Что такое инфузория туфелька определение. Инфузория-туфелька: внешнее и внутреннее строение, питание, размножение, значение в природе и жизни человека. Инфузория туфелька: строение
Тип Инфузории, или Ресничные, - наиболее сложноорганизованные простейшие. На поверхности тела у них имеются органоиды движения - реснички. В клетке инфузории два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе.
Особенности строения и жизнедеятельности инфузорий рассмотрены на примере инфузории-туфельки.
Среда обитания, строение и передвижение. В тех же водоемах, где живут амеба протей и эвглена зеленая, встречается и инфузория-туфелька (рис. 30). Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдаленно напоминающую туфлю. Инфузории-туфельки все время находится, к движении, плавая тупым концом вперед. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду.
Рис. 30. Строение инфузории-туфельки: 1 - реснички; 2 - сократительная вакуоль; 3 - цитоплазма; 4 - большое ядро; 5 - малое ядро; б - клеточная мембрана; 7 - клеточный рот; 8 - клеточная глотка; 9 - пищеварительная вакуоль; 10 - порошица
Организм инфузории устроен сложнее, чем у амебы и эвглены. Тонкая эластичная оболочка, покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму ее тела. Этому же способствуют хороню развитое опорные волоконца, которые находятся в прилегающем к оболочке слое цитоплазмы. Па 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 перпендикулярно поверхности тела. В случае опасности трихоцисты с силой выбрасываются наружу, превращаясь в тонкие длинные упругие нити, которые поражают хищника, нападающего на туфельку. На месте использованных трихоцист со временем возникают новые.
Питание. На теле инфузории 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 бактерий - основную пищу туфельки. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. В вакуоли пища переваривается, переваренные продукты поступают в цитоплазму и используются для жизнедеятельности. Оставшиеся в пищеварительной вакуоли непереваренные остатки выбрасываются наружу в заднем конце тела через особую структуру - порошицу.
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 вредные вещества, которые образуются в организме, и излишек воды.
Дыхание. Как и у других свободноживущих одноклеточных животных, у инфузорий дыхание происходит через покровы тела.
Размножение. Половой процесс. Инфузории-туфельки обычно размножаются бесполым путем - делением надвое (рис. 31, А). 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 один-два раза в сутки.
Рис. 31. Бесполое размножение (А) и половой процесс (Б) у инфузории-туфельки
При половом процессе увеличения числа особей не происходит. Две инфузории временно соединяются друг с другом (рис. 31, Б). На месте соприкосновения оболочка растворяется, и между животными образуется соединительный мостик из цитоплазмы. Большое ядро каждой инфузории исчезает. Малое ядро дважды делится, и в каждой инфузории образуются четыре 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.
Половой процесс ведет к обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость организмов.
Рис. 32. Многообразие инфузорий: 1 - бурсария; 2 - стентор; 3 - стилонихия; 4 - сувойка
У бурсарии одно большое и длинное колбасовидное ядро, малых ядер - около 30. Большинство инфузорий активно плавает, однако некоторые из них, например стилонихия, передвигаются по дну водоема, по водным растениям, как бы шагая на особых удлиненных ресничках, расположенных на брюшной стороне тела. Другие инфузории, например сувойки, прикрепляются ко дну или к растениям длинными стебельками, которые могут сокращаться благодаря особым сократительным волоконцам. Многие сувойки образуют колонии. Питаются эти инфузории преимущественно бактериями. Сосущие инфузории также ведут сидячий, неподвижный образ жизни. У них отсутствуют реснички. Они снабжены сосательными щупальцами в виде тонких сократимых трубочек, которые служат для ловли добычи (главным образом других простейших) и высасывания из нее содержимого. Прикоснувшиеся к щупальцам простейшие, например жгутиконосцы, мгновенно к ним прилипают. А затем содержимое жертвы всасывается, как бы перекачивается по щупальцу внутрь сосущей инфузории.
Рис. 33. Простейшие из желудка копытных животных
Некоторые инфузории обитают в кишечнике крупных травоядных копытных животных (рис. 33). У коров, овец, коз, антилоп, оленей инфузории в огромных количествах населяют передние отделы желудка. Эти инфузории питаются бактериями, зернами крахмала, грибками, частичками растительных тканей. Более крупные инфузории пожирают более мелких. В других отделах желудка травоядных животных инфузории перевариваются. Таким образом, эти инфузории приносят пользу тем животным, в чьих желудках они обитают. Заражение инфузориями происходит в момент группового кормления или водопоя.
Лабораторная работа № 1
- Тема. Строение и передвижение инфузории-туфельки. Цель. Изучить особенности строения и передвижения инфузории-туфельки.
- Оборудование: микроскоп, штативная лупа, предметное и покровное стекла, пипетка, вата, культура инфузории-туфельки в пробирке.
Ход работы
- Установите, видны ли невооруженным глазом инфузории-туфельки в пробирке.
- На предметное стекло нанесите из пробирки каплю воды с инфузориями-туфельками. Рассмотрите с помощью лупы форму тела, внешнее строение, отличие передней части тела от задней, способ передвижения. Сосчитайте число инфузорий в капле воды.
- Поместите две капли воды с инфузориями на предметное стекло, соедините их водяным «мостиком». На край одной капли положите кристаллик соли. Объясните происходящие явления.
- В каплю воды с инфузориями положите два-три волоконца ваты (для замедления движения инфузорий). Осторожно накройте покровным стеклом.
- Поместите препарат под микроскоп. Рассмотрите вначале при малом, а затем при большом увеличении микроскопа то, что происходит внутри тела инфузории.
- Зарисуйте внешнее и внутреннее строение инфузории-туфельки, пользуясь большим увеличением микроскопа. Сделайте необходимое обозначение.
- На основе наблюдений перечислите признаки, характерные для инфузорий как представителей простейших.
Инфузории - сложно организованные простейшие. Имеют в клетке два ядра: большое и малое. Размножаются бесполым и половым путем. Половое размножение способствует обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость инфузорий.
Упражнения по пройденному материалу
- Почему инфузория-туфелька так названа?
- Какие признаки доказывают более сложную организацию инфузории-туфельки по сравнению с амебой протеем и эвгленой зеленой?
- Как проявляется более сложное, чем у других простейших, строение инфузории-туфельки в процессах питания и выделения?
- В чем особенности процесса размножения инфузории-туфельки?
- Почему важное биологическое значение имеет половой процесс в жизни инфузории-туфельки?
На размножение инфузории-туфельки откладывает отпечаток ее более сложное и особенное строение по сравнению с другими Простейшими. Так, у инфузории-туфельки два ядра. Одно - большое, называемое макронуклеусом , второе - малое, называемое микронуклеусом .
В ядрах содержатся хромосомы, в состав которых входят молекулы ДНК. В них закодирована наследственная информация. В большом ядре (макронуклеусе) находится несколько наборов хромосом, т. е. это ядро полиплоидное . В малом ядре (микронуклиусе) содержится двойной набор хромосом, т. е. это ядро диплоидное . Для сравнения: у большинства других животных в клетках по одному диплоидному ядру. Только в половых клетках ядра гаплоидные (содержат одинарный набор хромосом). Диплоидность означает, что каждая хромосома продублирована, т. е. у каждой хромосомы есть идентичная ей другая хромосома. Полиплоидность означает, что каждая хромосома продублирована несколько раз.
С ДНК макронуклеуса информация считывается с помощью специальных молекул (РНК) и далее в цитоплазме с помощью РНК синтезируются свойственные для инфузории-туфельки белки. И уже далее белки определяют синтез жиров, углеводов и других веществ (это делают белки, выполняющие функцию ферментов) или из белков строятся структуры клетки (органеллы, мембраны и др.).
Хромосомы микронуклеуса не используются для регуляции жизнедеятельности клетки. Микронуклеус используется только для полового процесса. У инфузории-туфельки есть не только бесполое размножение, но и половое. Однако это половое размножение протекает не так как у многоклеточных животных. При нем увеличения количества особей не происходит. Поэтому половое размножение инфузорий правильней называть половым процессом (конъюгацией ).
Бесполое размножение инфузории-туфельки
Бесполое размножение инфузории-туфельки протекает примерно также как у амебы и эвглены зеленой. Клетка делится надвое. Однако, в отличие от той же эвглены, инфузория делится не в продольном направлении, а в поперечном. То есть у инфузории-туфельки одной дочерней клетке достается передняя часть клетки, а второй - задняя.
В благоприятное время года (когда тепло и много пищи) деление происходит примерно раз в сутки. Бесполое размножение инфузории-туфельки происходит только у выросших, полностью сформированных клеток-особей.
Перед делением самой клетки сначала делятся его ядра. Сначала делится малое ядро, образуется два микронуклеуса. После этого делится макронуклеус. В это время многие процессы жизнедеятельности в инфузории-туфельке приостанавливаются (например, она перестает питаться). Одно большое и одно малое ядра уходят в переднюю часть клетки, другие большое и малое - в заднюю часть клетки.
После деления ядер начинается делится сама клетка. По середине образуется перетяжка, которая углубляется, полностью отделяя одну часть клетки от другой. Каждая новая клетка получает по одной сократительной вакуоли, а вторую достраивает самостоятельно. Также строится клеточный рот и другие части клетки.
Половой процесс инфузории-туфельки
В половом процессе (конъюгации) участвуют две разные клетки инфузории-туфельки. Они подходят друг к другу со стороны клеточных ртов и склеиваются. Между ними образуется так называемый цитоплазматический мостик (канал, по которому содержимое одной клетки может перетекать в другую).
Большие ядра конъюгирующих инфузорий разрушаются. В каждой инфузории-туфельке малое ядро делятся так, что образуется четыре ядра с гаплоидным набором хромосом. Такое деление называется мейоз . Три из гаплоидных ядер разрушаются, а оставшееся делится обычным способом (митоз ). Но поскольку в нем был гаплоидный набор хромосом, то получаются два ядра с гаплоидным набором.
Из каждой клетки по цитоплазматическому мостику уходит в другую клетку одно гаплоидное ядро, а другое остается. Таким образом инфузории-туфельки обмениваются своей генетической информацией. Один гаплоидный набор остается своим, а второй - приходит из другой клетки.
После того как произошел обмен ядрами, в каждой клетке они сливаются. Образуется новое малое диплоидное ядро. Далее оно делится, давая начало большому ядру, которое потом становится полиплоидным.
При половом размножении, в том числе при половом процессе, происходит обмен генетической информацией. У особей могут появиться новые признаки, способствующие их лучшей приспособляемости и выживаемости.
Простейший одноклеточный живой организм – инфузория туфелька. Длина тела микроорганизма достигает всего 0,3 – 0,5 мм. Как бы ни вглядывался человек в водную среду, где обитает инфузория-туфелька (водоемы со стоячей водой и домашние аквариумы), увидеть невооруженным глазом это животное он не сможет, не только из-за микроскопических размеров, но и бесцветного окраса.
Строение тела инфузории туфельки
Форма тела инфузории туфельки веретенообразная, напоминает внешним видом подошву туфли с узким носком и широким задником. Поверхность клетки покрыта тонкой светлой эластичной оболочкой — эктоплазмой, именно она и удерживает тело в определенной постоянной форме. Внутренний слой оболочки более темный, с зернистым строением – эндоплазма.
Поверхность тела укрыта ресничками в количестве от 10 000 штук, беспрестанно движущимися, за счет чего инфузория и передвигается со скоростью 2,5 мм за секунду. Во время передвижения клетка производит вращение вдоль продольной оси своего тела. Каждая ресничка, синхронно с остальными, производит резкий взмах в едином направлении и плавное медленное возвращение волосков в начальное положение.
Между ресничками располагаются в мембранных мешочках трихоцисты – защитные органоиды, состоящие из тела с наконечником. При раздражении клетки хищником, трихоцисты выбрасываются наружу, перевоплощаясь в прочные нити, поражающие неприятеля. На освободившихся местах отрастают новые трихоцисты.
Внешнее строение инфузории туфельки состоит из верхней части и брюшины, последняя отличается наличием перистомы – своеобразного околоротового углубления, напоминающего желоб. Задняя часть перистомы оснащена ротовым отверстием, ведущим в глотку. По краям перистомы также есть реснички, но длиннее, чем на остальном теле. С их помощью создается непрерывный ток воды в глотку животного, вместе с которым туда попадают и бактерии – основная пища инфузории туфельки. Вокруг бактерий в цитоплазме образуется пищеварительная вакуоль, которая тут же наполняется выделяющимся пищеварительным соком. Вакуоль отрывается от глотки и проходит дальше в тело инфузории — в сторону заднего конца, описывает дугу, возвращается на исходное место. Весь путь вакуоль проходит за 1 час, в это время в нее проникают пищеварительные ферменты, а полезные вещества всасываются в цитоплазму. По завершении пути остатки пищи, не успевшие перевариться, выбрасываются наружу.
Питается инфузория туфелька практически непрерывно – поток воды с микрочастицами постоянно льется в открытый рот. Питание прекращается лишь во время процесса размножения.
Как дышит инфузория туфелька
Дыхание клетки выполняется через оболочку тела. Кислород проникает в организм, где окисляет органические вещества, раскладывающиеся на CO2, воду и иные составляющие. В процессе высвобождается энергия, за счет которой и поддерживается жизнь клетки. Удаление углекислого газа, образующегося в процессе дыхания, также происходит сквозь оболочку.
Выделительная система инфузории туфельки
Внутреннее строение тела инфузории туфельки включает две вакуоли, в них скапливается вода, насыщенная питательными веществами, образующимися во время окислительной реакции. Когда вакуоли наполняются до определенного значения, то максимально приближаются к поверхности тела изнутри, изливая содержимое наружу сквозь оболочку.
Способы размножения инфузории туфельки
Обычный способ – бесполый, происходит путем деления клетки на две равные части. Во время активного движения, тело туфельки вытягивается в длину и строго по его середине образуется углубляющая перетяжка – место, в котором и происходит в дальнейшем деление инфузории на два организма. С появлением перетяжки изменяется и строение инфузории туфельки – образуются по две глотки, ротовых отверстия и перистомы. В каждой новой клетке имеется по одному большому и малому ядру, часть органоидов материнской клетки, недостающие образуются заново. Бесполое размножение происходит довольно быстро – всего за сутки из одной инфузории 2 – 4 одноклеточных животных.
Половое размножение – не часто используемый способ, но возможный в случае температурных изменений и недостатке пищи. По завершении процесса, инфузория туфелька зачастую перевоплощается в цисту. Две инфузории на время соединяются, в месте соприкосновения растворяется оболочка, возникает своеобразный мостик. В это время каждая инфузория лишается большого ядра, малое делится дважды, образуя 4 дочерних ядра, три из которых исчезают, последнее снова разделяется на равные части. В завершении этого в теле каждой инфузории имеется по 2 ядра. Каждая из клеток обменивается с другой одним ядром, которые перемещаются по соединительному мостику. Попав в тело другой инфузории, ядро сливается там с еще одним – «родным» этому организму. Получившиеся ядра снова разделяются на большое и малое ядро, как это и должно быть, инфузории рассоединяются. Данный способ размножения имеет название конъюгация, длительность его составляет 12 часов. Несмотря на то, что новой клетки в этом случае не образуется, польза от такого процесса — обмен генетического материала между особями, что ведет к перераспределению наследственности, обновлению и увеличению жизнестойкости организмов.
Особенности поведения инфузории туфельки
Исследователями был поставлен интересный опыт, доказывающий, что инфузорий можно дрессировать. Когда животное, прежде находящееся в темноте, пыталось перемещаться на светлое место, то на границе между светом и тьмой оно получало удар током, отчего инфузория останавливалась и поворачивала назад. Опыт повторялся много раз и уже через 45 минут от его начала, туфелька, доходя до края темного места, не дожидалась удара током, а уходила назад в темноту. Таким образом, можно выработать у животных привыкание к различным раздражителям. Приобретенные навыки сохраняются в памяти инфузории от 8 – 90 минут, могут накапливаться и помогать приспосабливаться к изменяющейся окружающей среде.
Инфузория туфелька довольно чувствительна к температурам окружающей воды и умеет выбрать наиболее благоприятное для себя место, что показывает следующий опыт: в трубку с водой были помещены инфузории, на одном конце трубки вода подогревалась до температуры в 35 градусов, на втором – до 15. Все туфельки собрались на нейтральной территории, то есть в месте, где вода была комфортной для них и имела около 25 градусов.
Оказалось, что инфузория туфелька чувствительна к химическим веществам и способна различать их микроскопические частицы в водной среде. Эту особенность животных ученые используют для обнаружения в воде тех или иных примесей при исследованиях жидкостей в лабораторных условиях.
Что касается питания, то и здесь инфузория туфелька проявляет оригинальность – если пищей для нее служат водоросли, то животное старается находиться в темноте, видимо, фотосинтез, происходящий в не до конца переваренных водорослях, мешает ее пищеварению.
Разведение инфузории туфельки в домашних условиях
Необходимый инвентарь: трехлитровые банки, спринцовка (пластиковый наконечник следует заменить на стеклянную часть пипетки), линза с сильным увеличением, кусочек стекла.
Быстрее всего размножение происходит на молоке, но и погибают микроорганизмы в нем за короткое время. Более выгодна высушенная кожура спелого банана (достаточно 3-х кв. см).
Культуру инфузории можно приобрести у любителей аквариумов либо добыть самостоятельно, зачерпнув воду со дна стоячего водоема. В последнем варианте капля воды помещается на стекло под микроскоп, где среди простейших хорошо видны инфузории. Рядом с каплей из водоема следует капнуть чистую воду. При помощи спички протягивается соединительный канал от одной капли к другой, по нему инфузории сами переплывут в более свежую воду. Переводя инфузорий снова и снова в каплю новой воды, получают чистую культуру этих микроорганизмов.
Дальше животных нужно отправить в инкубатор – набирается половина 3-х литровой банки чистой воды, добавляется 3 капли молока и помещается культура инфузорий. Банка помещается в теплом освещенном месте, но не под прямыми лучами солнца. Кормом для инфузорий служат бактерии, потому обычно они скапливаются у частичек органического материала. Чтобы использовать туфельки на корм малькам, в емкость опускается водоросль, вокруг которой сразу появляются инфузории, собираются они при помощи пипетки и отправляются в аквариум, но не сразу. Следует немного подождать, пока животные съедят бактерий, обитающих в данных каплях воды, а уж после помещать жидкость с инфузориями в аквариум с мальками.
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.
Простейшие одноклеточные организмы, относящиеся к классу реснитчатых распространены практически повсеместно. От холодных льдов Севера до не менее обжигающих айсбергов Юга в любой стоячей воде обнаруживаются эти милые создания, являющиеся одним из важнейших звеньев пищевой цепочки биоценоза. Для аквариумиста инфузории туфельки представляют ценность как хорошая кормовая подпитка для новорожденных мальков. Но прежде чем заводить в своем «подводном мире» эту живность, стоит познакомиться с размножением, питанием и жизнедеятельностью микроорганизма.
Природная среда обитания и не только
Мельчайшие из живых существ обитают в неглубоких водоемах с неподвижной водой. Инфузории туфельки называются так за сходство формы тельца, сплошь покрытого ресничками, с дамской туфлей. Реснички помогают животным двигаться, питаться и даже обороняться. Мельчайший организм имеет размер 0,5 мм, увидеть невооруженным глазом инфузорию невозможно! Интересен способ перемещения в воде – только округлым затупленным концом вперед, но и при такой своеобразной «ходьбе», малышки развивают скорость 2,5 мм/1секнду.
Одноклеточные создания имеют двуядерную структуру: первое «большое» ядро контролирует питательные и дыхательные процессы, следит за обменом веществ и перемещением, а вот «малое» ядро включается только в процессы полового значения. Тончайшая оболочка повышенной эластичности позволяет микроорганизму находиться в природной четко очерченной форме, а также быстро передвигаться. Как таковое передвижение осуществляется посредством ресничек, исполняющих роль «весел» и постоянно толкающих туфельку вперед. Кстати, движения всех ресничек абсолютно синхронны и согласованны.
Жизнедеятельность: питание, дыхание, размножение
Как и все свободно живущие микроорганизмы, инфузория туфелька питается мельчайшими бактериями и частичками водорослей. У такой крохи имеется ротовая полость – глубокая впадинка, расположенная в определенном месте тела. Ротовое отверстие переходит в глотку, а потом пища попадает прямиком в вакуоль для переваривания пищи и тут еда начинает перерабатываться кислой, а затем и щелочной средой. У микроорганизма есть и отверстие, через которое выходят не полностью переваренные остатки пищи. Располагается оно позади пищевого отверстия и, проходя через структуру особого типа – порошицу, остатки еды выталкиваются наружу. Питание микроорганизма отлажено до предела, туфелька не может переесть или остаться голодной. Это, пожалуй, одно из совершенных созданий природы.
Дышит инфузория туфелька всеми покровами своего тельца. Высвобожденной энергии хватает для жизнеобеспечения всех процессов, а ненужные отработанные соединения, типа углекислого газа, удаляются так же посредством всей площади тела особи. Строение инфузории туфельки достаточно сложное, например, сократительные вакуоли при переполнении водой с растворенными органическими веществами, поднимаются к самой крайней точке плазмы на тельце и выталкивают все ненужное. Пресноводные обитатели таким образом удаляют излишки воды, которая постоянно поступает внутрь из окружающего пространства.
Микроорганизмы данного типа могут собраться большими колониями к местам, где скапливается много бактерий, но крайне резко реагируют на поваренную соль – уплывают.
Размножение
Существует два типа размножения микроорганизмов:
- Бесполое, являющееся обычным делением. Этот процесс происходит как раздел одной инфузории туфельки надвое, причем новые организмы обладают своим большим и малым ядром. При этом в новую жизнь переходит только малая часть «старых» органоидов, все остальные быстро образуются заново.
- Половое. Этот тип применяется только при появлении температурных колебаний, недостаточности пищи и других неблагоприятных условиях. Именно тогда животные могут разделиться полами и затем превратиться в цисту.
Именно второй вариант размножения наиболее интересен:
- Две особи временно сливаются в одну;
- На месте слияния образуется некий канальчик, соединяющий пару;
- Большое ядро полностью исчезает (у обоих особей), а малое разделяется два раза.
