Інфузорія, як вид найпростіших
До типу Інфузорії відносять близько 6000 видів найпростіших, органеллами руху яких служить велика кількість війок. Для більшості інфузорій характерно присутність двох ядер: великого вегетативного - макронуклеуса - і дрібнішого генеративного - микронуклеуса. Макронуклеус має поліплоїдний набір хромосом і регулює процеси обміну речовин. Мікронуклеус містить диплоїдний набір хромосом і бере участь в статевому процесі.
Серед інфузорій є вільноживучі мешканці прісних і морських водойм і паразити людини і тварин.
До свободноживущим інфузоріям відносять інфузорію туфельку. Розміри клітини 0,1-0,3 мм. Найпростіше має постійну форму, так як ектоплазма ущільнена і утворює пелликулу. Тіло інфузорії вкрите віями. Їх налічують від 10 до 15 тис. У ектоплазмі інфузорії мають захисні ва освіти - трихоцисти. При подразненні трихоцисти вистрілюють назовні, перетворюючись в довгі нитки, що паралізують жертву. Після використання одних трихоцисти на їх місці в ектоплазмі розвиваються нові.
До органел харчування відносять ротовий отвір, розташоване на черевній стороні і веде в клітинний рот, який переходить в клітинну глотку. Вода з бактеріями через елнточний рот потрапляє в ендоплазму, де утворюються травні вакуолі. Вакуолі пересуваються уздовж тіла інфузорії.
Решта всередині вакуолі неперетравлені залишки їжі видаляються назовні через порошіцу - отвір, розташоване неподалік від заднього кінця тіла інфузорії.
У інфузорії туфельки є дві скоротливі вакуолі, розташовані в передній і задній частинах тіла. Кожна вакуоль складається з округлого резервуара і відповідних до нього у вигляді зірки 5 - 7 канальців. Рідкі продукти і вода з цитоплазми спочатку надходять в призводять канальці, потім канальці все відразу скорочуються і виливають свій вміст в резервуар, після чого останній скорочується і викидає рідину через отвір назовні, а канальці в цей час знову наповнюються. Вакуолі скорочуються по черзі.
Безстатеве розмноження інфузорій здійснюється шляхом поперечного ділення і супроводжується розподілом макро- і мікронуклеусов. Розмноження повторюється 1 - 2 рази на добу. Через кілька поколінь в життєвому циклі інфузорій відбувається статевий процес, який називають кон'югацією. Дві інфузорії підходять один до одного черевними сторонами, оболонка в місці їхнього зіткнення розчиняється, і між ними утворюється цитоплазматичний місток. Макронуклеуси при цьому руйнуються, а мікронуклеуси діляться мейозом на чотири ядра, три з яких руйнуються, а четверте знову ділиться навпіл митозом.
В результаті в кожній інфузорії утворюються чоловіче (мігруюче) і жіноче (стаціонарне) ядра. Потім між особинами відбувається обмін мігруючими ядрами з подальшим злиттям стаціонарного і мігруючого ядер, після чого особини розходяться. Незабаром в кожної з них ядро ділиться і згодом утворюються мікро- і макронуклеуси. Таким чином, при статевому процесі число інфузорій не збільшується, а оновлюються спадкові властивості макронуклеуса і виникають нові комбінації генетичної інформації.
У людини в просвіті товстого кишечника може паразитувати інфузорія балантидій - збудник балантидіазу. Клінічно це важке захворювання виражається в кривавому проносі, кольках, лихоманці і м'язової слабкості. Основним джерелом поширення балантидиоза служать свині, заражені балантидиями. Балантидій в кишечнику свиней утворюють цисти, які з фекаліями потрапляють у зовнішнє середовище і там зберігаються тривалий час. Зараження людини відбувається при занесенні цист в травний тракт з брудними руками або їжею. Часто балантидиоза хворіють люди, пов'язані з роботою по догляду за свинями або обробкою свинини.
Діагноз ставлять при знаходженні балантидія в фекаліях. Профілактика та ж, що і при інших кишкових захворюваннях.
Найбільш типовий широко поширений представник війкових - інфузорія туфелька (Paramecium). Вона мешкає в стоячій воді, а також в прісноводних водоймах з дуже слабкою течією, що містять розкладається органічний матеріал.
Складність будови клітини у парамеции пояснюється тією обставиною, що їй доводиться виконувати всі функції, властиві цілому організму, а саме харчування, осморегуляцію і пересування. Тіло парамеции має характерну форму: передній кінець у неї тупий, а задній дещо загострений.
Вії інфузорії туфельки розташовані парами по всій поверхні клітини. Розташовуючись поздовжніми діагональними рядами, вони, здійснюючи биття, змушують інфузорію обертатися і просуватися вперед. Між віями знаходяться отвори, що ведуть в особливі камери, звані трихоцисти. З цих камер під впливом певних подразників можуть вистрілювати тонкі загострені нитки, використовувані, ймовірно, для утримання здобичі.
Під пеллікулой інфузорії туфельки розташовується ектоплазма - прозорий шар щільної цитоплазми консистенції гелю. У ектоплазмі знаходяться базальні тільця (ідентичні центріолі), від яких відходять вії, а між базальними тільцями є мережа тонких фібрил, що беруть участь, по-видимому, в координуванні биття війок.
Основна маса цитоплазми інфузорії туфельки представлена ендоплазму, що має більш рідку консистенцію, ніж ектоплазма. Саме в ендоплазме розташована більшість органел. На вентральній (нижньої) поверхні туфельки ближче до її переднього кінця знаходиться навколоротова воронка, на дні якої знаходиться рот, або цитостом.
Рот інфузорії туфельки веде в короткий канал - цітофарінкс, або глотку. Як навколоротова воронка, так і глотка можуть бути вистелені віями, руху яких направляють до цитостом потік води, що несе з собою різні харчові частинки, такі, наприклад, як бактерії. Навколо потрапили в цитоплазму шляхом ендоцитозу харчових частинок утворюється харчова вакуоль. Ці вакуолі переміщаються по ендоплазме до так званої порошіцу, через яку неперетравлені залишки шляхом екзоцитозу виводяться назовні.
У цитоплазмі інфузорії туфельки є також дві скоротливі вакуолі, місце розташування яких в клітці строго фіксоване. Ці вакуолі відповідають за осморегуляцію, т. Е. Підтримують в клітці певний водний потенціал. Життя в прісній воді ускладнюється тим, що в клітку постійно надходить вода в результаті осмосу; ця вода повинна безперервно виводитися з клітини, щоб запобігти її розриву.
Відбувається це за допомогою процесу активного транспорту, що вимагає витрати енергії. Навколо кожної скоротливої вакуолі інфузорії туфельки розташований ряд розбіжних променями каналів, які збирають воду, перед тим як вивільнити її в центральну вакуоль.
У клітці парамеции інфузорії туфельки знаходяться два ядра. Більша з них - макронуклеус - Поліплоїдний; воно має більше двох наборів хромосом і контролює метаболічні процеси, не пов'язані з розмноженням. Мікронуклеус - диплоидное ядро. Воно контролює розмноження і утворення макронуклеус при розподілі ядра.
Парамецій інфузорії туфельки може розмножуватися і безстатевим шляхом (поперечним поділом надвоє) і статевим (шляхом кон'югації).
Здійснюючи віями хвилеподібні рухи, туфелька пересувається (пливе тупим кінцем вперед). Вія рухається в одній площині і здійснює прямий (ефективний) удар в випрямленном стані, а поворотний - в зігнутому. Кожна наступна вія в ряду робить удар з невеликою затримкою в порівнянні з попередньою. Пливучи в товщі води, туфелька обертається навколо поздовжньої осі. Швидкість руху - близько 2 мм / c. Напрямок руху може змінюватися за рахунок згинань тіла. При зіткненні з перешкодою напрямок прямого удару змінюється на протилежне, і туфелька відскакує назад. Потім вона деякий час "розгойдується" взад-вперед, а потім знову починає рух вперед. При зіткненні з перешкодою мембрана клітини деполяризуется, і в клітку входять іони кальцію. У фазі "розгойдування" кальцій викачується з клітки
Дихання, виділення, осморегуляція
Туфелька дихає всією поверхнею клітини. Вона здатна існувати за рахунок гліколізу при низькій концентрації кисню у воді. Продукти азотистого обміну також виводяться через поверхню клітини і частково через скоротливу вакуоль. Основна функція скорочувальних вакуолей осморегуляторной. Вони виводять з клітки надлишки води, які проникають туди за рахунок осмосу. Спочатку набухають призводять канали, потім вода з них перекачується в резервуар. При скороченні резервуара він відділяється від пріоводящіх каналів, а води викидається через пору. Дві вакуолі працюють в протифазі, кожна при нормальних фізіологічних умовах скорочується один раз в 10-15 с. За годину вакуолі викидають з клітини обсяг води, приблизно дорівнює обсягу клітини.
У туфельки є безстатеве і статеве розмноження (статевий процес). Безстатеве розмноження - поперечне розподіл в активному стані. Воно супроводжується складними процесами регенерації. Наприклад, одна з особин заново утворює клітинний рот з околоротовой ціліатурой, кожна добудовує відсутню скоротливу вакуоль, відбувається розмноження базальних тілець і утворення нових війок і т.п.
Статевий процес, як і у інших інфузорій, відбувається у формі кон'югації. Туфельки, що відносяться до різних клонам, тимчасово "склеюються" ротовими сторонами, і між клітинами утворюється цитоплазматичний місток. Потім макронуклеуси кон'югується інфузорій руйнуються, а мікронуклеуси діляться шляхом мейозу. З утворилися чотирьох гаплоїдних ядер три гинуть, а решта ділиться митозом. У кожній інфузорії тепер є два гаплоїдних пронуклеуса - один з них жіночий (стаціонарний), а інший - чоловічий (мігруючий). Інфузорії обмінюються чоловічий пронуклеус, а жіночі залишаються в "своїй" клітці. Потім в кожній інфузорії "свій" жіночий і "чужий" чоловічий пронуклеуси зливаються, утворюючи диплоидное ядро - синкарион. При розподілі синкариона утворюється два ядра. Одне з них стає диплоїдним мікронуклеус, а друге перетворюється в поліплоїдний макронуклеус. Реально цей процес відбувається складніше і супроводжується спеціальними посткон'югаціоннимі поділами.
Рід найпростіших з підкласу кругореснічних інфузорій (Peritricha). Включає понад 100 широко поширених видів, що живуть у морській і прісній воді. С. - сидячі тварини, прикріплюються до субстрату (на відміну від інших родів Peritricha) за допомогою неветвящійся скорочувального стеблинки. Тіло С. має форму дзвіночка, позбавлене війок. На розширеному передньому його кінці (адоральная зона) розташований подвійний ряд вій (зазвичай зливаються в меморанелли), закручений вліво (на відміну від спіральнореснічних інфузорій, у яких адоральная зона мембранелл закручена вправо). Навколоротова спіраль веде до ротового отвору. Харчуються С. дрібними зваженими у воді органічними частками (наприклад, бактеріями, детритом). При безстатевому розмноженні в результаті поділу утворюються забезпечені віночком вій свободноплавающие "бродяги", які потім утворюють стеблинка і прикріплюються до субстрату. Статевий процес - за типом анизогамного кон'югації (великі нерухомі макрокон'юганти і дрібні рухливі мікрокон'юганти).
Рід найпростіших класу інфузорій підряду разнореснічних. Довжина до 1 мм. Понад 10 видів. Тіло в формі воронки. На розширеному передньому кінці потужно розвинена зона околоротових мембранелл, напрямних ток харчових частинок до ротового отвору. Решта тіла вкрито поздовжніми рядами дрібних війок. Здатні різко скорочуватися, приймаючи кулясту форму завдяки скорочувальним ниткам - міонемам. Можуть вільно плавати або прикріплятися до субстрату звуженим заднім кінцем. Живуть в морях і прісних водах. У деяких видів у цитоплазмі є численні симбіонти - одноклітинні водорості.
Є така інфузорія - стілоніхія. Під впливом летких фітонцидів цибулі вона розпадається на дрібні зернятка і навіть розчиняється. Таке явище мікробіологи називають лизисом. Тіло інфузорії «зникає». Те ж відбувається з инфузорией, званої «локсодес рострум». Протягом 10-15 секунд все її тіло розчиняється в навколишньому рідкому середовищі!
В абсолютно тих же умовах інша інфузорія - спіростомум Терес - під впливом тих же фітонцидів розпадається на зернятка, але розчинення всього тіла не відбувається. Цю смерть ми називаємо зернистим розпадом.
Деякі найпростіші під впливом фітонцидів вмирають, зберігаючи свою будову, всі свої основні структури - ядро, вії, завдяки яким відбувається рух, і т. Д. Більш того, ці структури стають виразніше - при вмирання як би закріплюється їх будова. Мікроорганізм помер, але він здається нормальним. В такому стані мікроб може перебувати годину, другий, третій і навіть більше доби. Потім вже починає відбуватися розпад дуже складне хімічне явище розпаду білків та інших сполук. Прикладом такого явища може служити фіксація структур і подальший розпад у інфузорії, званої опа-Ліною, яка паразитує в кишечнику жаби.