Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Зоология беспозвоночных. Курс лекций

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
06.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать

Эти данные демонстрируют значительную специфичность хлоропластов эвгленовых. Ранее уже указывалось, что фотоав­тотрофные одноклеточные, вероятно, многократно и независи­мо развивались из гетеротрофных организмов. Считается, что эвгленовые приобрели свои хлоропласты путем фагоцитоза це­лой эукариотической одноклеточной водоросли.
Для всех фотосинтезирующих эвглен характерно особое за­пасное вещество – полисахарид парамилон.
Для фотосинтезирующих эвглен характерно наличие слож­ного светочувствительного аппарата, который расположен воз­ле жгутикового кармана, особая часть этого аппарата представ­лена красной стигмой.
Как и в случае с амебой, невозможно не привести цитату из Конрада Лоренца, посвященную эвгленам: «Для жгутиковой эвглены, обладающей хлорофиллом, целесообразно держать­ся тех мест, где интенсивность освещения обеспечивает фото­синтез. Эвглена достигает этого, изогнувшись изящной дугой по направлению к источнику света, а затем прямо двигаясь к нему. Как и многие одноклеточные, эвглена плавает, постоян­но вращаясь вокруг продольной оси. У нее есть две органеллы: светочувствительное место в протоплазме и пятно, пигменти­рованное в ярко-красный цвет, так называемая стигма. Когда при вращении вокруг продольной оси стигма бросает тень на светочувствительное пятно, это реактивно запускает удар жгу­тика (жгутиков), поворачивающий передний конец эвглены в направлении света. Эти небольшие повороты повторяются до тех пор, пока эвглена не начинает плыть точно в направле­нии света. Теперь стигма вращается вокруг светочувствитель­ного места, не бросая на него тени».
Большинство видов эвглен приурочено к пресным водоемам и, соответственно, они имеют сократительную вакуоль (чаще всего – одну). Сократительная вакуоль расположена возле жгу­тикового резервуара, содержимое вакуоли изливается в жгути­ковый резервуар, а из него – наружу.
Эвглены имеют одно ядро. Размножение бесполое, чаще все­го путем монотомии, но для некоторых видов характерна па­линтомия. Цитокинез происходит в продольном направлении.
61

Делению клетки предшествует удвоение жгутикового аппара­та. Половой процесс у эвглен не обнаружен.
Общая численность группы оценивается приблизительно
в 1 тыс. видов.

Название происходит от названия свойствен-
ного этой группе органоида «кинетопласт», которое, в свою очередь, происходит от греческих слов  – движущийся и вылепленный, оформленный.
К этому классу относятся свободно живущие виды, экто- и эндокомменсалы, а также паразитические виды. Общая чис­ленность кинетопластид оценивается примерно в 1 тыс. видов. Наиболее важными паразитическими представителями отряда являются виды родов Trypanosoma и Leischmania. Для боль­шинства паразитических видов характерна закономерная сме­на хозяев – позвоночного и кровососущего беспозвоночного, чаще всего насекомого.
Уникальным признаком в организации кинетопластид явля­ется наличие в их клетке единственной гигантской митохондрии со специализированным ДНК-содержащим участком – кине­топластом. Кинетопласт представляет собой расширение мито­хондрии и располагается у основания жгутика. В кинетопласте сосредоточена почти вся митохондриальная ДНК, что состав­ляет до 20 % общего количества ДНК клетки. Необходимость в большом геноме кинетопласта, вероятно, обусловлена тем, что у кинетопластид имеет место циклически повторяющаяся пе­рестройка митохондрии, которая то подвергается регрессивным изменениям, то снова начинает активно функционировать. Это происходит при смене хозяев, которая сопровождается сменой условий существования от аэробных (в организме насекомых) к анаэробным (в организме позвоночных). Соответственно, ста­дии кинетопластид, обитающие в позвоночных, анаэробны, а стадии, обитающие в насекомых – аэробны.
Форма тела свободно живущих кинетопластид округлая или веретенообразная. Что касается паразитических видов, то по ходу жизненного цикла для них характерно чередование мор-
62

фологических форм. В целом для паразитических кинетоплас­тид выделено 8 морфологических форм, которые отличаются рядом морфологических признаков. В числе этих признаков можно назвать наличие или отсутствие ундулирующей мем­браны (это длинная складка цитоплазмы, тянущаяся вдоль тела параллельно его краю; ундулирующая мембрана способствует передвижению в вязкой среде – крови или кишечном соке). Более подробная характеристика различных морфологических форм представлена ниже (см. табл. 5, с. 71). Конкретный набор форм специфичен для различных родов.
Покровные структуры кинетопластид представлены плазма­леммой, которая подстилается продольно ориентированными субмембранными микротрубочками (напомним, что такой тип организации покровных структур в современных источниках называется «тубулеммой», а в более старых источниках – «пел­ликулой»). Гликокаликс развит очень хорошо, его состав ко­дируется примерно 1 тыс. генами (около 40 % генома ядра). В результате дифференциальной экспрессии генов на разных этапах развития меняется антигенный состав гликокаликса (смена антигенной «шубки»), что обеспечивает защиту плазма­леммы от атак антител хозяина.
Свободно живущие кинетопластиды имеют два жгути­ка, трипаносомы – один, кинетосом, однако, у всех видов две. Главнейшей особенностью жгутика кинетопластид, как и жгутика эвгленовых, является наличие параксиального тяжа. Следует отметить, что у паразитических кинетопластид жгутик может выполнять функцию прикрепления, причем на эпителиях с микроворсинками прикрепление осуществляется путем заякоривания, а на гладких эпителиях – по принципу присоски.
Свободно живущие кинетопластиды имеют цитостом и ци­тофаринкс, причем положение цитостома варьирует: он может открываться на поверхности клетки или в жгутиковый резер­вуар. Эти простейшие питаются бактериями (реже водоросля­ми и простейшими), поглощая их за счет фагоцитоза. У части паразитических видов цитостом и цитофаринкс рудиментарны, наконец, у части паразитических видов эти структуры полно-
63

стью редуцированы. Основным механизмом питания паразити­ческих видов является пиноцитоз.
Кинетопластиды моноэнергидны. Бесполое размножение представлено у одних видов монотомией, у других – множест­венным делением, возможно наличие в жизненном цикле и того и другого типа деления. У паразитических видов размно­жение может проходить в крови и/или в клетках хозяина. Что касается полового процесса, то его наличие предполагается, но «ничего не известно о формах полового процесса и его месте в жизненном цикле этих жгутиконосцев» («Протисты», ч. 1).
Жизненные циклы свободноживущих кинетопластид извест­ны плохо, считается, что для этих жгутиконосцев не характер­но упорядоченное чередование стадий развития.
Жизненные циклы многих паразитических видов изучены с большой полнотой. В целом для жизненных циклов этих ки­нетопластид характерно следующее:
1) в большинстве случаев на протяжении жизненного цик­ла кинетопластиды последовательно меняют двух хозяев: поз­воночное животное и беспозвоночного кровососа (чаще всего представленного насекомым, реже пиявкой и совсем редко кле­щом); только для T. equiperdum характерно наличие в жизнен­ном цикле лишь одного хозяина – лошади;
2) каждый вид кинетопластид в определенных хозяевах при­урочен к различным органам или тканям хозяина (см. ниже);
3) при переходе от хозяина к хозяину или при смене места обитания в пределах одного хозяина кинетопластиды обычно изменяют свою форму, на протяжении всего жизненного цикла подобная смена формы происходит 2–4 раза. Стадии жизнен­ного цикла кинетопластид, локализованные внутриклеточно, обычно имеют округлую форму и часто лишены жгутика. При обитании в крови или полости кишечника хозяина кинетоплас­тиды обычно бывают удлиненными с хорошо развитыми жгу­тиками, а часто и с ундулирующей мембраной. Напомним, что морфологические перестройки часто сопровождаются сменой антигенной «шубки».
4) на каждой стадии жизненного цикла обычно происходит размножение паразита, т. е. по ходу жизненного цикла сменя-
64

ется несколько поколений клеток этих простейших. Исключе­нием является только T. equiperdum, которая характеризуется одним, растянутым во времени циклом размножения.
Попавшие в кровь позвоночного кинетопластиды могут – в зависимости от вида – оставаться просто в кровяном русле, внедряться в лейкоциты и транспортироваться вместе с ними, могут поселяться в клетках различных органов хозяина. На­пример, трипаносомы, паразитирующие у млекопитающих, встречаются практически во всех внутренних органах, а так­же в спинномозговой жидкости. При разрушении пораженной клетки трипаносомы возвращаются в кровь. T. equiperdum, в соответствии с механизмом передачи, первоначально поселя­ется в тканях половых органов, в кровяное русло эти трипа­носомы проникают только для расселения. Патогенное воздей­ствие трипаносом на позвоночных обусловлено воздействием на организм хозяина продуктов обмена паразитов.
Беспозвоночные кровососы получают кинетопластид при приеме пищи, заглатывая кровь с содержащимися в ней про­стейшими. В организме кровососущих насекомых кинетоплас­тиды могут быть локализованы только в кишечнике (например, T. cruzi), в других случаях трипаносомы после пребывания в кишечнике выходят в гемолимфу, а затем из нее проника­ют в слюнные железы. В период пребывания в кишечнике на­секомого кинетопластиды используют свой жгутик, как уже было показано, в качестве органеллы прикрепления. Патоген­ное воздействие кинетопластид на насекомых-хозяев отмечено лишь для некоторых видов.
У пиявок – хозяев трипаносом – наблюдается сходная кар­тина: трипаносомы сначала локализованы в желудке или в средней кишке. Расселительные стадии локализуются во вла­галище хоботка или в слюнных железах пиявок.
Для большинства видов паразитических кинетопластид ха­рактерно, что передача этих простейших от одного позвоноч­ного к другому происходит только с участием переносчиков­кровососов: насекомых, реже – пиявок и еще реже – клещей. Пиявки, естественно, являются переносчиками трипаносом водных животных: рыб, амфибий, рептилий.
65

Механизм передачи возбудителей с участием переносчиков­кровососов носит название трансмиссивного. Трансмиссивный механизм передачи может реализовываться двумя способами. Проникновение инвазионной стадии паразита в кровь хозяина со слюной кровососа (кровосос при питании обязательно вво­дит в ранку слюну) называется инокулятивным способом за­ражения. При инокулятивном способе инвазионные стадии па­разита скапливаются в слюнной железе кровососа («передняя позиция»). Этот способ характерен, например, для передачи человеку трипаносом (возбудителей сонной болезни) мухой цеце. Реже встречается контаминативный способ заражения: в этом случае инвазионные стадии паразита накапливаются в задней кишке кровососа («задняя позиция»). Кровосос во время пребывания на прокормителе испражняется, вмес­те с его фекалиями инвазионные стадии паразита попадают на кожу (слизистую) хозяина, а затем активно проникают в кровное русло через кожу (трещинку или ранку в коже) или слизистую. Этот способ характерен для заражения человека T. cruzi – возбудителем болезни Чагаса при участии триато мых клопов. Эти клопы сосут кровь преимущественно на ли­цевой поверхности млекопитающих, за что получили назва­ние «поцелуйных».
Кинетопластиды одного и того же вида паразитируют в раз­личных видах позвоночных животных, например, возбудители сонной болезни паразитируют у человека, крупного и мелкого рогатого скота и у антилоп; возбудители болезни Чагаса – у че­ловека, броненосцев, опоссумов, ленивцев и других коренных южноамериканских млекопитающих, а также у завезенных сюда кошек, собак, свиней и других видов; возбудители кож­ного лейшманиоза паразитируют у человека, собак и несколь­ких видов грызунов. В соответствии с широкой видовой базой позвоночных хозяев трансмиссивная передача может осущест­вляться между разными видами, в частности от домашних или диких млекопитающих – к человеку. Заболевания, которые могут передаваться от животных к человеку, именуются зоо­нозами, трипаносомозы и лейшманиозы представляют собой пример зоонозов.
66
-

Для одного вида трипаносом – T. equiperdum – характерен контактный механизм передачи возбудителя, который переда­ется при непосредственном контакте хозяев (лошадей) при по­ловом акте. Те виды паразитических кинетопластид, которые заселяют клетки различных органов млекопитающих, могут передаваться трансплацентарно, однако эти случаи встреча­ются достаточно редко. Можно отметить, что летучие мыши­вампиры при питании кровью лошадей заражаются одним из видов трипаносом (T. evansi).
Важнейшими паразитами человека являются трипаносо­мы – возбудители сонной болезни – Trypanosoma gambiense (об­наружен Forde в 1901 г.), и T. rhodesiense (обнаружен Stephens Fantham в 1910–1912 гг.), возбудители болезни Чагаса – T. cruzi (обнаружен Chagas в 1907 г.), а также лейшмании – возбудители висцерального лейшманиоза Leishmania donovani (обнаружен в 1900–1903 гг. Leishman и Donovan) и кожно­го лейшманиоза – L. tropica (обнаружен П. Ф. Боровским в 1898 г.).
T. gambiense и T. rhodesiense распространены в Африке. По данным 1982 г. (ВОЗ), сонная болезнь была зарегистриро­вана в 28 странах Африки, за шесть лет в этих странах было зарегистрировано 45,5 тысяч свежих случаев этого заболева­ния. Зараженность мухи цеце трипаносомами невысока и со­ставляет около 1 %. Болезнь Чагаса приурочена к американ скому континенту, преимущественно – к Южной Америке, но встречается в Мексике и на юге США. Одно из проведенных в Аргентине исследований показало наличие T. cruzi у 20 % на селения. Зараженность триатомых клопов этой трипаносомой достигает 100 %.
Лейшманиозы разных видов распространены в 76 странах мира, приуроченных к теплому и жаркому климату (отсут­ствуют в Австралии), ежегодная заболеваемость лейшманиоза­ми оценивается в 40–60 млн случаев.
       
В этом разделе – для конкретизации представлений студен­тов – в табл. 4 приведены некоторые сведения по морфологии
67
-
-


Trypanosoma
L. tropica
готной
donovani
Leishmania
Промастиготной и амасти-
T. cruzi
gambiense,
T. rhodesiense
Трипомастиготной и амастиготной
длина
15–20 мкм
длина
ширина
17–28 мкм,
1,4–2,0 мкм
в крови
длина 3–5 мкм,
ширина 1–3 мкм
(очень недолго)
в крови
дермы
кожи, в
в клетках
в клетках
селезенки,
печени, кост-
в клетках поч-
преимущественно
узлах
лимфа-
тических
ких узлов
ного мозга,
лимфатичес-
ти всех внут-
ренних органов
в головном мозге
женных органов
поглощают путем пиноцитоза жидкие компоненты крови и пора-


68
Признаки
У человека парази-
тирует в форме
Размеры
– трипомастигот-
ной (промастигот-
ной) стадии
– амастиготной
стадии
Локализация
– трипомастигот-
ных (промастигот-
ных) стадий
– амастиготных
стадий
Питание

L. tropica
несколько
месяцев –
при антро-
понозной

donovani
Leishmania
T. cruzi
gambiense,
Trypanosoma
T. rhodesiense
форме;
4 неде-
дней – 2–
несколько
цев
ких недель
до 10 меся-
от несколь-
7–14 дней
2–3 недели,
ется до 2 лет
иногда затягива-
форме
ли – при
зоонозной
в кишечнике –
промастиготы – в кишеч-
нике и в слюнных железах
нике
трипомастиго-
ты – в кишеч-
мастиготы
эпимастиготы,
в слюнных же-
трипомастиготы,
позднее трипо-
лезах – сначала
Признаки
Продолжитель-
ность инкубацион-
ного периода
Морфологическая
форма трипаносо-
мы в переносчике
69

и биологии отдельных видов кинетопластид, паразитирующих у человека.
В табл. 5 приведены краткие характеристики морфологи­ческих форм трипаносом. При отсутствии данных в доступной нам литературе соответствующие ячейки таблицы не запол­нены.

Представители опалин являются комменсалами холодно­кровных позвоночных. Наиболее широко известны виды, оби­тающие в задней кишке бесхвостых земноводных. Большин­ство опалин – крупные организмы, их длина может достигать 1 мм. Общая численность группы – около 400 видов.
Опалины характеризуются гетеротрофным питанием, кото­рое осуществляется путем пиноцитоза, цитостом отсутствует. Жгутики/реснички в большинстве случаев многочисленные и покрывают всю поверхность тела (есть виды, имеющие толь­ко 2 или 4 жгутика). Количество ядер варьирует от 1 до не­скольких десятков. Размножение бесполое и половое. Половое размножение по типу анизогамной копуляции, ядерный цикл с гаметической редукцией. Жизненный цикл сложный, связан с жизненным циклом хозяина: у опалин половой процесс про­исходит в то же время, что и нерест амфибий.
Опалин ранее относили к инфузориям (по признакам нали­чия ресничного покрова и многоядерности), затем их стали от­носить к жгутиконосцам (по признакам отсутствия ядерного дуализма, наличия полового процесса типа копуляции, а не конъюгации).

Это одиночные или колониальные гетеротрофные жгутико­носцы, часть из них ведет прикрепленный образ жизни (бен­тосные виды и обрастатели), часть является планктонными видами. Имеются как морские, так и пресноводные виды, рас­пространенные достаточно широко. Размеры хоанофлагеллят колеблются от 3 до 25 мкм. Численный состав группы оцени­вается приблизительно в 600 видов.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]