9

Подцарство одноклеточные животные

Глава 1. Простейшие Общая характеристика, строение и жизнедеятельность простейших

Царство животных подразделя­ют на два подцарства: одноклеточ­ных и многоклеточных. Тело одно­клеточных состоит из одной клет­ки, которая выполняет все функ­ции организма: питание, выделе­ние, дыхание, движение и размно­жение.

У одноклеточных функции ор­ганизма осуществляют особые вну­триклеточные структуры - - органеллы. У многоклеточных, состоя­щих из множества клеток, разные функции организма выполняют различные клетки и органы.

Одноклеточные стоят на грани­це трех царств: животных, расте­ний и грибов. Одноклеточные фор­мы водорослей и грибов вы изучали в курсе ботаники. Большинство од­ноклеточных относится к живот­ным, и их изучают в курсе зооло­гии.

Известно более 39 тыс. видов простейших, но многие еще не опи­саны. Специалисты предполагают, что всего на Земле обитает около 70 тыс. видов этих животных. Они населяют моря, пресные воды, влажную почву, некоторые парази­тируют в теле других животных.

Большинство простейших мелкие организмы, которых можно увидеть лишь с помощью микро­скопа. Их средние размеры несколько десятков микрометров (1 мкм равен 0,001 мм). Некоторые крупные простейшие, например пресноводные амебы, достигают 600 мкм, инфузории-трубачи – 1 мм. Ископаемые простейшие нуммулиты имели раковину диаме­тром 5—6 см.

Форма тела простейших разно­образна. Среди них имеются виды веретеновидные со жгутиками, овальные с ресничками, сидячие со стебельком, с раковиной или лучи­стым скелетом.

Первым увидел простейших Антони ван Левенгук. В 1675 г. он изо­брел микроскоп с одной сферичес­кой линзой, которая давала увели­чение в 270 раз. В каплях воды из разных водоемов при помощи мик­роскопа он обнаружил, а затем за­рисовал и описал сотни микроско­пических животных. Это было ве­личайшее достижение в области зоологии, так как был открыт неве­домый ранее мир микроскопичес­ких существ.

Строение и

жизнедеятельность клетки простейших

Клетка простейших состоит из цитоплазмы, ядра и комплекса органелл. Снаружи клетка покрыта мембраной (рис. 1).

В цитоплазме сосредоточены все основные органеллы клетки, свой­ственные эукариотам, обеспечива­ющие обмен веществ.

К роме перечисленных органелл, у простейших имеются спе­циальные органеллы: опорные, двигательные, пищеварительные, выполняющие отдельные функции одноклеточного организма. Напри­мер, органеллами движения у про­стейших могут быть ложнонож­ки, жгутики, реснички. Органел­лами пищеварения у простейших служат пищеварительные вакуо­ли — пузырьки, в которых перева­риваются пищевые частицы. Выде­лительную функцию выполняют сократительные вакуоли, кото­рые удаляют из клетки избыток во­ды и продукты обмена веществ. Яд­ро регулирует обмен веществ в клетке и ее деление при размноже­нии.

Простейшие могут размножать­ся бесполым и половым путем. При бесполом размножении клетка де­лится на две или несколько дочер­них клеток.

При половом размножении сна­чала путем деления клетки образу­ются мелкие половые клетки -гаметы. Образовавшиеся из раз­ных материнских клеток гаметы попарно сливаются и образуют зиготу, из которой формируется новый дочерний организм. Половое размножение повышает жизнеспо­собность простейших, так как при этом образуются организмы, обла­дающие признаками обоих родите­лей.

П одцарство простейших под­разделяют на семь типов, из кото­рых подробно рассмотрим три: Саркожгутиковые, Споровики и Инфу­зории. Они наиболее многочислен­ны по числу видов и имеют большое

значение в природе и жизни челове­ка.

Типы простейших различаются прежде всего способами передвиже­ния. Саркожгутиковые передвига­ются при помощи ложноножек и жгутиков, инфузории плавают при помощи ресничек, а споровики, па­разитирующие внутри клеток дру­гих животных, лишены органелл движения.

Все простейшие могут размножаться путем деления клетки на две и более частей. Однако деление может происходить в разных направлениях. Например, клетки инфузории туфельки делятся в поперечном направлении, а клетки эвглены зеленой - в продольном. Еще одной общей чертой простейших является то, что они могут образовывать цисты. При цистировании клетка покрывается второй оболочкой которая предохраняет клетку от неблагоприятных воздействий окружающей среды.

Тип Саркожгутиковые. Подтип Саркодовые

Тип Саркожгутиковые подраз­деляют на два подтипа: Саркодовые и Жгутиковые.

Подтип Саркодовые не имеет плотной клеточной оболочки. Клет­ка саркодовых покрыта лишь тон­кой мембраной, поэтому форма те­ла у них постоянно изменяется. Временные выступы клетки называют ложными ножками или псев­доподиями. Ложноножки служат органеллами движения и захвата пищи.

Саркодовых делят на два клас­са: Корненожки и Лучевики (Радио­лярии). Класс солнечников по со­временной классификации относят к лучевикам.

Класс Корненожки

Корненожки обладают ветвя­щимися корневидными или лопастевидными ложноножками. Боль­шинство видов покрыто защитной раковиной.

Типичный представитель кор­неножек пресноводная амеба (рис. 1). Это довольно крупное простейшее (до 0,5 мм). Наружный слой цитоплазмы аме­бы прозрачный, а внутренний -зернистый. В зернистом слое ци­топлазмы расположено плотное яд­ро и пузырьки – вакуоли. Пере­двигается амеба, изменяя форму те­ла и образуя выступы - ложно­ножки.

П итание. Амеба питается бакте­риями, мелкими простейшими и органическими частицами. Она как бы обтекает пищевые частицы лож­ноножками. Ложнонож­ки, захватившие пищу, смыкают­ся, и комок пищи с капелькой воды оказывается в цитоплазме. Цито­плазма выделяет вокруг пищевого комка пищеварительный сок, обра­зуя пищеварительную вакуоль (рис. 2). Не­переваренные остатки пищи уда­ляются из клетки наружу, и вакуоль прекращает свое существова­ние.

Заглатывание твердой пищи клетками простейших называют фагоцитозом. Доказано, что у про­стейших может происходить и за­глатывание капелек жидкости.

Выделение. В клетке пресновод­ной амебы хорошо заметен круп­ный прозрачный пузырек — сокра­тительная вакуоль. Она постоян­но наполняется водой, а затем сокращается. Сократительная ваку­оль удаляет избыток воды из клет­ки, поддерживая тем самым опре­деленную концентрацию веществ в цитоплазме, а также удаляет не­нужные продукты обмена веществ. Сократительные вакуоли бывают только у пресноводных простей­ших, у морских и паразитических видов они отсутствуют.

Размножение. Амеба размножа­ется только бесполым путем. При этом ядро делится на две части. Об­разуются два новых ядра. Ядра рас­ходятся в разные стороны, цито­плазма перетягивается и разрыва­ется. Тело амебы разделяется на две дочерние клетки, в каждую из которых попадает по одному ядру.

В неблагоприятное время года амебы выделяют плотную защит­ную оболочку и превращаются в ци­сту. В этом состоянии они перено­сят зиму, пересыхание водоемов. Цисты могут переноситься в другие водоемы.

Саркодовые подразделяются на отряды: Амебы, Раковинные амебы и морские раковинные корненож­ки — Фораминиферы.

Отряд Амебы. Среди этих амеб, кроме водных видов, таких, как амеба протеус, встречаются парази­тические. Например, в кишечнике человека может обитать дизенте­рийная амеба, вызывающая амеб­ную дизентерию (амебиаз). Дизен­терийные амебы поражают слизис­тую кишечника и заглатывают клетки крови. При этом образуют­ся долго не заживающие язвы. Из кишечника больного человека вы­деляются цисты дизентерийной амебы. При несоблюдении гигиены питания цисты амеб могут попасть к здоровому человеку и вызвать за­ражение амебиазом.

В кишечнике человека обитают и амебы, не вызывающие заболева­ний. Например, амеба коли питает­ся переваренной пищей и бактерия­ми. Цисты дизентерийной аме­бы имеют 4 ядра, а цисты амебы ко­ли — 8 ядер (рис. 3).

Отряд Раковинные амебы включает виды, живущие в прес­ных водоемах и болотистых поч­вах. Эти амебы имеют раковину из органического вещества или скле­енных песчинок (рис. 4). У раковины есть отверстие — устье, из ко­торого высовываются ложнонож­ки. При делении одна дочерняя клетка остается в старой раковине, а другая строит новую.

Фораминиферы. Самые много­численные среди корненожек -морские раковинные фораминифе-ры. Это в основном придонные фор­мы. Они имеют известковую, не­редко многокамерную раковину (рис. 5). Через устье раковины вы­ступают корневидные ветвящиеся ложные ножки.

О ни образуют липкую сеть, на кото­рую налипают пищевые частицы. Стен­ка раковин некоторых фораминифер пронизана многочисленными порами, из которых высовываются тонкие нити ложноножек, что увеличивает ловчие возможности фораминифер.

Фораминиферы могут размно­жаться бесполым и половым путем. У некоторых видов бесполое раз­множение с образованием множест­ва дочерних клеток чередуется с по­ловым размножением с формирова­нием гамет со жгутиками.

При отмирании фораминифер из их раковин формируются изве­стняки. В результате горообразова­тельных процессов осадочные по­роды со дна океанов поднимаются и становятся основой многих гор­ных систем. Можно сказать, что Фораминиферы изменили лик пла­неты. Эти маленькие строители по­строили самые высокие горы на Земле.

С помощью ископаемых фора­минифер узнают возраст геологи­ческих пластов Земли и определя­ют положение нефтеносных плас­тов.

Лучевики, или радиолярии - планктонные саркодовые, обитаю­щие преимущественно в теплых тропических морях. В отличие от фораминифер у радиолярий скелет внутренний, образован опорными иглами, расположенными внутри цитоплазмы и состоящие из кремния. Большинство радио­лярий имеют шаровидное тело с внутренней скелетной капсулой, в которой находятся 1—2 ядра. От центра клетки по ради­усам расходятся скелетные иглы, выступающие из цитоплазмы. Ра­диолярии способны растягивать цитоплазму на многочисленных иглах, увеличивая тем самым объем тела и его плавучесть.

Р адиолярии ловят добычу длин­ными нитевидными ложными нож­ками.

У большинства радиолярий ске­лет кремниевый. Скелетные иглы у них срастаются и образуют очень сложные ажурные конструкции, напоминающие короны, кубки, ювелирные украшения (рис. 6). При отмирании радиолярий из их скелетов на дне океана образуются радиоляриевые илы и особые оса­дочные породы: трепел, сланцы.

Радиолярии имеют большое значение в круговороте веществ в природе. Они могут извлекать из морской воды кремний. Радиоля­рии, как и фораминиферы, приме­няются для определения возраста геологических пластов, а образуе­мые ими породы используются в хозяйстве.

Подтип Жгутиковые

Жгутиковые обитают в морях, пресных водах, почве, в организ­мах животных и растений. Пере­двигаются они с помощью жгутика. Клетки жгутиковых имеют уплотненную оболочку-пелликулу и пото­му обладают постоянной формой тела. Жгутиковых делят на два класса: Растительные жгутиконос­цы и Животные жгутиконосцы.

Класс Растительные жгутиконосцы

Р астительные жгутиконосцы -это в основном автотрофные орга­низмы, способные к фотосинтезу. В их клетках имеются зерна с зеле­ным пигментом – хлорофиллом. Для некоторых видов характерен смешанный способ питания: они могут питаться и как растения, и как животные. Например, пресно­водная эвглена зеленая на свету способна к фотосинтезу как растение, а в темноте может заглатывать пищевые частицы и переваривать их в пищеварительных вакуолях как животное. Клетка эвглены зе­леной имеет веретеновидную форму с длинным жгутиком на переднем конце (рис. 7). Внутри клетки за­метны ядро и зерна зеленого пиг­мента. У основания жгутика распо­лагаются сократительная вакуоль и светочувствительный глазок. Глазок помогает эвглене отличать свет от темноты. Размножается эвглена путем деления клетки на две дочерние.

К зеленым жгутиконосцам от­носятся хламидомонады, колони­альные вольвоксы, а также панцир­ные жгутиконосцы.

К олония вольвокса (вольвокс – катящийся) состоит обычно из 1000 отдельных организмов соединенных цитоплазматическими мостиками. Каждая из клеток имеет по 2 жгутика и один большой зеленый хроматофор. Размножаются вольвоксы образуя новые колонии внутри старой колонии. При образовании новой колонии каждая клетка делится на 2 части которые полностью не разделяются оставаясь связанными цитоплазматическими мостиками.