Биология – инфузория туфелька: особенности строения, передвижения и жизнедеятельности, питание, особенности, размножение: схемы и рисунки

Как передвигается

Инфузория туфелька активно передвигается с помощью своих специальных ресничек, называемых в науке органеллами. На поверхности одного клеточного организма находится их порядка 15 тыс. Это можно увидеть под микроскопом, разглядывая модель одноклеточного.

Благодаря четко организованной деятельности органелл (они также называются трихоцистами), организм стремительно двигается подобно кораблю на веслах или маятнику. Движение получается быстрое, но плавное.

Органеллы быстро приподнимаются, а потом направляются в прежнее положение. За одну минуту таких движений происходит очень много. Инфузория двигается тупым кончиком вперед и поворачивает свое тело около оси.

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.

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.

Размножение амебы обыкновенной

Амебы размножаются бесполым размножением посредством деления одной клетки надвое. Как и эвглены зеленные, амебы практически бессмертны, так как непрерывно размножаясь делением они живут вечно. Некая амеба, которая делится сейчас, может вести свою родословную от некой амебы, которая делилась еще в эпоху динозавров.

Сам процесс размножения – деления амебы начинается с митотического деления ядра: из одного ядра образуется два, которые затем удаляются друг от друга. Параллельно с этим начинает свое разделение и цитоплазма амебы. А вот сократительная вакуоль не разделяется, а остается в одной из новообразованных клеток, во второй клетке-амебе вакуоль образуется заново. Размножение-деление амебы происходит весьма быстро, его скорость зависит от температуры окружающей среды. В жаркие летние дни амеба может даже делится несколько раз за день, а вот с наступлением зимних холодов частота деления уменьшается, а затем и вовсе прекращается. Чтобы пережить зиму сама амеба превращается в цисту – покрывается плотной двойной белковой оболочкой.

Питание

Для простейших характерен гетеротрофный тип питания, однако некоторые из них миксотрофы (например, эвглена зелёная). Сейчас разберемся в их различиях.

Гетеротрофы в ходе питания поглощают органику, созданную другими организмами. 

Миксотрофы – организмы, которые могут питаться автотрофно, то есть фотосинтезировать, а при недостаточном освещении переходить к поглощению уже готовой органики из среды. 

Таким образом, их питание – “микс” из гетеротрофного и автотрофного типов. Это очень удобный механизм выживания, как у ноутбука: если нет зарядки от розетки, он переходит на энергию батареи.

У миксотрофов есть особый светочувствительный органоид – стигма, или глазок, благодаря которому эвглены могут перемещаться в более освещенное место. Это явление называется положительный фототаксис. 

Как организм, не имеющий органов слуха, зрения и осязания, понимает, в какую сторону ему нужно двигаться?Помимо фототаксиса простейшие могут ориентироваться с помощью хемотаксиса. Хеморецепторы на поверхности клетки улавливают изменение pH среды, увеличение или уменьшение концентрации химических веществ. Эти рецепторы – глаза, уши и нос простейшего, именно они получают информацию о том, где “хорошо”, а где “плохо”. И тогда клетка движется в направлении от агрессивных веществ или к питательному субстрату.

Скопление эвглен в наиболее освещённом месте временного препарата

Пиноцитоз и фагоцитоз

Простейшие-гетеротрофы могут поглощать жидкие компоненты среды (белки, липиды, растворенные углеводы) в виде капель. Такой способ питания называется пиноцитоз. 

Также одноклеточные животные могут поглощать твердые частицы (бактерии, кусочки детрита) с помощью фагоцитоза. При таком питании мембрана клетки животного впячивается внутрь и образует фагоцитозный пузырёк, который впоследствии становится пищеварительной вакуолью.

Питание амёбы: 1 – фагоцитоз, 2 – пиноцитоз

Особенности обитания

Простейшие обитают в водной, почвенной и организменной средах, то есть во всех возможных, за исключением воздушной. На воздухе они не любят жить потому, что важнейшим условием жизни протистов является наличие влаги, при нехватке которой они переходят в цисту. 

Циста – форма, переживающая неблагоприятные условия. 

Циста имеет плотную оболочку, а все метаболические реакции в ней заторможены.

Выход амёбы из цисты

Оболочка цисты ー своеобразный скафандр, в котором клетка, как космонавт в открытом космосе, полностью защищена от воздействия внешних факторов. В скафандре космонавт может дышать, разговаривать, но расходовать ресурсы он должен очень экономно, иначе они закончатся! Поэтому в цисте все обменные процессы протекают замедленно, причем происходят только самые важные реакции, чтобы обеспечивать жизнь клетки.

Существуют простейшие, которые могут образовывать колонии. По мнению многих учёных, такие колониальные организмы дали начало многоклеточным животным.

Что общего у колонии простейших и студенческого общежития?Колония ー специфическая форма совместного проживания одноклеточных организмов. Клетки в колонии независимы друг от друга и могут существовать отдельно. Чтобы запомнить этот термин, будем ассоциировать его с общежитием. Колония состоит из множества особей, как и общежитие состоит из множества людей, взаимодействующих друг с другом. Однако каждая клетка колонии, как и каждый человек, может существовать и отдельно от этого сообщества.

Экологическое значение

В цепях питания простейшие могут выполнять роль продуцентов или консументов.

Продуценты – организмы, синтезирующие органические вещества из простых неорганических соединений с помощью хемо- и фотосинтеза. 

“Продуценты” и “продукты” – однокоренные слова, и они взаимосвязаны. Так и запомним: продуценты делают первичные “продукты питания” для других компонентов экосистемы.

Консументы – организмы, потребляющие органические вещества, созданные продуцентами. 

То есть, они не могут сами приготовить себе обед, а вместо этого пользуются веществами, которые произвели продуценты. Здесь можно вспомнить, что в английском языке есть глагол “to consume” ー потреблять.  Консументы как раз являются такими потребителями веществ от продуцентов.

Простейшие составляют часть зоопланктона и являются важной пищей для животных, живущих в водоёмах. 

Но также простейшие могут и вредить. Некоторые одноклеточные животные паразитируют на других организмах (амёба дизентерийная, малярийный плазмодий). Они вызывают заболевания животных и растений.

Какую пользу болезнетворные протисты приносят экосистеме?Паразиты являются возбудителями заболеваний, которые при отсутствии лечения могут привести к летальному исходу особи. Например, малярийный плазмодий вызывает малярию, трипаносома – трипаносомоз, или сонную болезнь, кокцидия – кокцидиоз.Чаще всего эти болезни оказываются смертельными именно для организмов со слабым иммунитетом, плохо приспособленным к жизни. Поэтому можно сказать, что паразиты “вычищают” популяцию от наименее приспособленных животных или растений и повышают её устойчивость к факторам среды. Кроме того, паразитические инфекции способствуют уменьшению численности популяции, то есть предотвращают перенаселение территории определенным видом.

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

Инфузория туфелька под микроскопом

Когда мамы и папы начинают объяснять ребенку, что можно рассмотреть в микроскоп, то, как правило, на ум приходит красивая и эффектная инфузория туфелька. Как много значит верно подобранное название! Пытаясь вспомнить школьный курс биологии, каждый отмечает, что это необычное существо прочно сидит в памяти, наряду с пестиком и тычинкой.

Инфузория туфелька под микроскопом является классикой исследований начального уровня. Для того, чтобы ее лицезреть воочию, не обязательно обладать углубленными знаниями. Достаточно лишь правильно настроить прибор. Удивление гарантированно – «в живую» она такая же, как на картинке учебника 7 класса! Ресничный одноклеточный организм имеет форму женской туфли, в области свода которой располагается темное пятно – ядро (Макронуклеус), а рядом, размером поменьше- малое ядрышко (Микронуклеус). Ее пищеварительная система едва ли заметна, однако это не портит общего впечатления от увиденного.

Добыть туфельку можно двумя способами. Первый – для тех, кто хочет получить все и сразу: присмотритесь к наборам готовых микропрепаратов, сделанных в заводских условиях. Каждый производитель подобных аксессуаров понимает значимость инфузории для юного биолога и старается в 60% случаев включить ее в состав. Второй – для самых преданных исследовательскому делу специалистов (маленьких и больших): набрать воду и небольшое количество ила в водоеме с несильным течением (желательно, чтобы это был обычный пруд или неглубокий карьер, однако, порой она встречается даже в лужах), а далее приготовить препарат самостоятельно, заключив взятую пробу илистой жидкости между предметным и покровным стеклами. Использование различных красителей (специальных или естественных, таких как йод) сделает изображение более контрастным. Наблюдать ее можно в детский биологический микроскоп на кратности от 40 до 800. Технология и сам процесс практически ничем не отличается от рассматривания тех же клеток лука, просто на слабом увеличении мы увидим сразу несколько инфузорий. При смене увеличений следите за тем, чтобы образец был отцентрирован на столике, т.е. его рассматриваемая часть всегда находилась точно под оптикой объектива – придется воспользоваться препаратоводителем или аккуратно двигать стеклышки руками, ослабляя зажимы держателя.

Рекомендуем наблюдать инфузорию в следующие модели микроскопов:

  • Bresser Junior 40x-640x
  • Levenhuk LabZZ M101
  • Микромед С-13
  • Микромед С-12
  • Биомед-1И
  • Levenhuk Rainbow 2L PLUS

Инфузория-туфелька

ЦарствоЖивотные
ПодцарствоОдноклеточные
ТипИнфузории

Инфузория-туфелька обитает в мелких стоячих водоёмах. Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдалённо напоминающую туфлю.

Инфузории все время находятся в движении, плавая тупым концом вперёд. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду. На поверхности тела у них имеются органоиды движения — реснички.

В клетке два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе.

Строение инфузории туфельки

Организм инфузории устроен сложнее. Тонкая эластичная оболочка, покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму её тела. Этому же способствуют хорошо развитые опорные волоконца, которые находятся в прилегающем к оболочке слое цитоплазме. На поверхности тела инфузории расположено около 15 000 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 вёсла, толкают инфузорию вперёд. Волнообразное движение ресничек при этом согласованно.

Когда инфузория-туфелька плывёт, она медленно вращается вокруг продольной оси тела.

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.

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.

Бесполое

Инфузория обычно размножается бесполым путём — делением надвое. Ядра делятся на две части, и в каждой новой инфузории оказывается по одному большому и по одному малому ядру. Каждая из двух дочерних получает часть органоидов, а другие образуются заново.

Размножение инфузории-туфельки

Половое

При недостатке пищи или изменении температуры инфузории переходят к половому размножению, а затем могут превратиться в цисту.

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. Большое ядро каждой инфузории исчезает. Малое ядро дважды делится.

В каждой инфузории образуются четыре дочерних ядра. Три из них разрушаются, а четвёртое снова делится. В результате в каждой остаётся по два ядра. По цитоплазматическому мостику происходит обмен ядрами, и там сливается с оставшимся ядром.

Вновь образовавшиеся ядра формируют большое и малое ядра, и инфузории расходятся. Такой половой процесс называется конъюгацией. Он длится около 12 часов.

Половой процесс ведёт к обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость организмов.

Жизненный цикл инфузории-туфельки

Инфузория туфелька: строение

  • Простейший организм инфузории-туфельки имеет и другое название – парамеция хвостатая. Ее размер от 0,1 мм до 0,5 мм. Инфузория имеет бесцветный окрас тельца состоящего из основных органоидов – внутренних двух ядер.
  • Малое ядро инфузории-туфельки может быть не в одном экземпляре — исполняет роль ответственного за половую деятельность животного.
  • А большое ядро – регулирует функцию приема пищи, усвоение кислорода, метаболизм и систему передвижения. Внешний край поверхности оснащен мелкими ресничками.
  • Реснитчатые отростки выполняют функцию движения инфузории. Их количество достигает — около 15 тысяч. Реснитчатая ножка имеет базальное тельце у своего основания, рядом находится парасональный мешок, который заглатывается мембраной.


Строение

  • Наружная часть клетки имеет тонкую оболочку, выполняющую функцию защиты и сохранности целостности формы. Кроме вышеуказанных составляющих, инфузория содержит: цистерны альвеолы, филомены, микротрубочки, фибриллы.
  • Цитоскелет позволяет инфузории сохранять форму тельца в первоначальном виде.
  • У туфельки существуют: ротовое отверстие, глотка, и зона для выведения фрагментов переработки пищи – порошица. Ее сократительные вакуоли имеют приводящие каналы.

Сосущие инфузории Suctoria


Рис.  Сосущие инфузории
А — сосущая  Dendrocometes para¬doxus; 1 — пойманная добыча; 2 — разветв¬ленные щупальца; 3 — сократительная вакуоля;    4— макронуклеус;    Б — сосательное щупальце Dendrocometes; 1— пеллику¬ла; 2— канальцы; 3— цитоплазма; В— Sphaerophrya, сосущая нескольких ресничных.
Рис. 45. Сувойки (Vorticella):

Сосущие инфузории — небольшая специализированная группа хищников и паразитов, включающая несколько десятков видов. Все сук- тории — сидячие животные, в связи с чем во взрослом состоянии полностью лишены ресничек. Они прикрепляются различным образом к суб-страту, часто к покровам животных, например ракообразных, при помощи особой ножки, или подошвы.
У сосущих инфузорий отсутствуют обычные для ресничных органеллы: перистом, рот, глотка, пищеварительные вакуоли и т. п. Питание происходит при помощи особых сосательных щупалец, представляющих собой плазматические трубочки с каналом, ведущим внутрь эндоплазмы (рис. 46). Стоит какой-либо ресничному виду или жгутиконосцу случайно прикоснуться к сосательному щупальцу, как это простейшее прилипает к нему и оказывается в плену у сосущей инфузории. Последняя подтягивает к жертве другие щупальца. Оболочка простейшего растворяется в местах прикрепления щупалец, и цитоплазма жертвы переливается по трубочкам внутрь, в эндоплазму сосущей инфузории.
Сосательные щупальца могут быть расположены различно: пли радиально (Sphaerophrya, рис. В), или пучками на свободном конце сидящей инфузории, или на особых выростах — «руках» (Dendrocometes paradoxus; рис. А, Б). Сосущие живут и в пресных водах и в морях. Одни из них — хищники, поедающие других инфузорий; другие паразитируют внутри них. На-пример, Sphaerophrya sol паразитирует внутри туфельки.
Бесполое размножение сосущих инфузорий происходит путем наружного или внутреннего почкования. От материнской особи отделяются почки, снабженные пояском ресничек. Их называют бродяжками. Некоторое время они плавают, затем прикрепляются к субстрату, теряют реснички и превращаются в типичных сосущих инфузорий.
У сосущих имеется макронуклеус и микронуклеус. Половой процесс, так же как у ресничных, происходит путем конъюгации.
Наличие у бродяжек ресничек и двух ядер, а у взрослых сосущих полового процесса путем конъюгации сближает их с ресничными инфузориями и позволяет считать, что сосущие произошли от ресничных.

Миграции

При ухудшении условий для жизнедеятельности инфузории могут перебраться на новое место обитания. Процесс состоит из нескольких этапов:

  1. Сотни тысяч туфелек собираются группками.
  2. Каждая собирается в правильный шарик.
  3. Многоклеточная особь переносится на новое место
  4. На новом месте распадается на отдельные существа.

Перемещаться инфузории могут ветром или «пассажирами» на птицах и животных. Для шарика, в виде которого инфузории путешествуют, ученые придумали название — циста.

Может быть и другой вариант — инфузории впадают в «спячку». Группы не собираются, а отдельные существа создают собственные панцири-цисты, в которых могут находиться, пока условия не станут благоприятными.

Возможности изучения

Рассказ про инфузорию-туфельку можно услышать ещё в школе, но как именно исследователи изучали крохотный организм, знают не все. На самом деле в наблюдении за ним нет ничего сложно, кроме того, размер в десятые миллиметра является довольно большим для простейших. Всё это означает, что исследования можно провести даже в домашних условиях, но сначала для этого нужно развести культуру инфузорий.

Поскольку туфельки присутствуют во всех водоёмах, вода берётся из этих источников. Для чистоты эксперимента нужно взять три стеклянные ёмкости и в одну из них положить разлагающиеся веточки и листья, в другую — живые растения, в третью — ил со дна. Все материалы берутся из водоёма, оттуда же добывается и жидкость и заливается в банки.

Когда всё готово, нужно внимательно просмотреть содержимое ёмкости и убедиться, что в ней нет посторонних видимых глазом организмов, например, насекомых или личинок. Если они есть, их придётся выловить, в противном случае инфузории будут съедены. Подготовленная среда обитания ставится на окно, прикрывается стеклом и оставляется при комнатной температуре на несколько дней. При этом нужно следить, чтобы на ёмкость не попадали прямые солнечные лучи. Спустя двое суток банку следует встряхнуть и проверить, не появилось ли там каких-либо организмов. Это могут быть как туфельки, так и другие существа, но проверяется это просто. Нужно взять каплю воды у освещённой стенки сосуда ближе к поверхности, именно в этом месте будет концентрироваться большинство интересующих организмов. Затем каплю следует поместить на стекло и рассмотреть через микроскоп или хотя бы лупу.

Если при этом видны веретеновидные тела, перемещающиеся быстро и плавно и вращающиеся вокруг своей оси, значит, получилось развести туфелек. Если в капле присутствует кусочек зелени или бактериальная плёнка, сразу множество инфузорий будет скапливаться вокруг пищи.

Для ускорения процесса размножения инфузорий нужно поместить их в благоприятную среду

Отделить туфелек от других животных несложно. Обычно они двигаются намного быстрее остальных организмов, этим и нужно воспользоваться. Для этого каплю, в которой есть несколько типов существ, помещают на стекло и ставят в хорошо освещённое место. Рядом с ней приливают небольшое количество свежей воды и проводят зубочисткой линию от одной жидкости к другой так, чтобы получился тонкий водяной мостик, соединяющий две среды. Инфузории быстро пройдут расстояние и окажутся в новой капле.

Бывает, что не удаётся рассмотреть ничего живого в воде, в таком случае можно добавить в ёмкость несколько капель кипячёного молока и подождать ещё два дня. Спустя это время можно ещё раз попытаться изучить развившиеся организмы.

Далее туфельки будут размножаться, ускорить этот процесс можно, создав им благоприятные условия. Для этого их помещают в одну из следующих сред:

  • на высушенную банановую кожуру;
  • на листья салата;
  • в молоко;
  • в настой сена.

Разведённые таким образом организмы могут использоваться для наблюдения за ними в исследовательских целях либо приносить практическую пользу. Поскольку инфузории — естественные санитары пресных вод, они могут дезинфицировать жидкость в аквариумах с рыбами, а также служить кормом для мальков.

Поделитесь в социальных сетях:ВКонтактеFacebookTwitter
Напишите комментарий