Живой мир наполнен головокружительным множеством живых существ. Большинство организмов состоят только из одной клетки и не видимы невооруженным глазом. Многие из них становятся заметными исключительно под микроскопом. Другие, такие как кролик, слон или сосна, а также человек, сделаны из многих клеток, и эти многоклеточные организмы также в огромном количестве населяют весь наш мир.
Строительные блоки жизни
Структурными и функциональными единицами всех живых организмов являются клетки. Их еще называют строительными блоками жизни. Все живые организмы состоят из клеток. Эти структурные единицы были открыты Робертом Гуком еще в 1665 году. В организме человека насчитывается около ста триллионов клеток. Размер одной составляет около десяти микрометров. Ячейка содержит клеточные органеллы, которые контролируют ее активность.
Существуют одноклеточные и многоклеточные организмы. Первые состоят из одной клетки, например бактерии, а вторые включают растения и животных. Количество ячеек зависит от вида. Размер большинства клеток растений и животных клетках составляет от одного до ста микрометров, поэтому они видны под микроскопом.
Одноклеточные организмы
Эти крошечные существа состоят из одной клетки. Амебы и инфузории являются самыми старыми формами жизни, которые существовали еще около 3,8 миллиона лет назад. Бактерии, археи, простейшие, некоторые водоросли и грибы являются основными группами одноклеточных организмов. Существует две основные категории: прокариоты и эукариоты. Они также различаются по размеру.
Самые маленькие составляют около трехсот нанометров, а некоторые могут достигать размеров до двадцати сантиметров. Такие организмы обычно имеют реснички и жгутики, которые помогают им при перемещении. Они имеют простой корпус с базовыми функциями. Размножение может быть как бесполое, так и половое. Питание осуществляется обычно в процессе фагоцитоза, где частицы еды поглощаются и хранятся в специальных вакуолях, которые присутствуют в организме.
Многоклеточные организмы
Живые существа, состоящие из более чем одной клетки, называются многоклеточными. Они состоят из единиц, которые идентифицируются и присоединяются друг к другу, образуя сложные многоклеточные организмы. Большинство из них видны невооруженным глазом. Такие организмы, как растения, некоторые животные и водоросли, появляются из одной клетки и вырастают в многоцепочечные организации. Обе категории живых существ, прокариоты и эукариоты, могут проявлять многоклеточность.
Механизмы возникновения многоклеточности
Существует три теории для обсуждения механизмов, с помощью которых может возникнуть многоклеточность:
- Симбиотическая теория утверждает, что первая клетка многоклеточного организма возникла из-за симбиоза различных видов одноклеточных, каждый из которых выполняет различные функции.
- Синцитиальная теория утверждает, что многоклеточный организм не смог бы развиться из одноклеточных существ с несколькими ядрами. Такие простейшие, как инфузория и слизистые грибы, имеют несколько ядер, тем самым поддерживая эту теорию.
- Колониальная теория утверждает, что симбиоз многих организмов одного и того же вида приводит к эволюции многоклеточного организма. Она была предложена Геккелем в 1874 году. Большинство многоклеточных образований происходит вследствие того, что клетки не могут отделиться после процесса деления. Примерами, подтверждающими эту теорию, являются водоросли вольвокс и эудорина.
Преимущества многоклеточности
Какие организмы - многоклеточные или одноклеточные - имеют больше преимуществ? На этот вопрос ответить достаточно сложно. Многоклеточность организма позволяет ему превышать предельные размеры, увеличивает сложность организма, позволяя дифференцировать многочисленные клеточные линии. Размножение происходит преимущественно половым путем. Анатомия многоклеточных организмов и процессы, которые в них происходят, являются достаточно сложными из-за наличия различных типов клеток, контролирующих их жизнедеятельность. Возьмем, к примеру, деление. Этот процесс должен быть точным и слаженным, чтобы предотвратить ненормальный рост и развитие многоклеточного организма.
Примеры многоклеточных организмов
Как уже говорилось выше, многоклеточные организмы бывают двух видов: прокариоты и эукариоты. К первому относят в основном бактерий. Некоторые цианобактерии, такие как чара или спирогира, являются также многоклеточными прокариотами, иногда их называют еще колониальными. Большинство эукариотических организмов также состоят из множества единиц. Они имеют хорошо развитую структуру тела, и у них есть специальные органы для выполнения определенных функций. Большинство хорошо развитых растений и животных являются многоклеточными. Примерами могут быть практически всех виды голосеменных и покрытосеменных растений. Почти все животные являются многоклечточными эукариотами.
Особенности и признаки многоклеточных организмов
Существует масса признаков, по которым можно с легкостью определить, является ли организм многоклеточным или нет. Среди можно выделить следующие:
- У них достаточно сложная организация тела.
- Специализированные функции выполняют различные клетки, ткани, органы или системы органов.
- Разделение труда в организме может быть на клеточном уровне, на уровне тканей, органов и уровне систем органов.
- В основном это эукариоты.
- Травмы или гибель некоторых клеток глобально не влияет на организм: пораженные клетки будут заменены.
- Благодаря многоклеточности организм может достигать больших размеров.
- По сравнению с одноклеточными у них большая продолжительность жизненного цикла.
- Основной тип размножения - половой.
- Дифференциация клеток свойственна только многоклеточным.
Как растут многоклеточные организмы?
Все существа, от маленьких растений и насекомых до больших слонов, жирафов и даже людей, начинают свой путь как единичные простые клетки, называемые оплодотворенными яйцами. Чтобы вырасти в большой взрослый организм, они проходят через несколько определенных этапов развития. После оплодотворения яйца начинается процесс многоклеточного развития. На протяжении всего пути происходит рост и многократное деление отдельных ячеек. Эта репликация в конечном итоге создает конечный продукт, который является сложным, полностью сформированным живым существом.
Разделение клеток создает ряд сложных моделей, определяющихся геномами, которые являются практически идентичными во всех клетках. Это разнообразие приводит к экспрессии генов, которая контролирует четыре стадии развития клеток и эмбрионов: пролиферацию, специализацию, взаимодействие и движение. Первая включает в себя репликацию многих клеток из одного источника, вторая имеет отношение к созданию клеток с выделенными, определенными характеристиками, третья включает в себя распространение информации между ячейками, а четвертая отвечает за размещение клеток по всему телу для образования органов, тканей, костей и других физических характеристик развитых организмов.
Несколько слов о классификации
Среди многоклеточных существ выделяют две большие группы:
- беспозвоночные (губки, кольчатые черви, членистоногие, моллюски и другие);
- хордовые (все животные, у которых есть осевой скелет).
Важным этапом за всю историю планеты стало появление многоклеточности в процессе эволюционного развития. Это послужило мощным толчком для увеличения биологического разнообразия и его дальнейшего развития. Главным признаком многоклеточного организма является четкое распределение клеточных функций, обязанностей, а также установка и налаживание устойчивых и прочных контактов между ними. Другими словами, это многочисленная колония клеток, которая в силах сохранять фиксированное положение на протяжении всего жизненного цикла живого существа.
К одноклеточным, или простейшим, относятся животные, тело которых морфологически соответствует одной клетке, будучи вместе с тем самостоятельным целостным организмом со всеми присущимиему функциями. Общее число видов простейших превышает 30 тыс.
Возникновение одноклеточных животных сопровождалось ароморфозами: 1. Появились диплоидность (двойной набор хромосом) в ограниченное оболочкой ядро как структура, отделяющая генетический аппарат клетки от цитоплазмы и создающая специфическую среду для взаимодействия генов в диплоидном наборе хромосом. 2. Возникли органоиды, способные к самовоспроизведению. 3. Образовались внутренние мембраны. 4. Появился высокоспециализированный и динамичный внутренний скелет - цитоскелет. б. Возник половой процесс как форма обмена генетической информацией между двумя особями.
Строение. План строения простейших соответствует общим чертам организации эукариотической клетки.
Генетический алпарат одноклеточных представлен одним или несколькими ядрами. Если есть два ядра, то, как правило, одно из них, диплоидное, - генеративное, а другое, полиплоидное, - вегетативное. Генеративное ядро выполняет функции, связанные с размножением. Вегетативное ядро обеспечивает все процессы жизнедеятельности организма.
Цитоплазма состоитиз светлой наружной части, лишенной органоидов, - эктоплазмы и более темной внутренней части, содержащей основные органоиды, - эндоплазмы. В эндоплазме имеются органоиды общего назначения.
В отличие от клеток Многоклеточного Организма у одноклеточных есть органоиды специального назначения. Это органоиды движения- ложноножки - псевдоподии; жгутики, реснички. Имеются и органоиды осморегуляции - сократительные вакуоли. Есть специализированные органоиды, обеспечивающие раздражимость.
Одноклеточные с постоянной формой тела обладают постоянными пищеварительными органоидами: клеточной воронкой, клеточным ртом, глоткой, а также органоидом выделения непереваренных остатков - порошицей.
В неблагоприятных условиях существования ядро с небольшим объемом цитоплазмы, содержащим необходимые органоиды, окружается толстой многослойной капсулой - цистой и переходит от активного состояния к покою. При попадании в благоприятные условия цисты "раскрываются", и из них выходят простейшие в виде активных и подвижных особей.
Размножение. Основная форма размножения" простейших - бесполое размножение путем митотического деления клетки. Однако часто встречается половой процесс.
Класс Саркодовые. или Корненожки.
Амеба
В состав класса входит отряд амебы. Характерный признак - способность образовывать цитоплазматические выросты - псевдоподии (ложноножки), благодаря которым они передвигаются.
Амеба: 1 - ядро, 2 - цитоплазма, 3 - псевдоподии, 4 - сократительная вакуоль, 5 - образовавшаяся пищеварительная вакуоль
Строение. Форма тела непостоянна. Наследственный аппарат представлен одним, как правило, полиплоидным ядром. Цитоплазма имеет отчетливое подразделение на экто- и эндоплазму, в которой расположены органоиды общего назначения. У свободноживущих пресноводных форм имеется просто устроенная сократительная вакуоль.
Способ питания. Все корненожки питаются путем фагоцитоза, захватывая пищу ложноножками.
Размножение. Для наиболее примитивных представителей отрядов амеб и раковинных амеб характерно лишь бесполое размножение путем митотического деления клеток.
Класс Жгутиковые
Строение. У жгутиковых имеются жгутики, служащие органоидами движения и способствующие захвату пищи. Их может быть один, два или множество. Движением жгутика в окружающей воде вызывается водоворот, благодаря которому мелкие взвешенные в воде частички увлекаются к основанию жгутика, где имеется небольшое отверстие - клеточный рот, ведущий в глубокий канал-глотку.
Эвглена зеленая: 1 - жгутик, 2 - сократительная вакуоль, 3 - хлоропласты, 4 - ядро, 5 - сократительная вакуоль
Почти все жгутиковые покрыты плотной эластичной оболочкой, которая наряду с развитыми элементами цитоскелета определяет постоянную форму тела.
Генетический аппарат у большинства жгутиковых представлен одним ядром, но существуют также двуядерные (например, лямблии) и многоядерные (например, опалина) виды.
Цитоплазма четко делится на тонкий наружный слой - прозрачную эктоплазму и глубже лежащую эндоплазму.
Способ питания. По способу питания жгутиковые делятся на три группы. Автотрофные организмы как исключение в царстве животных синтезируют органические вещества (углеводы) из углекислого газа и воды при помощи хлорофилла и энергии солнечного излучения. Хлорофилл находится в хроматофорах, сходных по организации с пластидами растений. У многих жгутиконосцев с растительным типом питания имеются особые аппараты, воспринимающие световые раздражения - стигмы.
Гетеротрофные организмы (трипаносома - возбудитель сонной болезни) не имеют хлорофилла и поэтому не могут синтезировать углеводы из неорганических веществ. Миксотрофные организмы способны к фотосинтезу, но питаются также минеральными и органическими веществами, созданными другими организмами (эвглена зеленая).
Осморегуляторная и отчасти выделительная функции выполняются у жгутиковых,как у саркодовых, сократительными вакуолями, которые имеются у свободноживущих пресноводных форм.
Размножение. У жгутиковых отмечается половое и бесполое размножение. Обычная форма бесполого размножения - продольное деление.
Тип Инфузории, или Ресничные
Общая характеристика. К типу инфузорий относится более 7 тыс. видов. Органоидами движения служат реснички. Имеется два ядра: крупное полиплоидное - вегетативное ядро (макронуклеус) и мелкое диплоидное - генеративное ядро (микронуклеус).
Строение. Инфузории могут быть разнообразной формы, во чаще всего овальной, как инфузория туфелька.Размеры их достигают в длину 1мм. Снаружи тело покрыто пелликулой. Цитоплазма всегда четко разделена на экто- и энтодерму. В эктоплазме находятся базальные тельца ресничек. С базальными тельцами ресничек тесно связаны элементы цитоскелета.
Способ питания инфузории. В передней половине тела находится продольная выемка - околоротовая впадина. В глубине ее расположено овальное отверстие - клеточный рот, ведущий в изогнутую глотку, которую поддерживает система скелетных глоточных нитей. Глотка открывается непосредственно в эндоплазму.
Осморегуляция. У свободноживущих инфузорийимеютсясократительные вакуоли.
Инфузория туфелька: 1 - реснички, 2 - пищеварительные вакуоли, 3 - малое ядро, 4 - большое ядро, 5 - клеточныйрот, в - клеточная глотка, 7 - порошица, 8 - сократительная вакуоль<
Размножение. Для инфузорий характерно чередование полового и бесполого размножения. При бесполом размножении происходит поперечное деление инфузорий.
Среда обитания. Свободноживущие инфузории встречаются и в пресных водах, и в морях.Образ жизни их разнообразен.
Простейшие животные одноклеточные организмы, признаки, питание нахождение в воде и в организме человека
Общая характеристика
Или одноклеточные, организмы, как видно из их названия, состоят из одной клетки. Тип Protozoa включает более 28 000 видов. Строение простейших можно сравнить со строением клеток многоклеточных организмов. Как у тех, так и у других основу составляют ядро и цитоплазма с различными органеллами (органоидами) и включениями. Однако нельзя забывать, что любая клетка многоклеточного организма входит в состав какой-либо ткани или органа, где выполняет свои специфические функции. Все клетки многоклеточного организма специализированы и не способны к самостоятельному существованию. В противоположность им простейшие животные сочетают в себе функции клетки и самостоятельного организма. (Физиологически клетка Protozoa аналогична не отдельным клеткам многоклеточных животных, а целому многоклеточному организму.
Простейшим свойственны все функции, присущие любым живым организмам: питание, обмен веществ, выделение, восприятие внешних разд-ражений и реакция на них, движение, рост, размножение и смерть.
Простейшие Строение клетки
Ядро и цитоплазма, как указывалось,- основные структурные и функциональные компоненты любой клетки, в том числе и одноклеточных животных. Тело последних содержит органеллы, скелетные и сократительные элементы и разнообразные включения. Оно всегда покрыто клеточной мембраной, более или менее тонкой, но отчетливо видимой в электронном микроскопе. Цитоплазма простейших жидкая, но вязкость ее различна у разных видов и изменяется в зависимости от состояния животного и от окружающей среды (ее температуры и химического состава). У большинства видов цитоплазма прозрачная или молочно-белая, но у некоторых окрашена в голубой или зеленоватый цвет (Stentor, Fabrea sali- па). Химический состав ядра и цитоплазмы простейших изучен далеко не полно, главным образом из-за малых размеров этих животных. Известно, что основу цитоплазмы и ядра, как у всех животных, составляют белки. Нуклеиновые кислоты тесно связаны с белками, они образуют нуклео- протеиды, роль которых в жизни всех организмов чрезвычайно велика. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) входит в состав хромосом ядра простейших и обеспечивает передачу наследственной информации от поколения к поколению. РНК (рибонуклеиновая кислота) обнаружена у простейших как в ядре, так и в цитоплазме. Она осуществляет реализацию наследственных свойств одноклеточных организмов, закодированных в ДНК, так как играет ведущую роль в синтезе белков.
Весьма важные химические компоненты цитоплазмы - жироподобные вещества липиды - принимают участие в обмене веществ. Часть из них содержит фосфор (фосфатиды), многие связаны с белками и образуют липопротеиновые комплексы. В цитоплазме присутствуют также запасные питательные вещества в виде включений - капелек или гранул. Это углеводы (гликоген, парамил), жиры и липиды. Они служат энергетическим резервом организма простейших.
Кроме органических веществ, в состав цитоплазмы входит большое количество воды, присутствуют минеральные соли (катионы: К+, Са2+, Mg2+, Na+, Fe3+ и анионы: Cl~, Р043“, N03“). В цитоплазме простейших обнаружены многие ферменты, участвующие в обмене веществ: протеазы, обеспечивающие расщепление белков; карбогидразы, расщепляющие полисахариды; липазы, содействующие перевариванию жиров; большое число энзимов, регулирующих газообмен, а именно щелочная и кислая фосфатазы, оксидазы, пероксидазы и цитохромоксидазы.
Прежние представления о фибриллярной, гранулярной или пенисто-ячеистой структуре цитоплазмы простейших были основаны на исследованиях фиксированных и окрашенных препаратов. Новые методы исследования простейших (в темном поле, в поляризованном свете, с применением прижизненного окрашивания и электронного микроскопирования) позволили установить, что цитоплазма простейших является сложной динамической системой гидрофильных коллоидов (преимущественно белковых комплексов), которая имеет жидкую или полужидкую консистенцию. При ультрамикроскопическом исследовании в темном поле цитоплазма простейших кажется оптически пустой, видны лишь органоиды клетки и ее включения.
Коллоидное состояние белков цитоплазмы обеспечивает изменчивость ее структуры. В цитоплазме постоянно происходят изменения агрегатного состояния белков: они переходят из жидкого состояния (золя) в более твердое, желатинообразное (геля). С этими процессами связано выделение более плотного слоя эктоплазмы, образование оболочки - пелликулы и амебоидное движение многих простейших.
Ядра простейших, как и ядра клеток многоклеточных, состоят из хроматинового материала, ядерного сока, содержат ядрышки и ядерную оболочку. Большинство простейших содержит лишь по одному ядру, но имеются и многоядерные формьк. При этом ядра могут быть одинаковыми (многоядерные амебы из рода Pelomyxa, многоядерные жгутиковые Polymastigida, Opalinida) или различаться по форме и функции. В последнем случае говорят о ядерной дифференцировке, или я дерном дуализме. Так, всему классу инфузорий и некоторым фораминиферам свойствен ядерный дуалйзм^т. е. неодинаковые по форме и функции ядра.
Бее виды простейших, как и другие организмы, подчиняются закону постоянства числа хромосом. Число их может быть одинарным, или гаплоидным (большинство жгутиковых и споровики), либо двойным, или диплоидным (инфузории, опалины и, по-видимому, саркодовые). Число хромосом у разных видов простейших варьирует в больших пределах: от 2-4 до 100-125 (в гаплоидном наборе). Кроме того, наблюдаются ядра с кратным увеличением числа наборов хромосом. Их называют полиплоидными. Выяснено, что большие ядра, или макронуклеусы, инфузорий и ядра некоторых радиолярий полиплоидны. Весьма вероятно, что ядро Amoeba proteus тоже полиплоидно, число хромосом у этого вида доходит до 500.
Размножение Деление ядра
Основным типом деления ядер как простейших, так и многоклеточных организмов является митоз, или кариокинез. При митозе происходит правильное равномерное распределение хромосомного материала между ядрами делящихся клеток. Это обеспечивается продольным расщеплением каждой хромосомы на две дочерние в метафазе митоза, причем обе дочерние хромосомы отходят к разным полюсам делящейся клетки.
Митотическое деление ядра грегарины Monocystis magna:1, 2 - профаза; 3 - переход к метафазе; 4, 5 - метафаза; 6 - ранняя анафаза; 7, 8 - поздняя
анафаза; 9, 10 - телофаза.
При делении ядра грегарины Monocystis magna можно наблюдать все фигуры митоза, свойственные многоклеточным. В профазе в ядре видны нитевидные хромосомы, некоторые из них связаны с ядрышком (рис. 1, 1, 2). В цитоплазме можно различить две центросомы, в центре которых расположены центриоли с расходящимися радиально лучами звезды. Центросомы сближаются с ядром, примыкают к его оболочке и перемещаются к противоположным полюсам ядра. Ядерная оболочка растворяется, и формируется ахроматиновое веретено (рис. 1, 2-4). Происходит спира- лизация хромосом, вследствие чего они сильно укорачиваются и собираются в центре ядра, ядрышко растворяется. В метафазе хромосомы перемещаются в экваториальную плоскость. При этом каждая хромосома состоит из двух хроматид, лежащих параллельно друг другу и скрепленных одним центромером. Фигура звезды вокруг каждой центросомы исчезает, а центриоли делятся пополам (рис. 1, 4, 5). В анафазе центромеры каждой хромосомы делятся пополам и их хроматиды начинают расходиться к полюсам веретена. Характерно для простейших, что тянущие нити веретена, прикрепленные к центромерам, различимы лишь у некоторых видов. Все веретено вытягивается, а его нити, идущие непрерывно от полюса к полюсу, удлиняются. Расхождение хроматид, превратившихся в хромосомы, обеспечивают два механизма: растаскивание их под действием сокращения тянущих нитей веретена и вытягивание непрерывных нитей веретена. По-следнее приводит к удалению полюсов клетки друг от друга (рис. 1, 6", 7). В телофазе процесс идет в обратном порядке: на каждом полюсе группа хромосом одевается ядерной оболочкой. Хромосомы деспирализу- ются и утончаются, вновь формируются ядрышки. Веретено исчезает, а вокруг разделившихся центриолей образуются две самостоятельные центросомы с лучами звезды. Каждая дочерняя клетка имеет две центросомы - будущие центры следующего митотического деления (рис. 1, 9,10). Вслед за делением ядра обычно делится и цитоплазма. Однако у некоторых простейших, в том числе и у Monocystis, происходит ряд последовательных делений ядер, в результате которых в жизненном цикле возникают временно многоядерные стадии. Позднее вокруг каждого ядра обособляется участок цитоплазмы и формируется одновременно много мелких клеток.
От описанного выше процесса митоза бывают различные отклонения: ядерная оболочка может сохраняться в течение всего митотического деления, ахроматиновое веретено может формироваться под оболочкой ядра, у некоторых форм не образуются центриоли. Наиболее значительны отклонения у некоторых эвгленовых (Euglenida): у них отсутствует типичная метафаза, а веретено деления проходит вне ядра. В метафазе хромосомы, состоящие из двух хроматид, располагаются вдоль оси ядра, экваториальная пластинка не формируется, сохраняются ядерная оболочка и ядрышко, последнее делится пополам и переходит в дочерние ядра. Никаких принципиальных различий между поведением хромосом в митозе у простейших и многоклеточных нет.
До применения новых методов исследования деление ядер многих простейших описывалось как амитоз, или прямое деление. Под истинным амитозом сейчас понимают деление ядер без правильного рас-хождения хроматид (хромосом) в дочерние ядра. В результате происходит образование ядер с неполными наборами хромосом. Они не способны в дальнейшем к нормальным митотическим делениям. У простейших таких делений ядер в норме ожидать трудно. Амитоз наблюдается факультативно как более или менее патологический процесс.
Тело простейших устроено довольно сложно. В пределах одной клетки происходит дифференциация ее отдельных частей, которые выполняют различные функции. Так, по аналогии с органами многоклеточных животных эти части простейших были названы органоидами или о р г а н е л л а м и. Различают органеллы движения, питания, восприятия световых и иных раздражений, выделительные органеллы и т. п.
Движение
Органеллами движения у Protozoa служат псевдоподии, или ложноножки, жгутики и реснички. Псевдоподии образуются большей частью в момент движения и могут исчезать, как только простейшее прекращает движение. Псевдоподии - это временные плазматические выросты тела простейших, не имеющих постоянной формы. Их оболочка представлена очень тонкой (70-100 А) и эластичной клеточной мембраной. Псевдоподии характерны для саркодовых, некоторых жгутиковых и споровиков.
Жгутики и реснички представляют собой постоянные выросты наружного слоя цитоплазмы, способные к ритмическим движениям. Ультратонкое строение этих органелл изучалось с помощью электронного микроскопа. Было выяснено, что они устроены в значительной степени одинаково. Свободная часть жгутика или реснички отходит от поверхности клетки.
Внутренняя часть погружена в эктоплазму и называется базальным тельцем или бле- фаропластом. На ультратонких срезах жгутика или реснички можно различить 11 продольных фибрилл, 2 из которых расположены в центре, а 9 - по периферии (рис. 2). Центральные фибриллы у некоторых видов имеют спиральную исчерченность. Каждая периферическая фибрилла состоит из двух соединенных трубочек, или субфпбрилл. Периферические фибриллы переходят в базальное тельце, а центральные до него не доходят. Мембрана жгутика переходит в мембрану тела простейшего.
Несмотря на близость строения ресничек и жгутиков, характер их движения различен. Если жгутики совершают сложные винтовые движения, то работу ресничек проще всего сравнить с движением весел.
Кроме базального тельца, в цитоплазме некоторых простейших имеется парабазальное тельце. Базальное тельце является основой всего опорно-двигательного аппарата; кроме того, оно регулирует процесс митотического деления простейшего. Парабазальное тельце играет роль в обмене веществ простейшего, временами оно исчезает, а затем может появляться вновь.
Органы чувств
Простейшие обладают способностью определять интенсивность света (освещенность) с помощью светочувствительной органеллы - глазка. Изучение ультратонкого строения глазка морского жгутиконосца Chromu- lina psammobia показало, что в его состав входит видоизмененный жгутик, погруженный в цитоплазму.
В связи с различными типами питания, которые позднее будут разобраны подробно, у простейших весьма велико разнообразие пищеварительных органелл: от простых пищеварительных вакуолей или пузырьков до таких специализированных образований, как клеточный рот, ротовая воронка, глотка, порошица.
Выделительная система
Большинству простейших свойственна способность к перенесению неблагоприятных условий среды (пересыхание временных водоемов, жара, холод и т. п.) в форме цист. Готовясь к инцистированию, простейшее выделяет значительное количество воды, что ведет к повышению плотности цитоплазмы. Выбрасываются остатки пищевых частиц, исчеэают ресиички и жгутики, втягиваются псевдоподии. Понижается общий обмен веществ, формируется защитная оболочка, часто состоящая из двух слоев. Образованию цист у многих форм предшествует накопление в цитоплазме запасных питательных веществ.
Простейшие не теряют жизнеспособности в цистах очень долго. В опытах эти сроки превышали у рода Oicomonas (Protomonadida) 5 лет, у Нае- matococcus pluvialis - 8 лет, а для Peridinium cinctum максимальный срок выживания цист превысил 16 лет.
В форме цист простейшие переносятся ветром на значительные рас-стояния, что объясняет однородность фауны простейших на всем земном шаре. Таким образом, цисты не только несут защитную функцию, но и служат основным средством расселения простейших.
Окружающий нас мир поражает разнообразием форм жизни – от невидимых глазу вирусов и миллиметровой ряски до гигантского 30-метрового синего кита. Только представители царства Животных составляют около 1.5 млн видов. Все они обладают рядом общих признаков: не могут создавать органические вещества самостоятельно, ведут активный образ жизни и имеют органы чувств, позволяющие ориентироваться в пространстве.
Самыми элементарными представителями животных являются простейшие одноклеточные организмы. Известно почти 70 тыс. разновидностей этих существ. Подобно бактериям, состоят из единственной клетки, обладающей более сложным устройством. Поскольку клетка имеет ядро, то их относят к эукариотам. Это целиком самодостаточные организмы, которые обладают органоидами, выполняющими пищеварительные, регулятивные и выделительные функции.
В зависимости от типа питания выделяют:
- Автотрофов – могут самостоятельно синтезировать из неорганики нужные органические вещества.
- Гетеротрофов – получают необходимые вещества из других поглощённых организмов.
- Миксотрофов – способны к фотосинтезу подобно растениям, одновременно проявляя способность к поглощению органических веществ, как животные.
В большинстве простейшие организмы являются гетеротрофами, в роли источника пищи выбирая либо растения, либо других гетеротрофов или их остатки.
Способы перемещения простейших достаточно разнообразны и служат основой для деления на классы, в которые входят: жгутиковые, корненожки, споровики, инфузории, солнечники, радиолярии.
Распространение
Простейшие живут в любой влажной среде:
морской, речной, болотной воде, в лужах после дождя и в сырой земле, даже во мху. И это неполный перечень мест, где обитают простейшие. Их можно встретить и в клетках, кровяной плазме, кишечнике многоклеточных.
При неблагоприятных условиях (недостаток влаги, кислорода или пищи) эти организмы создают вокруг себя цисту. Так, они могут долго оставаться живыми при низких температурах либо при полном отсутствии влаги. В таком состоянии простейшие живут от полутора до 17 лет.
В сухом состоянии цисты легко подхватываются ветром, который разносит их на большое расстояние. Они прикрепляются к птицам и насекомым, переносящим незваных пассажиров в разные места. Как только цисты попадут в хорошие условия жизни, то их обитатели сразу же покинут укрытие и быстро восстановят свою деятельность.
Разнообразие питания и способность переноситься на большие расстояния обусловили широкое распространение простейших по земному шару.
Классы и виды
Класс жгутиковые
К этому классу относят животных, передвигающихся с помощью одного или нескольких жгутиков или бичей – тонких цитоплазматических отростков . Количество их составляет 1–8 штук. У некоторых представителей бич проходит вдоль тела, присоединяясь к нему выростом цитоплазмы. Этот вырост совершает волновые движения и служит вспомогательным органом.
Обитают жгутиковые как в пресной, так и в морской воде, значительно реже в почве. Они важны для водоёмов. Размножаются как продольным делением клетки пополам, так и путём формирования гамет. Яркими представителями являются эвглена зелёная и вольвокс.
Эвглена зелёная – типичный представитель одиночной формы, житель пресноводных водоёмов. Имеет веретеновидную форму тела, постоянную из-за уплотнения наружного слоя протоплазмы. Обладая единственным жгутиком, плавает сверху в светлое время суток, поскольку в этот период появляется способность к фотосинтезу. В темноте же животное становится гетеротрофным и ищет жидкую органическую пищу. При благоприятном режиме питания организм запасает питательные вещества, близкие составом к крахмалу.
Размножается бесполым путём – вначале делится ядро, потом и все тело простейшего. Одна дочерняя клетка получает старый жгутик либо передачи его может не быть вовсе и в обеих клетках вырастает новый. Во время зимы эвглена образует цисту, отбрасывая жгутик, и живёт в таком состоянии до тепла.
Вольвокс – колониальная форма жгутиковых, которая включает в себя тысячи особей. Обитает в стоячей пресной воде. Колонии формируются в виде шариков, достигающих 1 мм. В каждом шарике существует множество клеток, подобных по своему строению эвглене. Однако, в отличие от неё, клетки вольвокса имеют по 2 жгутика. Колония представляет собой студенистое вещество, в которое погружены клетки таким образом, что движущие жгутики выставлены наружу. Так, вольвокс и перекатывается по воде.
Когда приходит пора размножения, несколько клеток погружаются в вещество глубже и делятся, образуя новые молодые колонии, которые затем попадают наружу. А также могут образовываться и половые формы из макро и микрогамет.
Пресноводная амёба живёт в лужах и небольших прудах. Питается водорослями и частицами органических веществ, переваривая их в пищеварительных вакуолях. Размножение бесполое – вначале делится ядро клетки, а потом и цитоплазма. Тело пронизывают поры, сквозь которые выпячиваются ложноножки.
К корненожкам или саркодовым относят также солнечников и радиолярии.
Солнечники живут в пресных водоёмах . Питаются водорослями и микроорганизмами, личинками беспозвоночных и бактериями. От остальных простейших отличаются скелетом на поверхности клетки.
Радиолярии (лучевики ) обитают в солёной воде морей и океанов тропических и субтропических поясов. Обладают внутренним скелетом, лучи которого служат для укрепления псевдоподий, захватывающих добычу. Размножаются путём деления. После отмирания скапливаются в виде ила, который впоследствии трансформируется в минералы.
Класс споровики
Это самые высокоорганизованные простейшие , обитающие в водоёмах, почве и в чужих организмах. Передвигаются с помощь ресничек. Существует около 5 тыс. видов. Яркий представитель – инфузория туфелька. Обычная обитает в стоячих водоёмах и размножается бесполым и половым путём. Питается бактериями и водорослями, в свою очередь, служит пищей для рыб.
Простейшие одноклеточные организмы играют как отрицательную, так и положительную роль в природе и жизни человека:
1. Какое строение имеет клетка простейших? Почему она является самостоятельным организмом?
Клетка простейших выполняет все функции самостоятельного организма: она питается, перемещается, дышит, перерабатывает пищу, размножается.
В каких средах обитают одноклеточные? Почему наличие воды является обязательным условием их существования?
Простейшие обитают только в водной среде, потому что они дышат растворенным в воде кислородом и могут передвигаться только в жидкой среде.
В чем заключается функция вакуолей в организме одноклеточных?
В организме одноклеточных присутствуют пищеварительная и сократительная вакуоли. В пищеварительной вакуоли происходит переваривание пищи, сократительная вакуоль выводит из клетки вредные вещества и избыток воды.
Назовите органоиды движения. Каковы способы движения одноклеточных?
Амеба передвигается с помощью ложноножек, как бы перетекая. Эвглена зеленая движется благодаря вращению жгутика, а инфузория передвигается за счет колебательных движений ресничек.
5. Какими способами размножаются простейшие? Кратко охарактеризуйте эти способы.
Представителя Типа Саркодовые и жгутиконосцы размножаются бесполым способом.
Вначале пополам делится ядро, а затем образуется перетяжка, делящая клетку на два полноценных организма.
Простейшим Типа Инфузории свойственен половой процесс, при котором увеличения числа особей не происходит.
Половой способ перераспределяет генетический материала между особями, увеличивает жизнестойкость организмов.
6. Как простейшие переносят неблагоприятные условия?
При наступлении неблагоприятных условий (низкая температура воды, иссушение места обитания) простейшие выделяют вокруг себя защитную оболочку – цисту.
В состоянии цисты организм может дожидаться наступления благоприятных условий или, с помощью ветра, перенестись в другое место обитания.
7. Назовите двух-трех представителей простейших, обитающих в морской среде. Какую роль они играют в природе?
В морской среде обитают радиолярии, фораминиферы.
Они участвуют в образовании пластов осадочных пород.
8. Назовите известные вам заболевания, вызываемые простейшими, и меры предупреждения этих заболеваний.
Амебная дизентерия, малярия. Для предупреждения этих заболеваний следует соблюдать правила личной гигиены, перед едой тщательно мыть фрукты и овощи, пользоваться средствами защиты от комаров.
Какие утверждения верны?
1.
Клетка простейших выполняет роль самостоятельного организма.
2. Размножение у амебы бесполое, а у инфузории-туфельки – и бесполое, и половое.
4. Эвглена зеленая является переходной формой от растений к животным: имеет хлорофилл, как у растений, а питается гетеротрофно и передвигается, как животные.
6.
Малое ядро у инфузории участвует в половом размножении, а большое отвечает за жизнедеятельность.
Размножение, или репродукция, - одно из важнейших свойств живых организмов. Под размножением понимается способность организмов производить себе подобных. Иными словами, размножение - это воспроизведение генетически сходных особей данного вида. Обычно размножение характеризуется увеличением числа особей в дочернем поколении по сравнению с поколением родителей.
При размножении обеспечивается преемственность и непрерывность жизни. Благодаря смене поколений определенные виды и их популяции могут существовать неограниченно долго, так как снижение их численности вследствие естественной гибели особей компенсируется за счет постоянного воспроизведения организмов и замещения умерших родившимися.
Виды организмов, будучи представлены смертными особями, благодаря смене поколений не только сохраняют и передают потомкам основные черты своего строения и функционирования, но и изменяются. Наследственные изменения организмов в ряду поколений приводят к изменению вида или I возникновению новых видов.
Обычно различают два основных типа размножения: бесполое и половое.
Половое размножение связано с образованием половых клеток - гамет, их слиянием (оплодотворением), образованием зиготы и дальнейшим ее развитием. Бесполое размножение не связано с образованием гамет.
Формы размножения разных организмов можно представить в виде следующей схемы:
- Бесполое:
- Одноклеточные:
- Простое бинарное деление;
- Множественное деление (шизогония);
- Почкование;
- Спорообразование;
- Многоклеточные:
- Вегетативное;
- Фрагментация;
- Почкование;
- Полиэмбриония;
- Спорообразование;
- Одноклеточные:
- Половое:
- Одноклеточные:
- Многоклеточные:
- С оплодотворением;
- Без оплодотворения.
Бесполое размножение .
При бесполом размножении потомки развиваются из одной материнской клетки или группы соматических клеток (части материнского организма).
Бесполое размножение одноклеточных организмов . Бактерии и простейшие (амебы, эвглены, инфузории и др.) размножаются делением клетки надвое. Бактерии делятся простым бинарным делением; простейшие - митозом. При этом дочерние клетки получают равное количество генетической информации.
Органоиды обычно распределяются равномерно. После деления дочерние клетки растут и, достигнув величины материнского организма, снова делятся.
Множественное деление (шизогония) характерно для некоторых водорослей и простейших (фораминифер, споровиков).
При таком способе размножения сначала наблюдается многократное деление ядра без деления цитоплазмы, а затем вокруг каждого из ядер обособляется небольшой участок цитоплазмы, и деление клетки завершается образованием множества дочерних клеток.
Почкование заключается в том, что на материнской клетке образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро.
Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от нее. Подобный тип размножении встречается у дрожжей, сосущих инфузорий и некоторых бактерий.
Спорообразование встречается у водорослей, простейших (споровики) и некоторых групп бактерий.
Этот тип размножения связан с образованием спор. Споры - особые клетку, которые могут вырасти в новые организмы, Они образуются обычно в большом количестве в результате многих последовательных делений. У бактерий споры, как правило, не служат для размножения, а лишь способствуют переживанию неблагоприятных условий.
Бесполое размножение многоклеточных организмов . У растений широко распространено вегетативное размножение, при котором начало новому организму дают вегетативные органы - корень, стебель, лист, либо специализированные видоизмененные побеги - клубни, луковицы, корневища, выводковые почки и т.
В случае фрагментации новые особи возникают из фрагментов (частей) материнского организма. Фрагментацией могут размножаться, например, нитчатые водоросли, грибы, некоторые плоские (ресничные) и кольчатые черви.
Почкование характерно для губок, некоторых кишечнополостных (гидры) и оболочников (асцидии), у которых за счет размножения группы клеток на теле образуются выпячивания (почки). Почка увеличивается в размерах, затем у нее появляются зачатки всех структур и органов, характерных для материнского организма.
Потом происходит отделение (отпочковывание) дочерней особи, которая растет и достигает размеров материнского организма. Если дочерние особи не отделяются от материнской, то формируются колонии (коралловые полипы).
У некоторых групп животных наблюдается полиэмбриония, при которой первые деления при дроблении зиготы сопровождаются разобщением бластомеров, из которых впоследствии развиваются самостоятельные организмы (от 2 до 8). Полиэмбриония распространена у плоских червей (эхинококк) и в некоторых группах насекомых (наездники).
Таким способом образуются однояйцевые близнецы у человека и других млекопитаюших (например, у южноамериканских броненосцев).
Спорообразование присуще всем споровым растениям и грибам. При этом способе размножения из определенных клеток материнского организма в результате их деления (митозом или мейозом) формируются споры, которые при прорастании могут стать родоначальницами дочерних организмов.
Половое размножение .
При половом размножении потомки вырастают из оплодотворенных клеток, содержащих генетический материал женской и мужской половых клеток - гамет, слившихся в зиготу. При этом ядра гамет образуют одно ядро зиготы.
В результате оплодотворения, т. е. слияния женской и мужской гамет, образуется диплоидная зигота с новой комбинацией наследственных признаков, которая и становится родоначальницей нового организма.
Половое размножение одноклеточных организмов . Формами полового процесса являются конъюгация и копуляция.
Конъюгация - своеобразная форма полового процесса, при которой оплодотворение происходит путем взаимного обмена мигрирующими ядрами, перемещающимися из одной клетки в другую по цитоплазматическому мостику, образуемому двумя особями.
При конъюгации обычно не происходит увеличения количества особей, но происходит обмен генетическим материалом между клетками, что обеспечивает пере комбинацию наследственных свойств. Конъюгация типична для ресничных простейших (например, инфузорий).
При конъюгации у бактерий происходит обмен участками ДНК.
При этом могут возникать новые свойства (например, устойчивость по отношению к определенным антибиотикам).
Таким образом, конъюгация у одноклеточных организмов, хотя и не приводит к увеличению числа особей, вызывает появление организмов с новыми комбинациями признаков и свойств.
Копуляция - форма полового размножения, при которой две особи приобретают половые различия, т.е. превращаются в гаметы и сливаются, образуя зиготу.
В процессе эволюции полового размножения нарастает степень различия гамет.
На ранних этапах эволюции полового размножения гаметы внешне не отличаются друг от друга. Дальнейшее усложнение связано с дифференциацией гамет на мелкие и крупные. И наконец, у некоторых групп организмов большая гамета становится неподвижной. Она во много раз крупнее мелких подвижных гамет. В соответствии с эти различают следующие основные формы копуляции: изогамия, анизогамия и оогамия.
При изогамии образуются подвижные, морфологически одинаковые гаметы, однако физиологически они различаются на «мужскую» и «женскую» (изогамия встречается у раковинной корненожки полистомеллы).
При анизогамии (гетерогамии) формируются подвижные, различающиеся морфологически и физиологически гаметы (такой тип размножения характерен для некоторых колониальных жгутиконосцев).
В случае оогамии гаметы сильно отличаются друг от друга. Женская гамета - крупная неподвижная яйцеклетка, содержит большой запас питательных веществ. Мужские гаметы - сперматозоиды - мелкие, чаще всего подвижные клетки, которые перемещаются с помощью одного или нескольких жгутиков (вольвокс).
Половое размножение многоклеточных организмов .
При половом размножении у животных имеет место только оогамия. У водорослей и грибов встречаются все формы полового процесса. Для высших растений характерна оогамия. У семенных растений мужские гаметы - спермии - не имеют жгутиков в доставляются к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки.
У некоторых водорослей (например, у спирогиры) при половом размножении сливается содержимое двух вегетативных недифференцированных клеток, физиологически выполняющих функцию гамет.
Такой половой процесс называется конъюгацией. Образовавшаяся в результате слияния протопластов коньюгирующих клеток зигота переходит в состояние покоя. В дальнейшем при прорастании зигототы происходит редукционное деление. Из гаплоидных клеток формируются новые особи. Поскольку одновременно конъюгирует множество клеток попарно расположенных организмов спирогиры, такой процесс приводит к образованию большого числа потомков.
У многоклеточных организмов наиболее распространено половое размножение, при котором происходит оплодотворение.
Как исключение встречается особая форма развития организмов из неоплодотворенных яйцеклеток (апомиксис - у растений и партеногенез - у животных).
Министерство высшего и среднего образования РФ
Московский Государственный Университет Пищевых Производств
Институт экономики и Предпринимательства
Реферат на тему:
Одноклеточные организмы как наиболее простые формы жизни
Выполнила студентка
Группы 06 Э-5
Пантюхина О.С
Проверила проф.
Бутова С.В
Москва 2006
1. Введение. . . . . . . . . . . .3
2. Простейшие. . . . . . . . . . . 4-5
3. Четыре основных класса простейших. . . . .5-7
4. Размножение-основа жизни. . . . . . . . . 8-9
5. Большая роль маленьких простейших. . . . . 9-11
6. Заключение. . . . . . . . . . . . .12
Список литературы. . . . . . .13
Введение
Одноклеточные организмы выполняют те же функции, что многоклеточные: питаются, двигаются и размножаются. Их клетки должны быть <<мастером на все руки>>, чтобы делать все это, что другие животных делают особые органы. Поэтому одноклеточные животные настолько непохожи на остальных, что их выделяют в отдельные подцарство простейших.
Простейшие
К типу простейших (Protozoa) относится свыше 15000 видов животных, обитающих в морях, пресных водах, почве.
Тело простейших состоит только из одной клетки. Форма тела простейших разнообразна.
Оно может быть постоянным, иметь лучевую, двустороннюю симметрию (жгутиковые, инфузории) или вообще не иметь постоянной формы (амеба). Размеры тела простейших обычно малы – от 2-4 мк до 1,5 мм, хотя некоторые крупные особи достигают 5 мм в длину, а ископаемые раковинные корненожки имели в диаметре 3 см и более.
Тело простейших состоит из цитоплазмы и ядра.
Цитоплазма ограничена наружной цитоплазматической мембраной, в ней находятся органоиды - митохондрии, рибосомы, эндо-плазматическая сеть, аппарат Гольджи.
У простейших одноили несколько ядер. Форма деления ядра – митоз. Имеетсятакже половой процесс. Он заключается в образовании зиготы. Органоиды движения простейших – это жгутики, реснички, ложноножки; или их нет совсем.
Большинство простейших, как и все прочие представители животного царства, гетеротрофные. Однако среди них имеются и автотрофные.
Особенность простейших переносить неблагоприятные условия окружающей среды – состоит в способности инцис тироваться , т.е.
образовывать цисту . При образованиицисты органоиды движения исчезают, объем животногоуменьшается, оно приобретает округлую форму, клетка покрывается плотной оболочкой. Животное переходит в состояние покоя и при наступлении благоприятных условий возвращается к активной жизни.
Размножение простейших весьма разнообразно, от простого деления (бесполое размножение) до довольно сложного полового процесса – конъюгации и копуляции.
Среда обитания простейших разнообразна – это море, пресные воды, влажная почва.
Четыре основных класса простейших
1 – жгутиковые (Flagellata, или Mastigophora);
2 – саркодовые (Sarcodina, или Rhizopoda);
3 – споровики (Sporozoa);
4 – инфузории (Infusoria, или Ciliata).
1.Около 1000 видов, преимущественно с вытянутым овальным или грушевидном телом, составляют класс жгутиковых (Flagellata или Mastigophora). Органеллы движения – жгутики, которых у различных представителей класса может быть от 1 до 8 и более.
Жгутик – тонкий цитоплазматический вырост, состоящий из тончайших фибрилл. Своим основанием он прикреплен к базальному тельцу или кинетопласту . Жгутиковые движутся жгутом вперед, создавая своим движением вихревые водовороты и как бы «ввинчивая» животное
в окружающую жидкую среду.
Способ питания : жгутиковых разделяют на имеющиххлорофилл и питающихся автотрофно, и на не имеющих хлорофилла и питающихся, как прочие животные, гетеротрофнымспособом.
Гетеротрофы на передней стороне тела имеют особое углубление – цитостом , через который при движениижгутика пища вгоняется в пищеварительную вакуоль.
Рядформ жгутиковых питается осмотическим путем, всасывая всей поверхностью тела, растворенные органические вещества из окружающей среды.
Способы размножения : Размножение происходит чаще всего путем деления надвое: обычно одна особь дает начало двум дочерним. Иногда размножение происходит очень быстро, с образованием бесчисленного множества особей (ночесветки).
2.Представители класса саркодовых, или корненожек(Sarcodina илиRhizopoda ), двигаются при помощи ложноножек – псевдоподобий.
Класс включает разнообразных водных одноклеточных:амеб, солнечников, лучевиков.
Среди амеб, кроме форм, неимеющих скелета или раковинки, встречаются виды, имеющие домик.
Большинство саркодовых являются обитателями морей, имеются также пресноводные, живущие в почве.
Саркодовые характеризуются непостоянной формой тела. Дыхание осуществляется всей его поверхностью. Питание – гетеротрофное. Размножение – бесполое, существует также половой процесс.
Лихорадка, малокровие, желтуха – типичные признаки заболевания споровиками. Пироплазмы, бабезии относятся к отряду кровяных споровиков, поражая эритроциты млекопитающих (коров, лошадей, собак и др. домашних животных). Переносчики болезней – клещи. Кроме кровяных есть еще два отряда споровиков — кокцидии и грегарины .
в позвоночных животных – млекопитающих, рыбах, птицах.
Кокцидия токсоплазмоз вызывает болезнь человека токсоплазмоз. Им можно заразиться от любого представителя семейства кошачьих.
Представители класса инфузорий (Infusorians илиCiliata ) имеют органеллы передвижения – реснички, обычно в большом числе.
Так, у туфельки (Parameciumcaudatum ) число ресничек более 2000. Реснички (как и жгутики) представляют собой специальные сложно устроенные цитоплазматические выросты.
Тело инфузорий покрыто оболочкой, пронизанной мельчайшими порами, через которые выходят реснички.
В тип инфузорий объединяют наиболее высоко организованных простейших. Они – вершина достижений, совершенных эволюцией в этом подцарстве. Инфузории ведут свободно плавающий или прикрепленный образ жизни.
Обитают как
У всех инфузорий не менее двух ядер.
Большое ядро регулирует все жизненные процессы. Маленькое ядро играет основную роль в половом процессе.
Размножаются инфузории делением (поперек оси тела). Кроме того, у них периодически происходит половой процесс – конъюгация . Инфузория “туфелька ” делится ежедневно,некоторые другие – несколько раз в сутки, а “трубач ” – раз
в несколько дней.
Пища в тело животного попадает через клеточный “рот”, куда она загоняется движением ресничек; на дне глотки образуются пищеварительные вакуоли .
Непереваренные остатки выводятся наружу.
Многие инфузории питаются только бактериями, другие же – хищники. Например, самые опасные враги “ туфельки ” – инфузории дидинии. Они меньше ее, но, нападая вдвоем иливчетвером, со всех сторон окружают “туфельку ” и убивают ее, выбрасывая из глотки, словно копье, особую “палочку ”.
Некоторые дидинии съедают в сутки до 12 “туфелек”.
Органеллы выделения инфузорий представляют собой две сократительные вакуоли; за 30 минут они выводят из инфузории количество воды равное объему всего ее тела.
Размножение – основа жизни
Бесполое размножение-деление клетки : Чаще всего у простейших встречается бесполое размножение.
Оно происходит путём деления клетка. Вначале делиться ядро. Программа развития организма находиться ядре клетки в виде комплекта молекул ДНК. Поэтому ещё до деления клетки ядро удваивается, чтобы каждая из дочерних клеток получила свою копию наследственного текста.
Одноклеточные организмы
Затем клетка делиться на две примерно равные части. Каждый из потомков получает лишь половину цитоплазмы с органеллами, но полную копии материнской ДНК и, пользуясь инструкциями, достраивает себе до целой клетки.
Бесполое размножение-простой и быстрый способ увеличить число своих потомков.
Это способ размножение, по сути, не отличается от деления клеток при росте тела многоклеточного организма. Вся разница в том, что дочерние клетки одноклеточных, в конце концов, расходятся, как самостоятельные организмы.
При деление клеток родительская особь не исчезает, а просто превращается в двух особей-двойников. Это означает, что при бесполом размножение организм может жить вечно, точно повторяясь в своих потомках. Действительно, учёным удавалась в течение нескольких десятков лет сохранять культуру простейших с одними и теми же наследственными свойствами.
Но, во-первых, в природе численность животных строго ограничена запасами пищи, так что выживают лишь немногие потомки. Во-вторых, абсолютно одинаковые организмы вскоре могут оказаться одинаково неприспособленными к изменению условий и все погибнут.
Избежать этой катастрофы помогает половой процесс.
Одноклеточные организмы
К одноклеточным относятся организмы, тело которых состоит всего из одной клетки, имеющей ядро. Они сочетают в себе свойства клетки и самостоятельного организма.
Одноклеточные растения
Одноклеточные растения наиболее часто встречаются среди водорослей. Одноклеточные водоросли обитают в пресных водоемах, в морях, почве.
Широко распространена в природе шаровидная одноклеточная водоросль хлорелла. Она защищена плотной оболочкой, под которой находится мембрана.
В цитоплазме располагаются ядро и один хлоропласт, который у водорослей называется хроматофором. В нем содержится хлорофилл. В хроматофоре под действием солнечной энергии образуются органические вещества, как и в хлоропластах наземных растений.
Похожа на хлореллу шаровидная водоросль хлорококк («зеленый шарик»).
Некоторые виды хлорококка обитают и на суше. Именно они придают стволам старых деревьев, произрастающих во влажных условиях, зеленоватый цвет.
Есть среди одноклеточных водорослей и подвижные формы, например хламидомонада. Органом ее движения служат жгутики- тонкие выросты цитоплазмы.
Одноклеточные грибы
Продающиеся и магазинах пачки дрожжей - это спрессованные одноклеточные грибы дрожжи.
Кто такие одноклеточные организмы
Дрожжевая клетка имеет типичное строение грибной клетки.
Одноклеточный гриб фитофтора поражает живые листья и клубни картофеля, листья и плоды томатов.
Одноклеточные животные
Подобно одноклеточным растениям и грибам, существуют животные, у которых функции целого организма выполняет одна клетка. Ученые объединили всех одноклеточных животных в большую группу - простейшие.
Несмотря на разнообразие организмов этой группы, в основе их строения лежит одна животная клетка.
Поскольку она не содержит хлоропластов, простейшие не способны производить органические вещества, а потребляют их в готовом виде. Они питаются бактериями. одноклеточными водорослями, кусочками разлагающихся организмов.
Среди них много возбудителей тяжелых заболеваний человека и животных (дизентерийная амеба, лямблии, малярийный плазмодий).
К простейшим, широко распространенным в пресных водоемах, относятся относятся амеба и инфузория-туфелька. Их тело состоит из цитоплазмы и одного (амеба) или двух (инфузория-туфелька) ядер. В цитоплазме образуются пищеварительные вакуоли, в них происходит переваривание пищи.
Через сократительные вакуоли удаляются избыток воды и продукты обмена. Снаружи тело покрыто проницаемой оболочкой.
Через нее поступают кислород и вода, а выделяются различные вещества. Большинство простейших имеют специальные органы движения - жгутики или реснички. У инфузории-туфельки ресничками покрыто все тело, их насчитывается 10-15 тысяч.
Движение амебы происходит при помощи ложноножек - выпячиваний тела.
Наличие специальных органоидов (органов движения, сократительных и пищеварительных вакуолей) позволяет клеткам простейших выполнять функции живого организма.
Среда обитания простейших
Простейшие обитают в самых различных условиях среды. Большинство их - водные организмы, широко распространенные как в пресных, так и в морских водоемах.
Многие виды их живут в придонных слоях и входят в состав бентоса. Большой интерес представляет приспособление простейших к жизни в толще песка, в толще воды (планктон).
Небольшое число видов Protozoa приспособилось к жизни в почве. Их средой обитания являются тончайшие пленки воды, окружающие почвенные частицы и заполняющие капиллярные просветы в почве.
Интересно отметить, что даже в песках пустыни Каракум живут простейшие. Дело в том, что под самым верхним слоем песка здесь расположен влажный слой, пропитанный водой, приближающейся по своему составу к морской воде.
В этом влажном слое и были обнаружены живые простейшие из отряда фораминифер, являющиеся, по-видимому, остатками морской фауны, населявшей моря, ранее находившиеся на месте современной пустыни. Эта своеобразная реликтовая фауна в песках Каракумов впервые была обнаружена проф.
Л. Л. Бродским при изучении воды, взятой из колодцев пустыни.
Места обитания простейших одноклеточных организмов
Акантамеба. Фото: Yasser
В микроскопическом мире живут свои травоядные и хищники. Первые питаются органическими останками и растительными организмами, вторые – порой пассивно, а порой и активно охотятся на бактерии и даже на себе подобных – других простейших.
Хищники обычно довольно подвижны, они быстро передвигаются с помощью жгутиков – одного или нескольких, покрывающих тело ресничек или отрастающих ложноножек.
В любой среде жизни животные занимают участки, наиболее благоприятные для их существования. Конкретный участок среды жизни, населенный теми или иными животными, называется местообитанием этих животных.
В активных илах встречаются разнообразные простейшие: саркодовые, жгутиковые, ресничные инфузории, сосущие инфузории и другие.
Одноклеточные животные, как правило, имеют микроскопические размеры.
Их тело состоит из одной клетки. Основу ее составляет цитоплазма с одним или несколькими ядрами. Живут они в водоемах (от луж до океанов), во влажной почве, в органах растений, животных и человека.
Средой обитания инфузории туфельки является любой пресноводный водоем со стоячей водой и наличием в воде разлагающихся органических веществ.
Ее можно обнаружить даже в аквариуме, взяв пробы воды с илом, и рассмотреть их под микроскопом.
Могут ли столь крошечные создания, как простейшие, серьёзно влиять на жизнь нашей планеты? Вот небольшой пример. За всю историю Земли в её океанах родилось и погибло бесчисленное количество крошечных одноклеточных существ.
После смерти их микроскопические минеральные скелеты опускались на дно. За десятки миллионов лет они наслоились, образовав мощные отложения - мел, известняки. Если взглянуть под микроскопом на обыкновенный мел, мы увидим, что он состоит из множества раковинок простейших.
Морские простейшие - радиолярии и особенно фораминиферы - играли важную роль в формировании осадочных пород. Многие известняки, меловые отложения и другие осадочные породы, формировавшиеся на дне морских водоёмов в различные геологические периоды, целиком или частично образованы скелетами (известковыми или кремнёвыми) ископаемых простейших.
В связи с этим микропалеонтологический анализ используется при геолого-разведочных работах, главным образом в разведке на нефть.
