишечника
• Paramecium tetraurelia , парамеций .
• Стентор голубого цвета
• Stylonichia mytilus
• Tetrahymena pyriformis , см. Tetrahymena
• Tetrahymena thermophila
• Vorticella campanula

Описание и характеристика. Как выглядит инфузория туфелька?

На самом деле инфузория туфелька это вовсе не один простейший одноклеточный организм, за этим названием скрывается более 7 тысяч разных видов инфузорий. Всех их объединяет форма, которая чем-то напоминает подошву туфли, отсюда и «туфелька» в названии. (Впрочем, «туфелька» в названии прижилась только у нас, в английском языке «инфузория туфелька» значится под латинским названием «Paramecium caudatum», что переводится как «парамеция хвостатая»).

Также все инфузории обладают способностью к осморегуляции, то есть могут регулировать давление внутренней среды своего организма. В этом деле им помогают две сократительные вакуоли, они сжимаются и разжимаются, таким образом, выталкивая излишки жидкости из тела инфузории.

Размеры инфузории туфельки составляют от 1 до 5 десятых миллиметра.

Фото инфузории туфельки.

Хотя инфузория туфелька и является простейшим одноклеточным существом, то есть все ее тело состоит только из одной клетки, тем не менее, она имеет способность самостоятельно дышать, питаться, размножаться, передвигаться. Иными словами, обладает всеми теми функциями и способностями, которые имеет всякое другое животное. Более того среди других простейших одноклеточных организмов именно инфузория туфелька является самой сложной. В частности среди ее органоидов (элементов клетки) есть такие, которых нет у других ее одноклеточных «коллег»: амеб и эвглен.

Среди «передовых» органоидов инфузории можно отметить:

• Уже упомянутые нами сократительные вакуоли, отвечающие за осморегуляцию, уровень давления внутри клетки.
• Пищеварительные вакуоли, они ответственны за переработку пищи. По сути, служат желудком для инфузории.
• Порошица, это отверстие в задней конечности инфузории, отвечающее за выход пищеварительных отходов. Догадайтесь сами аналогом, какого места нашего тела является порошица.
• Рот, представляющий собой углубление в оболочки клетки. С его помощью инфузория захватывает бактерии и прочую пищу, которая затем попадает в специальный канал цитофаринкс (аналог нашей глотки).

Обладая ртом, порошицей, пищеварительными вакуолями, инфузории практикуют голозойный тип питания, то есть захватывают органические частицы внутрь своего тела.

Так выглядит инфузория туфелька под микроскопом.

Интересный факт: дыхание инфузории туфельки осуществляется не с помощью рта, а всем телом: кислород через покровы клетки поступает в цитоплазму, где при его помощи происходит окисление органических веществ, превращение их в углекислый газ, воду и другие соединения.

Еще одной удивительной особенностью инфузории, которая ее делает «самой сложной из простейших» является наличие в ее клетке целых двух ядер. Одно из ядер большое, его зовут макронуклеусом, а второе маленькое соответственно зовется микронуклеусом. Оба ядра хранят одинаковую информацию, однако если большое ядро постоянно пребывает в работе и его информация постоянно эксплуатируется, а значит, может быть повреждена (подобно ходовым книгам в библиотеке). Если такое повреждение случается, то на этот случай как раз и предусмотрено второе маленькое ядро, служащее чем-то вроде резерва на случай сбоя основного ядра.

Как видите наша сегодняшняя героиня, инфузория туфелька, является самым совершенным среди простейших одноклеточных организмов.

Инфузории паразиты

Наряду с безвредными инфузориями существуют и инфузории паразиты и они способны нанести вред здоровью различным беспозвоночным и позвоночным животным. В аквариумистике существенный вред приносят инфузории, паразитирующие на теле рыб. Эти болезнетворные инфузории могут вызвать ряд серьезных заболеваний нередко сопровождающихся гибелью рыб.

К инфузориям паразитам относятся:

• Равноресничная инфузория (заболевание — Ихтиофтириаз),
• инфузория Cryptocarion (заболевание — Криптокарионоз),
• Равноресничная инфузория Chilodonella spp. (заболевание — Хилодонеллез или молочная болезнь),
• инфузория Brooklynella sp. (заболевание — Бруклинеллез),
• Кругоресничная инфузория Trichodina sp. (заболевание — Триходиниоз),
• инфузория Tetrahymena sp. (заболевание — Тетрахимена),
• инфузория Carchesium. Sp Epistylis sp. Vorticella sp. (заболевание — Ложная плесень).

В домашнем аквариуме может присутствовать большое количество различных паразитических инфузорий, но поражают они в первую очередь только рыб с ослабшей иммунной системой.

Значение в природе

Инфузория туфелька значимое одноклеточное для природы и почвы. Она повышает уровень плодородия в почве, что помогает орошаемым землям на юге планеты получать богатый урожай.

Однако те одноклеточные, которые обитают в речных водоемах с большим количеством рыб, негативно влияют на них. Они вызывают у рыб заболевания и массовую гибель.

Вокруг этого одноклеточного собрано немало информации и интересных фактов. Из положительных свойств одноклеточного микроорганизма можно назвать то, что он хорошо очищает водоем. Уничтожает бактерии и микроскопические виды водорослей. Участвует в пищевой цепочке, поскольку считается пищей для других животных.

Интересно, что инфузория сегодня является также отличным кормом для аквариумных рыбок. Поэтому человек активно разводит их, чтобы кормить любимцев.

Кормление

Большинство инфузорий гетеротрофы, питаясь более мелкими организмами, такими как бактерии и водоросли, а детрит попадал в ротовую борозду (рот) модифицированными ресничками ротовой полости. Обычно это включает в себя серию мембранеллы слева от рта и пароральная перепонка справа, оба из которых возникают из поликинетиды, группы многих ресничек вместе с ассоциированными структурами. Пища перемещается ресничками через поры рта в пищевод, в результате чего образуются пищевые вакуоли.

Однако методы кормления значительно различаются. Некоторые инфузории не имеют рта и питаются абсорбцией (осмотрофия), в то время как другие являются хищниками и питаются другими простейшими и, в частности, другими инфузориями. Некоторые инфузории паразитируют животные, хотя только один вид, Balantidium coli, как известно, вызывает заболевание у людей.