Процесс питания простейших

У одноклеточных организмов возможно только внутриклеточное пищеварение, при этом органеллы движения обеспечивают клетке не только подвижность, но и позволяют ей захватывать пищу. Самые примитивные простейшие – амебы, захватывают пищу псевдоподиями, которые обволакивают со всех сторон пищевые частицы, направляя их в цитоплазму. Образовавшаяся пищеварительная вакуоль затем сливается с первичными лизосомами, гидролитические ферменты последних расщепляют органический субстрат до доступных клетке мономеров. Кроме фагоцитоза амебе характерен пиноцитоз. При этом образуются на поверхности клетки впячивания в форме трубочки, по которой поступает внутрь цитоплазмы капелька жидкости. Образовавшаяся вакуоль с жидкостью отшнуровывается от трубочки. После всасывания жидкости вакуоль исчезает. Непереваренные остатки пищи удаляются из клетки. В отличие от высокоорганизованных простейших у амебы нет постоянного места для удаления отходов, и экзоцитоз осуществляется через любой участок поверхности клетки.

Гетеротрофные жгутиконосцы способны либо к голозойному питанию, заглатывая органические частицы пищи, либо к сапрофитному путем всасывания жидкой органической пищи всей поверхностью клетки. У жгутиконосцев поступление твердых частиц обычно осуществляется через фиксированные участки тела, где находится клеточный рот (цитостом) или участок липкой цитоплазмы. Обычно они располагаются у основания жгутика, винтообразное движение которого привлекает в эту область взвешенные частицы. Цитостом представляет собой углубление на поверхности клетки. Он ведет в узкий канал – клеточную глотку (цитофарингс), заканчивающийся в эндоплазме, где от него по мере поступления пищи отшнуровываются пищевые вакуоли. Если цитостома нет, то у основания жгутика на определенном участке может отсутствовать пелликула. Этот участок называется липкой цитоплазмой, поскольку там фагоцитируются твердые частицы. Поглощению пищи способствуют жгутики. Винтообразное движение жгутика создает у его основания разреженное пространство и в образовавшийся миниводоворот вовлекаются пищевые частицы. У пресноводных жгутиконосцев часто имеется сократительная вакуоль, иногда с большим резервуаром, открывающимся наружу порой. Зеленые жгутиконосцы, как правило, имеют красный «глазок» - стигму, представляющую собой светочувствительную органеллу.

Наиболее сложно проходит питание инфузорий, которые имеют ряд специализированных субклеточных структур, в совокупности напоминающих пищеварительную систему. У подавляющего большинства видов (за исключением некоторых паразитов, поглощающих вещества через поверхность тела) имеется углубление – перистом или предротовая воронка, ведущая в цитостом. В наиболее примитивном варианте цитостом располагается на переднем конце тела, у более высокоорганизованных форм он смещается на брюшную сторону. Цитостом продолжается в узкий канал – клеточную глотку (цитофарингс), который заканчивается в эндоплазме. У равноресничных инфузорий в области ротового аппарата отсутствуют ресничные комплексы, тогда как у других там имеются различные мембраны, мембранеллы и цирри, облегчающие поглощение пищи. В частности, у кругоресничных инфузорий имеется предротовой аппарат. Он состоит из трех коротких мембранелл, расположенных слева от рта, и одной более длинной мембраны справа. Это образование получило название тетрахимениум. У спиральноресничных инфузорий мембрана не образуется, а мембранеллы спирально закручиваются вправо. У инфузорий, питающихся взвешенными частицами и бактериями, ротовое отверстие все время остается открытым, тогда как у хищных оно раскрывается лишь при захвате пищи. В эндоплазме от глотки отшнуровывается пищеварительная вакуоль. Затем она вовлекается в ток цитоплазмы и совершает внутри клетки путь по определенной траектории. По мере движения вакуоль (фагосома) сливается с лизосомами. Органический субстрат в ней расщепляется и в виде мономеров поступает в цитозоль, там они используются на нужды клетки или переводятся в нерастворимые соединения и откладываются в качестве трофических включений. Непереваренные частицы затем выбрасываются путем экзоцитоза наружу. Инфузории являются единственными из простейших, у кого имеется постоянное место выброса неусвоенных продуктов – порошица.

Сосущие инфузории являются хищниками, своих жертв они захватывают щупальцами, когда те проплывают мимо, и всасывают. Щупальца могут иметь на конце вздутие с отверстием, ведущие во внутренний канал. У некоторых видов щупальца ветвятся.

У споровиков, как и всех внутриклеточных паразитических простейших, отсутствуют органеллы движения и клеточных рот, поэтому обмен веществ осуществляется через поверхность тела. Во внутренней мембране пелликулы кокцидий образуются инвагинации наружной мембраны – микропоры. Через них пища поступает в цитоплазму клетки, поэтому их иногда называют микроцитостомами.

ВЫВОД

Таким образом, сравнив органоиды пищеварения простейших, мы отмечаем, что в процессе эволюции происходило их усложнение. Так у амебы нет постоянного места поглощения пищи и вывода непереваренных остатков, а вот у инфузории имеется некоторое подобие «пищеварительной системы», представленной цитостомом, цитофаригсом и порошицей. Амеба захватывает пищу с помощью псевдоподий, в то время как у инфузорий этот механизм представляет более сложный комплекс действий. Поглощению пищи способствуют жгутики. У сосущих инфузорий – щупальца.

Также мы упомянули и паразитических простейших. Поскольку они являются внутриклеточными паразитами, они утратили органоиды движения, способствующие также захвату пищи. Они поглощают питательные вещества всей поверхностью тела. Их образ жизни позволяет обходиться им без цитостома.

Итак, мы пришли к заключению, что у простейших можно проследить эволюционные изменения органоидов пищеварения.