Зоология беспозвоночных / Burukovskiy_Zoologia_bespozvonochnykh
.pdf20 |
Зоология беспозвоночных |
отические, одиночные, колониальные и многоклеточные формы, которые были изу чены неравномерно и до сих пор совершенно недостаточно. Исследования послед них лет обнаружили у динофлагеллят очень широкое разнообразие в строении всех структур клетки, демонстрирующее как отклонения в сторону прокариот, так и хоро шо выраженные черты строения эукариот. Это дает основание многим ученым отвер гать мезокариотную концепцию, хотя, не считая панцирных жгутиконосцев самыми примитивными эукариотами и возражая против их противопоставления другим эу кариотам, все соглашаются с тем, что они представляются достаточно изолированной группой, сочетающей признаки как достаточно высокой специализации, так и при митивность и даже с чертами дегенерации. Однако именно эта совокупность свойств служит ярким признаком всех базовых групп крупнейших ароморфных таксонов (турбеллярии среди Coelenterata, Polychaeta среди полимерных Coelomata и т. п.). С этой точки зрения не кажется удивительным, что маленькая группа Dinoflagellata демонстрирует чуть ли не такое же богатство разнообразия форм, как и все остальные жгутиконосцы вместе взятые.
Размеры тела одиночных динофлагеллят колеблются от 6 мкм (Atelodinium microsporum) до 1,5 мм (знаменитая ночесветка Noctiluca miliaris —рис. 3 Г). Среди пресновод ных динофлагеллят наибольших размеров достигают виды рода Ceratium (450 мкм).
Форма тела варьируется в широких пределах. Преобладают шаровидные, эл липсоидные, яйцевидные, реже обратнояйцевидные, грушевидные. Некоторые виды имеют форму тела в виде полумесяца или пирамиды. Жгутиковые формы имеют тело обычно несколько уплощенное, в поперечном сечение эллипсоидное, с борозд ками или без них.
Клеточный покров у наиболее примитивных обычно тонкий, представлен глад ким перипластом (сплошным слоем пригнанных друг к другу белковых пластинок, придающих клетке жесткость). Подавляющее большинство динофлагеллят покры ты панцирем (текой). Он состоит из нескольких частей: верхней —эпивальвы, ниж ней — гиповальвы и средней — пояска, соединяющего обе части. Монадные формы динофлагеллят имеют два неравных по величине жгутика: поперечный и продольный. Поперечный имеет вид волнистой ленты, выходит из верхней жгутиковой поры и опо ясывает клетку влево. Он связан с поверхностью клетки тончайшей плазматической перепонкой — ундулирующей мембраной. Этот жгутик расположен в поперечной бороздке. Продольный рулевой жгутик в виде тонкой нити выходит из нижней жгу тиковой поры и у большинства видов расположен в продольной бороздке панциря. Он тянется за пределы клетки и обеспечивает поступательное движение. Еще одной особенностью строения поперечного жгутика является наличие внутри него паракси ального тяжа или так называемой аксиальной палочки. Это поперечно-исчерченный пучок филаментов, тянущийся вдоль оси жгутика, Вокруг него обвивается аксонема.
Стигма некоторых динофлагеллят может приобретать очень сложное строение. Она имеет особо крупные размеры (около 20 мкм длиной и 15 мкм шириной) и состо ит из пигментных глобул, линзовидного тела и ретиноида. Линзовидное тело зани мает почти две трети стигмы и состоит из группы строго упорядоченных пузырьков. В основании линзы находится ретиноид. Это чашеподобное образование, состоящее из определенных образом ориентированных фибрилл и зернистого вещества, а также расположенных на самом дне ряда глобул. Возникает структура, напоминающая в уменьшенном виде глаз более высокоорганизованных животных (рис. 3 Д).
Унекоторых видов обнаружены палочковидные или булавовидные трихоцисты,
ау ряда морских видов в цитоплазме имеются сложные капсулы, в которых содер жится спирально сложенные жалящие нити.
Динофлагелляты-животные демонстрируют широкое разнообразие способов до бывания пищи. Кроме типично гетеротрофных существуют и виды со смешанным
Часть 1. Простейшие |
21 |
типом питания (миксотрофные), среди которых выделяют как формы, совмещаю щие одновременно и автотрофию, и гетеротрофию (собственно миксотрофы), так и такие, что могут, в зависимости от условий, менять типы питания (амфитрофные). Внутри каждой из этих групп существуют более тонкие градации. Например, неко торые паразитические (т. е. по определению гетеротрофные) динофлагелляты могут иметь хлоропласты и демонстрировать фотосинтетическую активность (например,
Protodinium chtonii).
Не менее разнообразно питание настоящих гетеротрофов. Среди них есть виды, усваивающие пищу в виде разрушенных органических молекул, транспортируемых через поверхностные мембраны («осмотрофия»). Свободноживущие динофлагел ляты таким образом могут потреблять различные углеводы. Так частично питается ноктилюка, сочетая это с фагоцитозом твердых частиц. Еще более широко осмотро фия распространена у эндопаразитических динофлагеллят (например, у Caryotoma bemardi, внутриклеточного паразита других простейших — радиолярий). У эктопаразитических видов существуют стебельки, которыми они не только крепятся к телу хозяина, но проникают с их помощью в цитоплазму его клеток. Хищные динофлагел ляты, нападая на жертву, пронзают ее покровы специальным хоботком — пищевой трубочкой, как, например, Oxyphysis oxytoxoides, которая нападает на инфузорий, по размерам не уступающих или даже превосходящих размеры хищника, высасывая за тем растворенное пищеварительными ферментами содержимое. У некоторых видов это может сопровождаться своеобразной миксотрофией, если жертва — водоросль, и в процессе питания захватывается ее хлоропласт (клептохлоропласт), он продол жает функционировать в теле хищника.
Размножение динофлагеллят также очень разнообразно. Обычно оно происходит путем образования подвижных, снабженных жгутиками, зооспор, или неподвижных апланоспор. У некоторых видов описан половой процесс, происходящий путем слия ния взрослых клеток или жгутиковых клеток и апланоспор. Известны у них и первые признаки анизогамии (различие в строении гамет, позволяющее предполагать нали чие у этих динофлагеллят двух полов). При неблагоприятных условиях способны к цистообразованию.
Динофлагелляты демонстрируют все типы жизненных циклов, которые извест ны у простейших, в том числе все три типа циклов с ядерными превращениями. Реже всего встречается жизненный цикл с промежуточной редукцией. Это тоже еще один довод за то, что динофлагелляты могут быть базовой группой простейших.
Наиболее удивительные формы адаптаций демонстрируют паразитические динофлагелляты. Среди них есть внутриклеточные паразиты простейших, принад лежность которых к Dinophyta можно установить только по мезокариону. С дру гой стороны, имеются чрезвычайно сложно устроенные полиэнергидные или мно гоклеточные виды. К первому относится Amoebophrya — паразит цитоплазмы или ядра некоторых радиолярий, жгутиконосцев и даже многоклеточных (сифонофор и щетинкочелюстных). Мелкие двужгутиковые диноспоры этого паразита выдают его принадлежность к динофлагеллятам. После проникновения в хозяина диноспора растет, превращаясь в многоядерный удлиненный трофонт с мешкообразным впячиванием, напоминающим двусложные зародыши многоклеточных (гаструлу). Сходство подчеркивается наличием клеточного ротового отверстия и «глотки», ве дущих внутрь этого мешкообразного впячивания, а также наличием полости между наружной и внутренней стенками трофонта, напоминающей бластоцель —первич ную полость тела зародыша. В этой полости трофонта обе стенки образуют складки, которые длинными спиральными рядами несколько раз опоясывают стенки пара зита. В складках расположены многочисленные ядра. В дальнейшем трофонт дает начало двужгутиковым диноспорам.
22 |
Зоология беспозвоночных |
Haplozoon паразитирует в яичнике полихет. Он состоит из головной клетки или трофоцита, прикрепляющейся к стенке кишечника с помощью псевдоподиального стебелька и имеющего набор стилетов и несколько сократительных фибрилл, обеспе чивающих сгибание и разгибание. Далее следует ряд последовательно отделивших ся от трофоцита клеток — гоноцитов, которые, начиная с 7-8 клеток, делятся уже в косопродольном или ином направлениях на спороциты. В результате образуется длинная (у некоторых видов даже многослойная) пластинка, состоящая из большо го числа клеток, которые соединены между собой цитоплазматическими мостиками. Только самые задние спороциты отрываются и выводятся из кишечника в воду Там они дают зооспоры. В данном случае у гаплоидного мезокариотного существа наблю даются некоторые признаки клеточной дифференцировки (гетероклеточности), хоть и незначительной.
Динофлагелляты играют очень важную роль в функционировании сообществ. Значительная часть первичной продукции океанов обеспечивается именно этими жгутиконосцами. Среди симбиотических динофлагеллят выделяются так называе мые зооксантеллы, а среди последних — Symbiodinium microadriaticumf симбионт ко ралловых полипов. Именно сожительству этих двух групп организмов наша планета обязана существованием такого чуда Природы, как коралловые рифы. Существует широко распространенное природное явление, называемое «красный прилив», не редко связанное с массовым размножением динофлагеллят (водорослевое цветение воды). Такие вспышки численности могут быть опасны для человека, так как неко торые динофлагелляты содержат яд сакситонин, который безвреден для моллюсков, питающихся этими жгутиконосцами, но может быть даже смертелен (в соответству ющих концентрациях) для людей, употребляющих этих моллюсков в пищу.
Среди паразитических динофлагеллят имеются виды, наносящие заметный ущерб рыбному хозяйству, как Hematodinium spp., вызывающий заболевание промыс лового краба-стригуна ( Chionocoetes opilio) на Ньюфаундленской банке.
=НАДТИП EUGLENOZOA =
Всостав надтипа входят гетеротрофные и автотрофные, свободноживущие и паразитические одиночные, реже колониальные жгутиконосцы с одним-двумя жгу тиками, выходящими из глубокого кармана или резервуара. Покровы чаще всего представлены тубулеммой, т. е. пелликулой с подстилающими ее микротрубочка ми. В митохондриях обычно пластинчатые кристы. Жгутики имеют параксиальный тяж, длинную переходную зону и некоторые другие общие черты строения. Имеется глубокое (клеточная глотка — цитофаринкс) или мелкое (клеточный рот — цито стом) впячивание клеточной мембраны, связанное с рядом микротрубочек. Агамные. Деление ядер идет по типу закрытого ортомитоза.
= Тип Euglenophyta (рис.4>Е
В тип Euglenophyta входят как фотосинтезирующие, так и гетеротрофные моноэнергидные жгутиконосцы. Подавляющее большинство эвгленид окрашено в зеле ный цвет благодаря многочисленным пластидам, содержащим в качестве пигмента хлорофиллы а и Ь. Отдельные виды (например, Euglena sanguined) содержит пигмент гематохром и окрашена поэтому в красный цвет. Гетеротрофные эвглениды бесцвет ны. Как у окрашенных, так и у бесцветных представителей класса в качестве запасно го вещества используется углевод парамилон, распределяющийся в цитоплазме про стейшего рядом с пластидами в виде гранул, выделяющихся повышенным светопре ломлением по сравнению с пластидами. Иногда гранулы парамилона располагаются в центре пластид.
Часть 1. Простейшие |
23 |
цитостом
Рис. 4. Тип Euglenophyta. Euglena viridis:
А — общий вид (Grell, 1993, с изменениями); Б — строение переднего конца тела; В — задний конец тела; видны спиральные складки пелликулы (Заренков, 1988);
га — гранулы амилопектина; одж — основание дополнительного жгутика, ож — основной жгутик; оож — основание основного жгутика; пфр (pfs) — призма фоторецептора; с — стигма; св — сократительная ваку оль; х — хлоропласты; я — ядро
На переднем конце клетки имеется углубление, так называемый жгутиковый карман или резервуар, в который погружены основания двух жгутиков (рис. 4 А, Б). Исключительно редко (Eutreptia) жгутики бывают одинаковой длины. У большин ства эвгленид имеется лишь один длинный жгутик, тогда как второй настолько ко роток, что не выходит за пределы жгутикового кармана. Он располагается вблизи утолщенного основания длинного жгутика, образуя так называемое парафлагеллятное тело (рис. 4 Б). В некоторых случаях короткий жгутик торчит из кармана, но, час то прилегая к телу клетки, направлен назад. Длинный жгутик усажен многочислен ными нежными щетинками —мастигонемами, образующими своеобразный гребень. Внутри жгутика в качестве дополнительной опорной структуры имеется параксиаль ный тяж. У пресноводных эвглен недалеко от основания жгутиков лежит пульсиру ющая сократительная вакуоль, осуществляющая осморегуляцию. Свое содержимое она изливает в полость жгутикового кармана. Жгутики движутся довольно сложным образом. У некоторых видов биение жгутиков вызывает не плавание, а скольжение по субстрату (например у Entosiphon).
24 Зоология беспозвоночных
Клеточная оболочка у эвглен представляет собой сложно устроенную пеллику лу Она имеет рельефную поверхность, состоящую из широких валиков, чередую щихся с узкими желобками, по пологой спирали опоясывающими тело простейшего. Под валиками располагается цитоскелет, состоящий из регулярно расположенных микротрубочек. Их количество и рисунок видоспецифичны. В желобках часто от крываются наружу маленькие мешочки, заполненные слизью. Их секрет, как пред полагается, служит для смазывания поверхности пелликулы, которая, несмотря на свою относительную толщину, у некоторых видов способна к перистальтическим изменениям. Благодаря этому для эвглен характерно так называемое метаболийное или эвгленоидное движение, которое осуществляется благодаря волнообразным сокращениям тела. Механизм, лежащий в основе такого движения, пока неясен. Предполагают, что с таким способом передвижения может быть связана и слизь, вы деляемая эвгленами.
Далеко не все эвглены способны к нему. Например, представители рода Phacus имеют совершенно жесткое тело, а виды Trachelomonas живут в прочных внеклеточ ных домиках.
Даже фотосинтезирующим эвгленидам для нормального развития требуются го товые органические вещества. Некоторые виды при затемнении переходят к гетеро трофному питанию. Их пластиды могут редуцироваться. При возобновлении осве щения пластиды развиваются вновь.
Гетеротрофные эвглены являются фаготрофами, а такой вид, как Регопета trichophonim атакует других простейших с помощью своеобразной органеллы, напо минающей бивень, и заглатывает их, демонстрируя настоящее хищничество.
В жгутиковом кармане лежит так называемое глазное пятно (стигма), представ ляющее собой недифференцированную пластиду
Как у динофлагеллят, у евглен хромосомы хорошо видны даже в покоящемся ядре. Такие ядра называются «хромосомными». Внутри него лежи*Г очень крупное ядрышко, приобретающее у делящихся ядер гантелевидную форму («эндосома»). Деление у эвглен осуществляется с помощью закрытого внутриядерного ортомито за, так называемого эвгленоидного митоза. В процессе митоза ядрышко не исчезает, ядерная оболочка не разрушается. Ядерное веретено одноосное, лежит внутри ядра, на поверхности ядрышка. Связи между веретеном и хромосомами не наблюдается. Отсутствует стадия экваториальной пластинки. Хромосомы двигаются несинхронно, как бы неуверенно. Самый длительный период митоза — анафаза. Деление клетки происходит вдоль ее продольной оси. Жгутики перед делением могут исчезать, вос станавливаясь после завершения деления.
Euglenomonada преимущественно обитатели пресных вод: луж и т. п. водоемов, загрязненных животными и растительными остатками. Здесь они служат одним из важнейших факторов самоочищения воды. Некоторые виды ведут паразитический образ жизни у различных беспозвоночных и личинок амфибий.
= Тип K i n e t o p l a s t i d a e s
К этой группе жгутиконосцев относятся мелкие моноэнергидные свободноживущие или паразитические простейшие, обладающие специфической внутрикле точной структурой — кинетопластом. Последний находится внутри единственной гигантской митохондрии и содержит очень большое количество ДНК. Кинетопласт всегда располагается недалеко от кинетосомы. Покровы плазмалемма или тубулемма. Количество жгутиков у разных представителей класса варьируется от 1 до 4. Переходная зона жгутика длинная, с двумя поперечными пластинками. Основание жгутика всегда располагается внутри жгутикового кармана, который у многих пред ставителей класса превращается в глубокое трубчатое впячивание мембраны клетки.
Часть 1. Простейшие |
25 |
Рис. 5. Тип Kinetoplastidae, класс Bodomonadida:
А, Б — паразитический Costia necatrbc. общий вид (А) и прикрепление к хозяину цитостомом; В — схема строения Bodo saltans (Заренков, 1988)
На некоторых этапах жизненного цикла ряда видов, а также у некоторых внутрикле точных паразитов, жгутик может утрачиваться вообще.
Кинетопластиды обнаруживают в своем строении черты, сближающие их с динофлагеллятами и эвгленовыми. Все три группы имеют в жгутике параксиальный тяж сходного строения; мастигонемы на жгутике (если имеются) располагаются в один ряд; покровы укреплены многочисленными микротрубочками; жгутики (число которых исходно равно двум) отходят на дне жгутикового кармана, вблизи этой зоны происходит и потребление пищи; у многих форм имеются армированные микротру бочками ротовые аппараты; наконец, наблюдаются некоторые аналогии в делении ядра.
Тип Kinetoplastidae подразделяется на два класса: Bodomonadida и Trypanosomamonadida.
□ Класс Bodomonadida (рис. 5)
Среди представителей класса Bodonida имеются как свободноживущие, так и эктопаразитические виды. Число жгутиков варьируется, но чаще всего их два. Кинетосома располагается на переднем конце клетки. Один жгутик, несущий гребень мастигонем, направлен вперед, а другой, гладкий, —назад. Направленный назад жгутик может при растать к телу, не образуя, однако, специальной мембраны-перепонки между жгути ком и поверхностью клетки. Вдоль клеточной мембраны под пелликулой у некоторых видов располагаются светопреломляющие тельца (например, у Cryptobia). Трубчатый цитостом ведет в глотку, более или менее глубоко погруженную в цитоплазму.
26 |
Зоология беспозвоночных |
Среди эктопаразитических бодонид наиболее известен Costia necatrix. Он облада ет уплощенным телом 6-18 мкм, двумя жгутиками, проходящими внутри жгутико вого кармана, длинным трубчатым цитостомом. Типичный кинетопласт отсутствует. Вместо него по ходу гигантской митохондрии образуются несколько вздутых учас тков, содержащих ДНК. Размножается продольным делением. Половой процесс не обнаружен. Поселяясь на поверхности кожи и жабрах рыбы, Costia necatrix внедряет в ткани хозяина участок тела, на котором расположен цитостом.
Представители рода Cryptobia эндопаразиты беспозвоночных и рыб. У послед них встречаются в кишечнике, на жабрах и в крови. Паразиты крови развиваются со сменой хозяев, которыми служат кровососущие пиявки, в кишечнике которых жгутиконосцы усиленно размножаются. В дальнейшем они проникают во влагали ще хоботка пиявок, а оттуда при акте сосания — в кровяное русло рыбы.
□Класс Trypanosomamonadida
Вклассе содержится единственное семейство Trypanosomidae, все представители которого являются эндопаразитами. Характерная черта трипаносоматид —их удиви тельная полиморфность, благодаря которой особи одного вида на разных этапах свое го жизненного цикла представлены очень непохожими друг на друга формами. Они отличаются друг от друга не только формой тела, которая у трипаносом может быть веретеновидной, булавовидной, эллипсоидальной, сферической, кувшиноподобной
ит. п. Главные различия, положенные в основу морфологической классификации этих жгутиконосцев, касаются, в первую очередь, наличия или отсутствия жгутика и вза имного расположения ядра и кинетопласта относительно переднего конца клетки. По этим признакам в настоящее время выделяют следующие морфологические формы трипаносом (рис. 6):
-амастиготы — клетки трипаносом, лишенные жгутика;
-эндомастиготы — клетки трипаносом, обладающие жгутиком, не выходящим за пределы жгутикового кармана;
-промастиготы — клетки трипаносом, обладающие жгутиком, выходящим за пределы жгутикового кармана. Жгутиковый карман открывается на переднем конце клетки, кинетопласт располагается в пространстве между дном жгутико вого кармана и передним краем ядра;
-опистомастиготы — клетки трипаносом, обладающие жгутиком, выходящим за пределы жгутикового кармана. Жгутиковый карман глубокий, пронизы вает почти все тело жгутиконосца, открывается терминально, то есть на око нечности тела (в данном случае передней), кинетопласт располагается в про странстве между задним краем ядра и задним концом клетки;
-эпимастиготы — клетки трипаносом, обладающие жгутиком, выходящим за пределы жгутикового кармана. Жгутиковый карман открывается на латераль ной поверхности клетки, жгутик подходит к переднему концу клетки, прилегая к ее поверхности и образуя ундулирующую мембрану. Кинетопласт располага
ется в пространстве между дном жгутикового кармана и передним краем ядра;
-трипомастиготы — клетки трипаносом, обладающие жгутиком, выходящим за пределы жгутикового кармана. Жгутиковый карман открывается на латеральной поверхности клетки, жгутик подходит к ее переднему концу, прилегая к ее поверх ности и образуя ундулирующую мембрану (см. ниже). Кинетопласт располагает
ся в пространстве между дном жгутикового кармана и задним краем ядра. Благодаря такому полиморфизму трипаносомы служат наиболее ярким приме
ром типа жизненного цикла агамного (то есть не имеющего полового процесса) про стейшего, у которого стадии жизненного цикла определяются изменениями вегета тивных частей клетки
Часть 1. Простейшие |
|
27 |
Морфологические формы |
|
|
Мастиготы (жгутик выходит за жгутиковый карман) |
Эндомастиготы |
Амастиготы |
(жгутик не вы |
(жгутик от |
|
|
ходит) |
сутствует) |
г \
*
описто- |
|
трипо- |
мастиготы |
эпимастиготы |
мастиготы |
Рис. 6. Тип Kinetoplastidae, класс Trypanosomamonadidae. Классификация морфологических форм у представителей семейства Tryposomatidae (Фролов, 1994)
Размеры трипаносом колеблются от 2-4 до 50-60 мкм. Клетка одета поверхност ной мембраной. У трипаносом, находящихся на одной из стадий, протекающих в кро вяном русле и тканях позвоночных животных, снаружи есть еще один тонкий слой из бесструктурного материала (толщиной до 15 нм), который покрывает всю клетку и жгутик. Он, по-видимому, имеет белковую природу и содержит антигены, вызываю щие образование антител у хозяина. У жгутиконосцев, паразитирующих в пищевари тельном тракте или содержащихся в культуре, этот слой отсутствует. К поверхност ной мембране изнутри прилегают многочисленные микротрубочки цитоскелета. Они тянутся от переднего конца клетки к заднему. В средней части клетки располагается крупное пузырьковидное ядро.
Локомоторный аппарат представлен жгутиком, кинетосома которого у разных форм занимает различное положение в клетке. Основание жгутика (проксимальная часть) проходит внутри жгутикового кармана, степень развития которого также ва рьируется у разных форм, достигая максимума у опистомастигот. У трипомастигот и эпимастигот жгутик, по выходе из жгутикового кармана, направляется к передне му концу клетки, располагаясь по свободному краю так называемой ундулирующей мембраны. Ее существование было доказано с помощью электронного микроскопа. Ундулирующая мембрана —это прозрачная перемычка между поверхностной мемб раной клетки и жгутиком, образующая своеобразный плавник. Длина жгутика у раз ных видов варьируется: иногда он заканчивается у переднего конца клетки, иногда же продолжается вперед в виде свободной нити (рис. 7).
В тесной связи с кинетосомой жгутика находится кинетопласт, под световым микроскопом имеющий вид небольшого овального или палочковидного тельца.
28 |
Зоология беспозвоночных |
Рис. 7. Тип Kinetoplastidae, класс Trypanosoinamonadidae. Строение трипаносом (Гинецинская, Добровольский, 1978):
А — схема строения трипомастиготной формы Trypanosoma congolense’, Б — схема строения эпимастиготной формы Trypanosoma brucei brucei',
1 — жгутик; 2 — ядро; 3 — аппарат Гольджи; 4 —шероховатая эндоплазматическая сеть; 5 — параксиальный тяж; 6 — аксонема; 7 — жгутиковый карман; 8 — кинетосома; 9 — кинетопласт; 10 — гладкая эндоплазмати ческая сеть; 11 — митохондрия; 12 — микротрубочки; 13 — ундулирующая мембрана
Кинетопласт представляет собой небольшую капсулу, лежащую внутри единствен ной гигантской митохондрии. В капсуле располагается рыхлая фибриллярная мас са, образованная большим количеством молекул митохондриальной ДНК . Именно она соответствует тому ярко окрашивающемуся тельцу, которое так хорошо видно в световой микроскоп. Превращение одной формы трипаносом в другую сопровож дается перемещением кинетосомы и кинетопласта, что влечет за собой и изменение конфигурации митохондрии. Эти морфологические преобразования сопровождают ся не менее серьезными функциональными перестройками. Последние, в свою оче редь, тесно связаны с изменением среды обитания жгутиконосцев на разных этапах их жизненного цикла. Это лучше всего проявляется у дигенетических (т. е. имеющих более одного хозяина) трипаносом, особенно представителей рода Trypanosoma, ко торые у позвоночного хозяина паразитируют внутриклеточно или в кровяном русле,
ау переносчика (как правило, насекомого) —в пищеварительном тракте.
Утрипомастигот, обитающих в крови позвоночного животного и получающего из его плазмы углеводы, необходимые для энергетических трат, более чем в достаточном количестве для удовлетворения их потребностей, митохондрия находится в неактив ном состоянии. Картина резко меняется, когда трипаносомы из кровяного русла по падают в переносчика, чаще всего кровососущее насекомое. В большинстве случаев они заселяют органы пищеварительной системы. Питание хозяина кровью создает для паразита специфические условия. Во-первых, для всех кровососущих характер но наличие длительных перерывов между двумя приемами пищи; во-вторых, кровь
Часть 1. Простейшие |
29 |
очень быстро переваривается и усваивается хозяином, так что количество питатель ных веществ, в том числе и углеводов, в среде обитания паразита резко снижается. Недостаток пищи требует серьезной физиологической перестройки всего энергети ческого аппарата и, следовательно, активизации митохондрии. Наибольшего разви тия митохондрии достигают в эпимастиготах, паразитирующих в слюнных железах переносчиков.
Питание трипаносом осуществляется двумя различными способами. Частичное поглощение пищевых веществ идет путем образования пиноцитозных вакуолей. Это происходит в жгутиковом кармане. У некоторых видов описан цитостом, также рас положенный в жгутиковом кармане. От него берет начало трубчатое впячивание, уходящее в глубь цитоплазмы. Амастиготные стадии трипаносом, ведущие внутри клеточный образ жизни, способны к фагоцитозу. Для всех стадий показано потребле ние глюкозы и других моносахаридов прямо через поверхностную мембрану.
Трипаносомы освоили широкий круг хозяев — от простейших до позвоночных животных, в том числе человека. Представители рода Phytomonas обитают в млеч ном соке некоторых растений. Их переносчиками служат растительноядные клопы. Насекомые —наиболее обычные хозяева трипаносом, особенно кровососущие, кото рые служат переносчиками паразита. Для человека наибольшее значение представ ляют два рода трипаносомид —Leishmania и Trypanosoma. Они служат источниками целого ряда тяжелых заболеваний домашнего скота и людей.
Лейшмании используют в качестве хозяев широкий круг позвоночных живот ных: рыб, рептилий, млекопитающих, в том числе человека, вызывая у него тяжелые заболевания — лейшманиозы.
Переносчиками для большинства видов лейшманий служат мелкие кровосо сущие насекомые —\юскиты рода Phlebotomus (рис. 8 В). Москиты, питаясь на позвоночном животном, вносят в его ткани подвижные промастиготные формы лейшманий. Последние заглатываются лейкоцитами-макрофагами, но не пере вариваются, а превращаются в амастигот, переходя таким образом к внутрикле-. точному паразитированию. В клетках хозяина амастиготы интенсивно делятся. Образуются плотные скопления паразитов, так называемые «псевдоцисты». С те чением времени клетка разрушается и паразиты попадают в кровь, заражая новые, еще здоровые клетки.
Заражение лейшманиями москита происходит при питании его на больном жи вотном. Вместе с кровью в пищеварительную систему москита попадают и амастиго ты. Здесь они превращаются в промастигот, которые расселяются по пищеваритель ному тракту хозяина и приступают к размножению. Численность паразитов заметно увеличивается. Они постепенно перемещаются в передние отделы пищеварительной системы, а оттуда поступают в хоботок. С этого момента переносчик способен зара жать новых, еще не зараженных хозяев —позвоночных (рис. 8).
Лейшманиозы человека представлены двумя основными типами заболеваний. Это так называемый кожный лейшманиоз, при котором паразиты локализуются в коже и подкожной клетчатке, и висцеральный или общий, когда паразитические жгу тиконосцы приурочены к различным внутренним органам и поэтому широко пора жают организм хозяина.
Кожный лейшманиоз или пендинская язва встречается всюду, где обитают мос киты Phlebotomus papatasii, переносящие возбудителя этой болезни — Leishmania tropica. Естественным резервуаром болезни служат суслики, песчанки и другие гры зуны, чьи поселения окружают деревни и поселки. В их норах в трещинах почвы и скрываются москиты.
Первые внешние проявления заболевания становятся заметными лишь через 3-8 месяцев (а иногда через 1,5 года) после попадания паразита в организм челове-