Подцарство одноклеточные, или простейшие

Чем питается

Данный вид организма причисляется к гетеротрофным организмам, поскольку он питается сформировавшимися органическими элементами, поступающими через естественную среду обитания.

Питается она бактериями с миниатюрными видами растений, которые располагаются в мутной и грязной воде. Делает инфузория это специализированными сократительными вакуолями. Место образования их цитоплазма.

Кормление происходит клеточным ртом — небольшим углублением посередине организма. Через рот пища направляется в условный пищевод и движется в цитоплазму, поглощая пищу в своеобразной пищеварительной сократительной вакуоли.

Именно там еда расщепляется гидролитическими ферментами и попадает во все тело, насыщая одноклеточное полезными микроэлементами. То, что инфузория не переваривает, она выделяет через маленькое углубление сзади, именуемую порошицой.

Особенности строения и жизнедеятельности одноклеточных организмов (простейших)

Клетка простейшего, как и любая эукарио клетка, имеет общеклеточные органеллы. В цитоплазме простейших выделяют два слоя: внешний — эктоплазмы и внутренний — эндоплазму. Кроме того, у простейших имеются характерные только для них органеллы: движения (ложноножки, жгутики, реснички), пищеварения (пищеварительные вакуоли, у инфузории — клеточный рот, глотка), выделения и осморегуляции (сократительные вакуоли).

Клетка одноклеточных животных содержит одно (амеба, эвглена) или несколько (инфузория) ядер. Подавляющее большинство одноклеточных имеет способность двигаться. С помощью временных выпучин цитоплазмы — ложных ножек (псевдонижок) перемещаются простые, лишенные плотной клеточной оболочки (амебы). Быстрому перемещению одноклеточных способствуют жгутики (эвглена зеленая) и реснички (инфузория-туфелька).

Способы питания простейших разнообразны. Большинство из них питаются гетеротрофно. В амебы пища попадает в цитоплазму с помощью псевдоподий, что захватывают ее. В инфузории колебания ресничек вызывает попадание пищи в клеточный рот и глотку.

Переваривание пищи происходит в пищеварительных вакуолях. Непереваренные остатки пищи выводятся из клетки в любом месте, к которому подходит пищеварительная вакуоль (амеба) либо через особые отверстия (порошицу у инфузории-туфельки).

Среди одноклеточных животных есть виды, которые питаются как зеленые растения (вольвокс). В их цитоплазме имеются хроматофоры — органеллы с фотосинтезирующими пигментами. Для некоторых жгутиковых, имеющих хроматофоры (эвглена зеленая), характерный смешанный (миксотрофний) тип питания. На свете они способны к фотосинтезу, а в темноте питаются готовыми органическими веществами.

Дыхание осуществляется путем поступления кислорода через всю поверхность клетки. Он окисляет сложные органические вещества до СО₂, Н₂О и других соединений. При этом высвобождается энергия, которая используется для процессов жизнедеятельности животных.

Выделение продуктов жизнедеятельности происходит через сократительные вакуоли. С их помощью поддерживается постоянная осмотическое давление внутри клетки. Сократительная вакуоль выполняет функцию откачки воды, постоянно попадает в клетку с законами космоса. Такая осморегуляция характерна для пресноводных одноклеточных, в цитоплазме которых содержится больше солей, чем в окружающей среде. В морских и паразитических форм сократительных вакуолей нет, поскольку концентрация солей в среде не меньше, чем внутри организма.

Для простейших характерны неполовой и половой способы размножения. Неполовое размножение осуществляется путем деления и почкования. Чаще размножаются одноклеточные делением материнского организма на две дочерние клетки.

Для инфузории-туфельки, кроме раздела, характерный половой процесс, во время которого две инфузории временно соединяются между собой и обмениваются маленькими ядрами. Таким образом инфузории обмениваются генетической (наследственной) информации, содержащейся в их ядрах.

Одноклеточным присуща раздражимость — ответ-реакция организма на внешние воздействия. Неблагоприятные условия внешней среды одноклеточные переносят в состоянии цисты — клетка округляется, сжимается, втягивает органеллы движения и покрывается толстой оболочкой.

Простейшие распространены по всему земному шару. К ним относятся свободноживущие и паразитические виды. По особенностям строения одноклеточные делятся на несколько типов: Cаркоджгутикови, Споровики, Инфузории. Питаясь преимущественно микроорганизмами и органическими остатками, простые включают их в общий процесс круговорота веществ в биосфере. Сами же они являются кормом для некоторых ракообразных, моллюсков, мальков рыб. Заметна их роль в самоочищении водоемов.

Процессы почвообразования также осуществляются с помощью простейших. Жгутиковые одноклеточные служат для биологической оценки степени чистоты водоемов (биодиагностики). Фораминиферы и променякы играют значительную роль в образовании отложений мела и известняка, которые являются ценными строительными материалами.

Паразитические виды (амеба дизентерийная, малярийный плазмодий, трипаносомы, лямблии, лейшмании) вызывают опасные заболевания человека и домашних животных, однако некоторые из них являются перспективными для создания биологических методов борьбы с вредителями.

Где обитают бактерии

В отличие от вирусов бактерии — это клетки. Однако они значительно проще устроены, чем клетки высокоорганизованных существ, и очень варьируют по величине и форме. Бактерии найдены повсюду. Они могут жить даже при условиях, которые исключают существование более сложных организмов. Их встречают в океане даже на глубине 9 км. При ухудшении условий внешней среды бактерии образуют устойчивую покоящуюся стадию — эндоспору. Это самый устойчивый из известных живых организмов: некоторые эндоспоры не погибают даже при кипячении.

Из всех возможных местообитаний наиболее рискованное — другой организм. Бактерии попадают в него обычно через раны. Но, проникнув внутрь, они должны устоять против защитных сил своей жертвы, особенно против фагоцитов (клеток, способных их захватывать и переваривать) и антител, которые могут нейтрализовать их вредное действие. Поэтому одни бактерии окружены снаружи слизистой оболочкой, неуязвимой для фагоцитов; другие после захвата их фагоцитами могут жить в них; наконец, третьи вырабатывают маскирующие вещества, которые помогают им скрыть свое присутствие в пораженных клетках, и последние не вырабатывают антител.

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.

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.

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.

Научная классификация

Вид инфузорий относится к надцарству эукариотов, то есть организмов, обладающих ядром. Им соответствует тип ресничных, класс Oligohymenophorea и род парамеций. Особенностью представителей этого ранга является предпочтение кислыми условиями среды.

Исследователи в своё время затратили множество усилий на расшифровку генома некоторых видов, относящихся к парамециям. Оказалось, что он содержит 40 000 генов, кодирующих белки, тогда как у человека их всего около 28 000. Увеличение количества генов произошло в результате нескольких дупликаций первоначального генома. Способ кодирования последовательности аминокислотных остатков у инфузорий уникален наличием единичного, а не тройственного, как в универсальном генетическом коде, кодона, который завершает синтез полипептидной цепи.

Чем питается в природе инфузория туфелька

В обменных процессах туфельки принимает участие ее большое ядро. Этот простейший микроорганизм питается разнообразными бактериями. Также в его рацион включаются и микрочастички растений, произрастающих в водной среде.

Способ питания:

1. Данный процесс осуществляется посредством небольшого по размеру углубления, которое можно назвать ротиком туфельки. Через него микроорганизм всасывает растительные клеточки и бактерии, которые поступают в глотку.
2. Далее пища проникает в вакуоль, в которой осуществляется ее переваривание. Все поступившие питательные вещества подвергаются воздействию двух видов сред: изначально кислой, а позднее щелочной.
3. Переработанная субстанция распространяется по всем частям тельца туфельки.
4. Пищевые отходы выводятся через порошицы, которые представляют собой образования, размещенные позади ротового отверстия.

ПРОСТЕЙШИЕ. Одноклеточные

Простейшие — это полифилетическая группа. Хотя ранее им часто придавали ранг подцарства или типа, в XXI-ом веке систематики относят простейших (ресничных, жгутиковых, саркодовых и Apicomplexa) к животноподобным протистам, не придавая этой группе таксономического значения и ранга.

Протисты (царство Протисты) — парафилетическая группа, к которой относят всех эукариотов, не являющихся грибами, растениями или животными.

Одноклеточные организмы — парафилетическая группа живых организмов, тело которых состоит из одной клетки (в противоположность многоклеточным). Среди одноклеточных есть и прокариоты, и эукариоты. К ним относятся все археи, бактерии и большая часть протист, а также некоторые растения и грибы. Иногда термин «одноклеточные» ошибочно используется как синоним протист.

Известно около 50 000 видов простейших, которых в природе можно обнаружить повсюду, где есть вода. Каждое простейшее представляет собой самостоятельный организм, способный выполнять все необходимые для жизни функции.

Общая характеристика Простейших:

• одноклеточные и колониальные эукариотические организмы
• от 40 000 до 70 000 видов
• размеры от 2—4 мкм до 1000 мкм
• движение за счёт ложноножек или специальных органоидов
• свободноживущие — аэробы, паразитические — анаэробы
• в основном гетеротрофы (исключение: эвглена зелёная имеет хлоропласты)
• поддержание гомеостаза
• размножение бесполым и половым путём
• реакция на воздействие окружающей среды

Подавляющее большинство простейших обладает аэробным типом обмена. Для дыхания они используют кислород, растворенный в воде. Окисление происходит в митохондриях.

Саркодовые

Саркодовые (лат. Sarcodina) — группа одноклеточных организмов, ранее рассматривавшаяся в качестве класса или подтипа.

Амеба — представитель Саркодовых. Обитает в небольших мелких прудах или проточных канавах с илистым дном. Тело амебы достигает 0,1 мм и ограничено тончайшей плазматической мембраной. Ядро в клетке регулирует процессы метаболизма и деления клеток, не занимает определенного положения. Цитоплазма содержит пищеварительные вакуоли, формирующиеся в разных участках клетки вокруг пищевых комочков, путем выделения пищеварительного сока из цитоплазмы. Пищей для нее служат одноклеточные водоросли, жгутиковые, инфузории.

Сократительная вакуоль, периодически сокращаясь, выделяет наружу избыток воды с растворенными ненужными веществами в любой точке тела амебы. Кислород поступает через всю поверхность тела амебы. Форма тела амебы постоянно меняется из-за образующихся цитоплазматических выростов — псевдоподий (ложноножек), служащих для захвата пищи (фагоцитоза) и передвижения. Некоторые виды при неблагоприятных условиях образуют цисту (защитную оболочку).

Жгутиконосцы (Жгутиковые)

Эвглена зелёная — представитель Жгутиконосцев. Строение: веретеновидная клетка, имеет жгутик, цитоплазму, ядро, сократительную вакуоль, светочувствительный глазок (стигму), хлоропласты и бесцветные пластиды. Форма тела постоянна. Передвигается с помощью жгутика. Способна к миксотрофному питанию. Размножается исключительно продольным делением надвое. Некоторые виды жгутиконосцев при неблагоприятных условиях образуют цисту. Для паразитических жгутиконосцев характерны сложные жизненные циклы с чередованием поколений и сменой хозяев.

Инфузории (ресничные)

Инфузория-туфелька. Строение: тело покрыто ресничками, имеет плотную наружную оболочку, два ядра (большое отвечает за жизнедеятельность клетки, малое — за половое размножение), цитоплазму, сократительные вакуоли (две с приводящими канальцами), пищеварительные вакуоли. У инфузории есть клеточный рот, ведущий в клеточную глотку, от которой отшнуровываются пищеварительные вакуоли. Они движутся к постоянному месту удаления остатков непереваренной пищи (порошице). Размножение бесполое (поперечное деление) и половое (конъюгация).

Значение Простейших

Значение простейших:

• источник питания для обитателей водоёма
• обогащение водоёма кислородом
• образование раковинными простейшими осадочных пород
• участие в почвообразовании
• улучшение переваривания пищи у животных
• индикатор чистоты водоёма
• паразиты, вызывающие опасные заболевания (дизентерийная амёба паразитирует в толстом кишечнике, лямблии — в тонком кишечнике и жёлчных протоках, малярийный паразит вызывает малярию)

Таблица «Подцарство Простейшие.
Тип Одноклеточные» (кратко)

Это конспект по теме «Простейшие. Одноклеточные». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Тип Кишечнополостные.
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии.

Простейшие-паразиты

Существуют простейшие, которые способные навредить здоровью человека и животного. Например, дизентерийная амёба. К отличительным внешним признакам относятся короткие широкие ложноножки. В теле носителя она проживает в толстом кишечнике, питаясь его содержимым и не оказывая вредного воздействия. Опасность возникает в том случае, когда амёбы начинают нарушать слизистую оболочку кишечника, внедряясь в неё ради питания кровяными тельцами — эритроцитами. Тогда у носителя развивается серьёзная болезнь — амёбная дизентерия.

Дизентерийные амёбы для собственной защиты образуют крепкие цисты, которые способны долгое время выдерживать неблагоприятные условия. Больной дизентерией за один день способен оставить во внешней среде до 300 млн жизнеспособных цист. Попадая в другой организм, цисты раскрываются, и амёбы продолжают свой жизненный цикл в другом носителе.

К жгутиконосцам-паразитам относятся:

1. Трипаносомы. Они имеют вытянутое тельце с волнообразной перепонкой, вдоль которой располагается жгутик. Эти паразиты располагаются в спинномозговой жидкости и крови, питаясь органическими веществами всем своим телом. Некоторые виды выделяют токсичные и ядовитые вещества, которые разрушают кровяные клетки. Заражение происходит через укусы кровососущих насекомых — мух, клопов, слепней. Трипаносомы — возбудители такого опасного заболевания, как сонная болезнь, получившего широкое распространение на африканском континенте.
2. Лейшмании. Мельчайшие жгутиконосцы обитают в цитоплазме клеток, вызывая у носителя различные формы лейшманиоза, поражающих внутренние органы и кожные покровы. Распространяются через укусы москитов. Распространены на территории Азии, Южной Европы, Кавказа и Северной Африки.
3. Лямблии. Внешне похожи на маленькие капельки со жгутиками. Способны вызвать тяжёлое поражение желчного пузыря — лямблиоз. Обитая в кишечнике человека, в определённый момент образуют защитные крепкие кисты, которые выводятся из организма, оседают на внешних поверхностях, попадая таким образом в организм нового хозяина.

К инфузориям-паразитам относится балантидий, вызывающий тяжёлые расстройства желудочно-кишечного тракта, внешне напоминающие дизентерию. При обычном обитании в полости кишечника балантидий не представляет опасности, однако, когда он начинает внедряться в стенки кишечника, то может привести к серьёзным нарушениям работы органа. На повреждённых стенках образуются язвы, которые провоцируют кровавый понос. Заражение происходит через контакт со свиньями — носителями паразитов. Некоторые виды инфузорий обитают в кишечнике крупного рогатого скота, участвуя в переваривании грубой пищи.

Из болезнетворных споровиков можно выделить малярийного плазмодия, который обитает внутри клеток и вызывает опасную болезнь — малярию. Распространяются паразиты через укусы определённого вида комаров. Попадая в организм, плазмодии быстро размножаются и разносятся по организму вместе с кровью. Большое количество новых клеток разрушают кровяные тельца, отравляя их останками организм и вызывая у больного тяжёлые приступы лихорадки.

Питание

Как мы писали выше, амеба обыкновенная способна передвигаться при помощи своих ложноножек, в среднем скорость передвижения простейшего составляет 1 сантиметр за 5 минут. Во время своего движения амебы наталкиваются на другие мелкие объекты: одноклеточные водоросли, бактерии, другие простейшие организмы. Если этот объект достаточно мал, то амеба поглощает его. Как происходит само поглощение, амеба обтекает свою добычу со всех сторон, и через какое-то время она уже оказывается внутри амебной цитоплазмы.

Процесс поглощения твердой пищи амебой биологи называют фагоцитозом. Поглощенная пища в цитоплазме перерабатывается специальной пищеварительной вакуолей, по сути, выполняющей функцию желудка у амебы. Но и не только желудка, так как эта же пищеварительная вакуоль, выбрасывают не переваренные остатки пищи из цитоплазмы наружу, то есть по сути исполняют роль кишечника и того самого «мягкого места».

Схема питания амебы.

Интересно, что помимо пищеварительной вакуоли в теле амебы есть и так званная сократительная вакуоль, она же пульсирующая вакуоль. Она представляет собой пузырек водянистой жидкости, которые периодически нарастает, а достигнув определенного размера, лопается, освобождая свое содержимое наружу. Основная задача сократительной вакуоли – регуляция осмотического давления внутри тела амебы. Дело в том, что из-за того, что концентрация веществ в цитоплазме амебы выше, чем в окружающей воде создается разность осмотического давления внутри клетки и вне ее. Хотя пресная вода и проникает в тело амебы, ее количество всегда остается в норме, благодаря тому, что сократительная вакуоль откачивает избыток воды из цитоплазмы простейшего.

Простейшие обитающие в морской воде и почве и другие

Кроме обитателей пресных водоемов, существует многочисленная группа простейших, обитающих в почве, морских водоемах, а также в организмах различных животных и человека и ведущих паразитический образ жизни. Из морских обитателей наиболее распространены фораминиферы и радиолярии (лучевики). Фораминиферы имеют раковину, состоящую из углекислого кальция или песчинок. Часть фораминифер и радиолярий входят в состав планктона (организмов, проживающих в верхних слоях воды) или бентоса (организмов, существующих в толще дна и на поверхности водоемов). Отмершие фораминиферы играют большую роль в образовании и отложении мела или извести. Отмершие радиолярии образуют отложения таких минералов, как яшма, опал и др.

Почвенные простейшие — это представители амеб, жгутиковых и инфузорий, которые играют важную роль в почвообразовательном процессе.

Паразитов, вызывающих опасные заболевания у человека и животных, насчитывается среди простейших более 3 000 видов. Наиболее известные из них — малярийный плазмодий, поселяющийся в крови человека и вызывающий заболевание малярию; дизентерийная амеба, обитающая в толстом кишечнике человека, в случае ее проникновения в стенки кишечника вызывает заболевание дизентерию: трипаносома — возбудитель сонной болезни и др.

В природе простейшие участвуют в круговороте веществ, выполняют санитарную роль; в цепях питания составляют одно из первых звеньев, являясь пищей для многих животных, в частности рыб; принимают участие в образовании геологических пород, и по их раковинам определяют возраст отдельных геологических пород.