Обыкновенная Амёба, строение. Среда обитания Амёбы
Простейшие в капле прудовой воды (под микроскопом).
Класс корненожек объединяет наиболее простых одноклеточных животных, тело которых лишено плотной оболочки, а потому не имеет постоянной формы.Для них характерно образование ложноножек, которые представляют собой временно образующиеся выросты цитоплазмы, способствующие передвижению и захвату пищи.
Среда обитания, строение и передвижение амёбы. Обыкновенная амёба встречается в иле на дне прудов с загрязненной водой. Она похожа на маленький (0,2-0,5 мм), едва заметный простым глазом бесцветный студенистый комочек, постоянно меняющий свою форму («амеба» означает «изменчивая»). Рассмотреть детали строения амёбы можно только под микроскопом.
Тело амёбы состоит из полужидкой цитоплазмы
с заключенным внутрь неё небольшим пузыревидным ядром
.
Амёба состоит из одной клетки, но эта клетка — целый организм, ведущий самостоятельное существование.
Цитоплазма клетки находится в постоянном движении. Если ток цитоплазмы устремляется к одной какой-то точке поверхности амёбы, в этом месте на её теле появляется выпячивание. Оно увеличивается, становится выростом тела — ложноножкой, в него перетекает цитоплазма, и амёба таким способом передвигается. Амёбу и других простейших, способных образовывать ложноножки, относят к группе корненожек . Такое название они получили за внешнее сходство ложноножек с корнями растений.
Жизнидеятельность Амёбы.
Питание
. У амёбы одновременно может образовываться несколько ложноножек, и тогда они окружают пищу — бактерии, водоросли, других простейших.
Из цитоплазмы, окружающей добычу, выделяется пищеварительный сок. Образуется пузырёк — пищеварительная вакуоль.
Пищеварительный сок растворяет часть веществ, входящих в состав пищи, и переваривает их.
В результате пищеварения образуются питательные вещества, которые просачиваются из вакуоли в цитоплазму и идут на построение тела амебы.
Дыхание Амёбы . Амёба дышит растворенным в воде кислородом, который проникает в ее цитоплазму через всю поверхность тела. При участии кислорода происходит разложение сложных пищевых веществ цитоплазмы на более простые. При этом выделяется энергия, необходимая для жизнидеятельности организма.
Выделение вредных веществ
жизнидеятельности и избытка воды.
Вредные вещества удаляются из организма амёбы через поверхность ее тела, а также через особый пузырек — сократительную вакуоль.
Окружающая амебу вода постоянно проникает в цитоплазму, разжижая ее. Избыток этой воды с вредными веществами постепенно наполняет вакуоль.
Время от времени содержимое вакуоли выбрасывается наружу. Итак, из окружающей среды в организм амёбы поступают пища, вода, кислород.
В результате жизнедеятельности амёбы они претерпевают изменения. Переваренная пища служит материалом для построения тела амёбы.
Образующиеся вредные для амёбы вещества удаляются наружу.
Размножение Амёбы . Питание амёбы приводит к росту ее тела. Выросшая амёба приступает к размножению. (? Наверное вследствии превышения определённой массы её тела.) Размножение начинается с изменения ядра. Оно вытягивается, поперечной бороздкой делится на две половинки, которые расходятся в разные стороны — образуется два новых ядра. Тело амёбы разделяет на две части перетяжка. В каждую из них попадает по одному ядру. Цитоплазма между обеими частями разрывается, и образуются две новые амёбы. Сократительная вакуоль остается в одной из них, в другой же возникает заново. Итак, амёба размножается делением надвое. В течение суток деление может повторяться несколько раз.
Деление (размножение) Амёбы.
Циста
. Питание и размножение амёбы происходит в течение всего лета. Осенью при наступлении холодов амёба перестает питаться, тело ее становится округлым,
на его поверхности выделяется плотная защитная оболочка — образуется циста.
То же самое происходит
при высыхании пруда
, где живут амёбы.
В состоянии цисты амёба переносит неблагоприятные для неё условия жизни. При наступлении благоприятных условий амёба покидает оболочку цисты.
Она выпускает ложноножки, начинает питаться и размножаться. Цисты, разносимые ветром, способствуют расселению (распространению) амеб.
Возможные дополнительные вопросы для самостоятельного изучения.
- Что заставляет Цитоплазму планомеренно перетекать из одного участка Амёбы в другой, заставляя её передвигаться в заданном направлении?
- Как происходит распознавание оболочкой цитоплазмы Амёбы питательных веществ, вследствии чего амёба целенаправленно формирует ложноножки и пищеварительную вакуоль?
Среда обитания «Амеба обыкновенная»
Обыкновенная амеба встречается в иле на дне прудов с загрязненной водой. Она похожа на маленький (0,2-0,5 мм), едва заметный простым глазом бесцветный студенистый комочек, постоянно меняющий свою форму («амеба» означает «изменчивая»).
Рассмотреть детали строения амебы можно только под микроскопом.
Строение и передвижение «Амеба обыкновенная»
Тело амебы состоит из полужидкой цитоплазмы с заключенным внутрь нее небольшим пузыревидным ядром. Амеба состоит из одной клетки, но эта клетка — целый организм, ведущий самостоятельное существование.
Цитоплазма клетки находится в постоянном движении. Если ток цитоплазмы устремляется к одной какой-то точке поверхности амебы, в этом месте на ее теле появляется выпячивание. Оно увеличивается, становится выростом тела — ложноножкой, в него перетекает цитоплазма, и амеба таким способом передвигается. Амебу и других простейших, способных образовывать ложноножки, относят к группе корненожек. Такое название они получили за внешнее сходство ложноножек с корнями растений.
Питание «Амеба обыкновенная»
У амебы одновременно может образовываться несколько ложноножек, и тогда они окружают пищу — бактерии, водоросли, других простейших. Из цитоплазмы, окружающей добычу, выделяется пищеварительный сок.
Образуется пузырек — пищеварительная вакуоль.
Пищеварительный сок растворяет часть веществ, входящих в состав пищи, и переваривает их. В результате пищеварения образуются питательные вещества, которые просачиваются из вакуоли в цитоплазму и идут на построение тела амебы. Нерастворенные остатки выбрасываются наружу в любом месте тела амебы.
Дыхание «Амеба обыкновенная»
Амеба дышит растворенным в воде кислородом, который проникает в ее цитоплазму через всю поверхность тела. При участии кислорода происходит разложение сложных пищевых веществ цитоплазмы на более простые. При этом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности организма.
Выделение вредных веществ жизнедеятельности и избытка воды «Амеба обыкновенная»
Вредные вещества удаляются из организма амебы через поверхность ее тела, а также через особый пузырек — сократительную вакуоль
. Окружающая амебу вода постоянно проникает в цитоплазму, разжижая ее. Избыток этой воды с вредными веществами постепенно наполняет вакуоль.
Время от времени содержимое вакуоли выбрасывается наружу.
Итак, из окружающей среды в организм амебы поступают пища, вода, кислород. В результате жизнедеятельности амебы они претерпевают изменения. Переваренная пища служит материалом для построения тела амебы. Образующиеся вредные для амебы вещества удаляются наружу. Происходит
обмен веществ амебы обыкновенной
. Не только амеба, но и все другие живые организмы не могут существовать без обмена веществ как внутри своего тела, так и с окружающей средой.
Размножение «Амеба обыкновенная»
Питание амебы приводит к росту ее тела. Выросшая амеба приступает к размножению. Размножение начинается с изменения ядра. Оно вытягивается, поперечной бороздкой делится на две половинки, которые расходятся в разные стороны — образуется два новых ядра. Тело амебы разделяет на две части перетяжка. В каждую из них попадает по одному ядру. Цитоплазма между обеими частями разрывается, и образуются две новые амебы. Сократительная вакуоль остается в одной из них, в другой же возникает заново.
Итак, амеба размножается делением надвое. В течение суток деление может повторяться несколько раз.
Циста
Питание и размножение амебы происходит в течение всего лета. Осенью при наступлении холодов амеба перестает питаться, тело ее становится округлым, на его поверхности выделяется плотная защитная оболочка — образуется циста. То же самое происходит при высыхании пруда, где живут амебы. В состоянии цисты амеба переносит неблагоприятные для нее условия жизни. При наступлении благоприятных условий амеба покидает оболочку цисты. Она выпускает ложноножки, начинает питаться и размножаться. Цисты, разносимые ветром, способствуют расселению амеб.
Животные, как и все организмы, находятся на разных уровнях организации. Одним из них является клеточный, а его типичным представителей — амеба протей. Особенности ее строения и жизнедеятельности рассмотрим далее подробнее.
Подцарство Одноклеточные
Несмотря на то, что эта систематическая группа объединяет самых примитивных животных, ее видовое разнообразие уже достигает 70 видов.
С одной стороны, это действительно наиболее просто устроенные представители животного мира. С другой — это просто уникальные структуры. Только представьте: одна, порой микроскопическая, клетка способна осуществлять все жизненно важные процессы: дыхания, передвижения, размножения. Амеба протей (фото демонстрирует ее изображение под световым микроскопом) является типичным представителем подцарства Простейшие. Ее размеры едва достигают 20 мкм.
Амеба протей: класс простейших животных
Само видовое название этого животного свидетельствует об уровне его организации, поскольку протей означает «простой». Но так ли примитивно это животное? Амеба протей является представителем класса организмов, которые передвигаются при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Подобным образом передвигаются и бесцветные клетки крови, формирующие иммунитет человека. Они называются лейкоциты. Их характерное движение так и называется — амебоидным.
В какой среде обитает амеба протей
Обитающая в загрязненных водоемах амеба протей никакого вреда никому ни приносит.
Эта среда обитания является наиболее подходящей, поскольку в ней простейшее занимает свою важную роль в цепи питания.
Особенности строения
Амеба протей является представителем класса, а точнее подцарства Одноклеточных. Ее размер едва достигает 0,05 мм. Невооруженным глазом ее можно увидеть в виде едва заметного желеобразного комочка. А вот все основные органеллы клетки будут заметны только под световым микроскопом на большом увеличении.
Поверхностный аппарат клетки амебы протей представлен которая обладает прекрасной эластичностью. Внутри находится полужидкое содержимое — цитоплазма. Она все время передвигается, обусловливая образование ложноножек. Амеба — эукариотическое животное. Это означает, что ее генетический материал заключен в ядре.
Движение простейших
Как передвигается амеба протей? Это происходит при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Она передвигается, образуя выпячивание. А потом цитоплазма плавно перетекает внутрь клетки.
Ложноножки втягиваются и образуются в другом месте. По этой причине амеба протей не имеет постоянной формы тела.
Питание
Амеба протей способна к фаго- и пиноцитозу. Это процессы поглощения клеткой твердых частиц и жидкостей соответственно. Она питается микроскопическими водорослями, бактериями и себе подобными простейшими организмами. Амеба протей (фото ниже демонстрирует процесс захватывания пищи) окружает их своими ложноножками. Далее пища оказывается внутри клетки. Вокруг нее начинает формироваться пищеварительная вакуоль. Благодаря пищеварительным ферментам частицы расщепляются, усваиваются организмом, а непереваренные остатки удаляются через мембрану. Путем фагоцитоза лейкоциты крови уничтожают болезнетворные частицы, каждый миг проникающие в организм человека и животных. Если бы эти клетки не защищали таким образом организмы, жизнь была бы практически невозможна.
Кроме специализированных органелл питания, в цитоплазме могут находиться и включения. Это непостоянные клеточные структуры.
Они накапливаются в цитоплазме, когда для этого есть необходимые условия. И расходуются, когда в этом возникает жизненная необходимость. Это зерна крахмала и капельки липидов.
Дыхание
Амеба протей, как и все одноклеточные организмы, не имеет специализированных органелл для осуществления процесса дыхания. Она использует кислород, растворенный в воде или другой жидкости, если речь идет об амебах, обитающих в других организмах. Газообмен происходит через поверхностный аппарат амебы. Клеточная мембрана является проницаемой для кислорода и углекислого газа.
Размножение
Для амебы характерно А именно деление клетки надвое. Осуществляется этот процесс только в теплое время года. Он происходит в несколько этапов. Сначала делится ядро. Оно растягивается, разделяется при помощи перетяжки. В результате из одного ядра образуется два идентичных. Цитоплазма между ними разрывается. Ее участки обосабливаются вокруг ядер, образуя две новые клетки. оказывается в одной из них, а в другой ее формирование происходит заново.
Деление происходит при помощи митоза, поэтому дочерние клетки являются точной копией материнских. Процесс размножения амебы происходит достаточно интенсивно: несколько раз в сутки. Так что продолжительность жизни каждой особи совсем невелика.
Регуляция давления
Большинство амеб обитают в водной среде. В ней растворено определенное количество солей. Гораздо меньше этого вещества в цитоплазме простейшего. Поэтому вода должна поступать из области с большей концентрацией вещества в противоположную. Таковы законы физики. При этом тело амебы должно было бы лопнуть от переизбытка влаги. Но этого не происходит благодаря действию специализированных сократительных вакуолей. Они удаляют излишек воды с растворенными в ней солями. При этом они обеспечивают гомеостаз — поддержание постоянства внутренней среды организма.
Что такое циста
Амеба протей, как и другие простейшие, особым образом приспособилась к переживанию неблагоприятных условий. Ее клетка перестает питаться, интенсивность всех процессов жизнедеятельности уменьшается, обмен веществ приостанавливается.
Амеба перестает делиться. Она покрывается плотной оболочкой и в таком виде переносит неблагоприятный период любой продолжительности. Это периодически происходит каждую осень, а с наступлением тепла одноклеточный организм начинает интенсивно дышать, питаться и размножаться. То же самое может происходить и в теплое время года с наступлением засухи. Образование цист имеет еще одно значение. Оно заключается в том, что в таком состоянии амеб переносит ветер на значительные расстояния, расселяя данный биологический вид.
Раздражимость
Конечно же, о нервной системе у этих простейших одноклеточных речи не идет, ведь организм их состоит всего лишь из одной клетки. Однако это свойство всех живых организмов у амебы протей проявляется в форме таксисов. Этот термин означает ответную реакцию на действие раздражителей различного рода. Они могут быть положительными. Например, амеба четко движется по направлению к пищевым объектам. Это явление по сути можно сравнить с рефлексами животных. Примерами отрицательных таксисов является движение амебы протей от яркого света, из области повышенной солености или механических раздражителей.
Эта способность прежде всего имеет защитное значение.
Итак, амеба протей является типичным представителем подцарства Простейшие или Одноклеточные. Эта группа животных является наиболее примитивно устроенной. Их тело однако она способна выполнять функции целого организма: дышать, питаться, размножаться, двигаться, реагировать на раздражения и неблагоприятные условия окружающей среды. Амеба протей является частью экосистем пресных и соленых водоемов, но способна обитать и в других организмах. В природе она является участником круговорота веществ и важнейшим звеном в цепи питания, являясь основой планктона многих водоемов.
Цитоплазма полностью окружается мембраной, которая подразделяется на три слоя: наружный, средний и внутренний. Во внутреннем слое, который носит название эндоплазма, находятся необходимые элементы для самостоятельного организма:
- рибосомы;
- элементы аппарата Гольджи;
- опорные и сократительные волокна;
- пищеварительные вакуоли.
Пищеварительная система
Одноклеточное может активно размножаться только во влаге, в сухом месте обитания амебы питание и репродукция невозможны.
Дыхательная система и реакция на раздражение
Амёба протей
Деление амебы
Наиболее благоприятная среда существования отмечается в водоеме и человеческом теле . В этих условиях амеба размножается быстро, активно питается бактериями в водоемах и постепенно разрушает ткани органов постоянного хозяина, которым выступает человек.
Размножение амебы происходит бесполым путем . Бесполое размножение подразумевает собой деление на клетки и образование нового одноклеточного.
Отмечается, что одна взрослая особь может делиться несколько раз в день. Этим определяется наибольшая опасность для человека, который страдает амебиазом.
Именно поэтому при первых же симптомах заболевания, врачи настоятельно рекомендуют обратиться за помощью к специалисту, а не начинать самолечение.
Вконтакте
Виды амеб
Представители амёб разделяются на 3 основных типа, похожих по своим видовым характеристикам, а именно :
- Кишечная.
- Дизентерийная.
- Амёба протей.
Амёба протей обладает размерами тела, не превышающими 5 мм. Живёт микроорганизм исключительно в воде (с низкой концентрацией соли) и питается водорослями.
Кишечная . Живёт только в прямой кишке, может питаться животной и растительной пищей.
Дизентерийная . Поселяется в кишечнике человека и провоцирует появление амебиаза. Имеет несколько жизненных форм, таких как:
- Циста.
- Вегетативная (мелкая).
- Тканевая (крупная) вегетативная.
Непатогенные амёбы
Также изучены амёбы, не входящие в группу патогенных. К ним относятся:
Следовательно, сегодня можно в любой момент заразиться, каким-либо видом амёб, и в большинстве случаев заражение не проходит бесследно.
Именно поэтому, во избежание нежелательных последствий требуется: придерживаться правил личной гигиены и проводить тщательную термообработку пищи.
У каждого вида бактерий имеются такие системы, необходимые для полноценной жизнедеятельности:
- Репродуктивная.
- Дыхательная.
- Пищеварительная.
Цитоплазма окружена мембраной, состоящей из 3 слоёв: внутреннего, наружного и среднего.
- Пищеварительные вакуоли.
- Рибосомы.
- Сократительные и опорные волокна.
Характеристика системы пищеварения
Пищеварительная система, является неотъемлемой структурной частью амёбы. В качестве пищи для них обычно выступают бактерии, находящиеся вокруг самого микроорганизма.
Питается бактерия следующим образом:
- Перемещаясь в пространстве, она наталкивается на бактерии или другие мелкие одноклеточные организмы, водоросли.
- Захватывает пищу ложноножками, путём фагоцитоза.
- Обтекает её и поглощает телом.
Образовавшаяся, в результате этого вакуоль проникает внутрь цитоплазмы и там переваривается. В зависимости от среды обитания, амёбы могут питаться исключительно мелкими организмами (это относится к развивающимся особям), а взрослые могут поглощать и водоросли.
Важно, что амёба обладает нежным телом, может питаться и размножаться исключительно в условиях повышенной влажности. Попадая в сухую среду, она засыхает и подвергается гибели!
Дыхательная система
Органы дыхания располагаются по всему периметру телу бактерии. Вдыхая воздух, амёба перерабатывает его и выделяет углекислый газ, являющийся вредоносным для человеческого организма. В результате больной начинает страдать от сильнейшей интоксикации, спровоцированной отравлением газами.
Реакция амёбы на раздражение
Проводя исследования учёные заметили, что амеба реагирует на такие факторы:
- Изменения в окружающей среде.
- Яркий свет.
Реакция на засуху
В случае если водоём, в котором жил микроорганизм пересыхает, то бактерия начинает защищаться.
Тогда он выделяет жидкость, покрывающую всё тело и бактерия становится цистообразной. В такой форме она может обитать, пока опять не попадёт во влажную среду, и не активизируется.
На этом этапе активность бактерии приостанавливается. Амёба не делится и не питается. Переносчиком цист является ветер. Он разносит их очень быстро, в результате чего заражаются и другие водоёмы.
Где обитает амеба
- Внутри человеческого организма.
- В водоёмах.
- В воздухе (в виде цисты).
Размножение
Циклические затопления пещеры способствовали появлению нового типа многоклеточности у бактерий
В пещере на японском острове Кюсю найдена бактерия — дальняя родственница менингококка и гонококка. Она образует колонии, строение которых напоминает жидкие кристаллы. У этих колоний сложный жизненный цикл, привязанный к циклу затопления пещеры водой. Внутри колоний происходит разделение клеток по ролям: часть их них формируют тело колонии, а часть выполняют роль спор, которые ждут благоприятных условий, чтобы покинуть свою колонию и основать новые.
Этот пример нового типа многоклеточности заставляет еще раз задуматься об определении многоклеточности как таковой и, возможно, дает ученым ключ к пониманию ее происхождения.
От биолога как-то ждешь любви к животным… Но, если в них больше одной клетки, папа теряет интерес.
Остров Ним
Два способа быть многоклеточным
Что значит быть многоклеточным? Этот вопрос может показаться неспециалисту странным и излишним. На первый взгляд, понятие многоклеточности интуитивно понятно: если в существе одна клетка, то оно одноклеточное, если больше — многоклеточное. Все в точности так, как во фразе девочки Ним, вынесенной в эпиграф этой статьи.
Однако не любое существо, визуально состоящее из многих клеток, является многоклеточным на самом деле. Диатомовые водоросли часто под микроскопом выглядят как цепочки клеток. Однако общий у них только минеральный панцирь. Каждая клетка живет сама по себе и никак не взаимодействует с соседками. Это такой многоквартирный домик на клеточном уровне (рис.
2).
Считается, что в едином многоклеточном организме клетки должны: 1) тесно взаимодействовать друг с другом, обмениваясь сигналами или веществами; 2) дифференцироваться, то есть делиться на разные по строению и функциям клеточные типы; 3) жертвовать своими интересами ради интересов организма, ограничивая свое размножение или подвергаясь апоптозу. Но даже эти три черты могут принимать довольно причудливые формы.
Мы привыкли, что многоклеточный организм формируется из одной клетки (зиготы), и все клетки организма — это ее потомки, то есть один клон. Но это лишь один из типов многоклеточности — он называется клональным.
Клональной многоклеточностью обладают все водоросли, растения, животные и грибы. Но, помимо них, ею обладают некоторые бактерии (!). Например, цианобактерии существуют в виде длинного нитчатого многоклеточного организма. А самые «продвинутые» из них (рис. 2) еще и делятся на три клеточных типа — вегетативные клетки (для фотосинтеза), гетероцисты (для фиксации азота), акинеты (это аналог бактериальных спор).
Это поистине рекорд для бактерий. Существуют и другие примеры клональной многоклеточности у бактерий — например, нитчатые серные бактерии рода Beggiatoa.
Другой тип многоклеточности называется агрегативным. В этом случае многоклеточный организм формируется не в результате деления одной-единственной клетки, а «собирается» путем агрегации свободноживущих клеток. В таком случае получается организм-химера, состоящий из различных по генотипу клеток. Это не помешало такому типу многоклеточности возникнуть не менее 8 раз за всю историю живого мира, но, по-видимому, помешало ему завоевать мир, подобно клонально-многоклеточным организмам. Хотя, все равно любопытно, как бы выглядела цивилизация, где разум возник бы на базе существ вроде слизевика Dictyostelium discoideum? Этот модельный агрегативно-многоклеточный организм в сытом состоянии живет себе одноклеточной жизнью, как обыкновенная амеба. Питается он, кстати, бактериями, но и разлагающейся органикой полакомиться не прочь.
Но когда запасы того и другого иссякают, клетки диктиостелиума начинают сбиваться в скопления с образованием подвижных агрегатов, которые могут ползать как единое целое в поисках пищи. Когда же с пропитанием становится совсем плохо, агрегат превращается в грибоподобное плодовое тело. Клетки, вошедшие в состав «шляпки», рассеиваются в виде спор. А клетки, вошедшие в состав «ножки», погибают, не оставив потомков (рис. 3). Это настоящее самопожертвование клеток ради целостного организма.
Dictyostelium discoideum относится к группе родственных эукариот, называемых диктиостелиевыми слизевиками. У них есть коллеги в мире бактерий, которых зовут миксобактерии. Они тоже хищники — и даже способны сбиваться в стаю, чтобы поохотиться на других бактерий. Когда еды становится мало, они также собираются вместе, чтобы образовать похожее на гриб плодовое тело и рассеять свои споры (рис. 4).
В общем, многоклеточность у бактерий редко, но встречается, причем обоих типов. Уже этот факт способен удивить.
Но теперь, похоже, и эту картину придется пересмотреть: в недавней статье японских ученых описан третий тип многоклеточности у бактерий.
Унесенные водой
Находка была сделана в лабиринте известняковых пещер на острове Кюсю в Японии. Он располагается по соседству с подземной рекой, которая иногда (особенно после дождей) затапливает пещеры (рис. 5, A). В образце, взятом с каменных стен этого лабиринта, авторы обнаружили новый вид бактерий, названный Jeongeupia sacculi. Этот вид принадлежит к семейству Neisseriaceae и, таким образом, является дальним родственником возбудителей гонореи и менингита.
Странности начинаются при попытке вырастить этот новый вид на чашке Петри с питательной средой. Обычно колонии бактерий непрозрачные: они могут быть блестящие или матовые, иметь различную окраску. Но этот вид удивил исследователей прозрачностью своих колоний, которые к тому же переливались всеми цветами радуги (рис. 5, B).
При микроскопическом исследовании выяснилось, что причина такой красочности — в упорядоченном расположении клеток бактерий в колонии.
Их длинные вытянутые клетки-нити ориентированы параллельно друг другу и образуют, по сути, нематический жидкий кристалл. Подобные кристаллы (только, конечно, не из клеток, а из полимеров) формируют изображение в современных мониторах. Живой жидкий кристалл — это было, мягко говоря, что-то совсем новое.
Еще интереснее, что такое состояние не было статичным. На определенном этапе существования колоний в их середине образуются мелкие коккобациллярные клетки, которые скапливаются вместе. И самое интересное — когда колония была погружена в воду, эти коккобациллы быстро высвободились в свободное плавание. Впоследствии они осели на новых местах и проросли в новые колонии. Очевидно, такой же цикл бактерии проходят и в своей пещере: в «сухой» период созревают на ее стенах в виде колоний, где накапливаются коккобациллярные клетки, которые затем быстро распространяются по пещере в период затопления, давая начало новым колониям (рис. 6).
По большей части описательная работа (что необычно для нынешней науки) вскрыла необычный жизненный цикл колонии бактерий.
Во-первых, колония (на первый взгляд) не связанных анатомически клеток размножалась как единое целое. Во-вторых, жизненный цикл колонии оказался тесно связан с присутствием или отсутствием воды. Это объясняется условиями обитания этого вида: он живет в пещере, которая периодически затапливается водой. В такой среде, конечно, координированное размножение позволяет извлечь максимальную выгоду из периода затопления. Самое необычное — что продуктом такой эволюции стала многоклеточность (хотя тоже весьма инопланетного вида).
Это не агрегативная многоклеточность — в жизненном цикле бактерии отсутствует фаза агрегации клеток в один многоклеточный организм. Сложно ее назвать и клональной: нет данных, что каждая колония происходит из одной коккобациллы. Перед нами просто высокоупорядоченная колония клеток. И единственное, что выдает в ней многоклеточную природу, — то, что при размножении она ведет себя как единый организм.
Такая экзотичная форма многоклеточности возвращает нас к вопросу об ее определении.
Если речь идет о человеке, цианобактерии или даже диктиостелиевом слизевике, то все относительно просто: многоклеточным считается организм, который состоит из многих тесно связанных между собой клеток. Но в новой работе мы впервые столкнулись с тем, что что-то похожее на многоклеточность существует при отсутствии тесной анатомической связи между клетками. Авторы предлагают новое определение многоклеточности: сообщество клеток является многоклеточным организмом, если оно эволюционирует как единое целое (а не каждая клетка справляется с естественным отбором по отдельности).
Помимо этого, такая тесная связь многоклеточности и условий существования (потоков воды) — серьезный аргумент в пользу теории «экологических строительных лесов» (ecological scaffolding), постулирующей ключевую роль экологии в возникновении многоклеточности. И хотя пока обсуждаемая статья не оказалась на первых полосах газет и журналов, она исключительна по степени влияния описания нового вида на ключевые биологические концепции.
Возможно, в подземных пещерах скрывается еще немало видов, которые тоже заставят нас задаваться вопросом: что же это значит — быть многоклеточным?
Источники:
1) Kouhei Mizuno, Mais Maree, Toshihiko Nagamura, Akihiro Koga, Satoru Hirayama, Soichi Furukawa, Kenji Tanaka, Kazuya Morikawa. Novel multicellular prokaryote discovered next to an underground stream // Elife. 2022. DOI: 10.7554/eLife.71920.
2) Sayantan Datta, William C. Ratcliff. Cave Bacteria: Illuminating a new path to multicellularity — популярный синопсис к обсуждаемой статье.
Георгий Куракин
Образ жизни амебы обыкновенной. Что такое амеба
Amoeba vulgaris (Proteus) — вид простейших животных из рода Amoeba подкласса корненожек класса Sarcodidae типа саркомастигофоры. Это типичный представитель рода амеб, представляющий собой относительно крупный амебоидный организм, отличительной чертой которого является образование множества ложноножек (10 и более у одной особи).
Форма обыкновенной амебы при движении за счет псевдоподий весьма изменчива. Итак, ложноножки постоянно меняют внешний вид, ветвятся, исчезают и образуются вновь. Если амеба выпускает псевдоподии в определенном направлении, она может двигаться со скоростью до 1,2 см в час. В покое форма протея амебы шаровидная или эллиптическая. В свободном плавании у поверхности водоемов амеба приобретает звездчатую форму. Таким образом, существуют плавающие и локомоторные формы.
Среда обитания этого вида амебы — пресные водоемы со стоячей водой, в частности, в болотах, гниющих прудах, а также аквариумы. Amoeba proteus встречается по всему миру.
Размеры этих организмов колеблются от 0,2 до 0,5 мм. Строение протея амебы имеет характерные черты. Наружной оболочкой тела амебы обыкновенной является плазмалемма. Под ним находится цитоплазма с органеллами. Цитоплазма делится на две части — наружную (эктоплазму) и внутреннюю (эндоплазму). Основная функция прозрачной относительно однородной эктоплазмы — образование псевдоподий для захвата пищи и передвижения.
Все органеллы заключены в плотную зернистую эндоплазму, где происходит переваривание пищи.
Питание амебы обыкновенной осуществляется путем фагоцитоза мельчайших простейших, в том числе инфузорий, бактерий, одноклеточных водорослей. Пища захватывается псевдоподиями — выростами цитоплазмы клетки амебы. При соприкосновении плазмалеммы и пищевой частицы образуется вдавление, которое превращается в пузырек. Там интенсивно выделяются пищеварительные ферменты. Так происходит процесс образования пищеварительной вакуоли, которая затем переходит в эндоплазму. Амеба получает воду путем пиноцитоза. При этом на поверхности клетки образуется инвагинация, наподобие трубки, по которой в тело амебы поступает жидкость, затем образуется вакуоль. При поглощении воды эта вакуоль исчезает. Выход непереваренных остатков пищи происходит на любом участке поверхности тела при слиянии вытесненной из эндоплазмы вакуоли с плазмалеммой.
В эндоплазме обыкновенной амебы помимо пищеварительных вакуолей располагаются сократительные вакуоли, одно сравнительно крупное дискоидальное ядро и включения (капли жира, полисахариды, кристаллы).
Органеллы и гранулы в эндоплазме находятся в постоянном движении, подхватываются и переносятся токами цитоплазмы. У вновь образованного ложнонога цитоплазма смещается к его краю, а у укорачивающегося, наоборот, уходит вглубь клетки.
Amoeba Proteus реагирует на раздражение — на частицы пищи, свет, отрицательно — на химические вещества (хлорид натрия).
Размножение амебы бесполое путем деления клетки пополам. Прежде чем начнется процесс деления, амеба перестает двигаться. Сначала делится ядро, затем цитоплазма. Половой процесс отсутствует.
Amoeba proteus – название всем знакомо. Это простейший одноклеточный организм, как нас учили в школе. Но не все так просто: одноклеточные? — Да! Это самое простое? — очень маловероятно! Почти 300 лет исследований амеб породили больше вопросов, чем ответов.
Макрофотография: амеба протей, увеличенная в 500 раз.
С другой стороны, выбор учеными обыкновенной амебы был вполне оправдан. Во-первых, при размере тела 0,5 мм этот организм является одним из самых крупных среди себе подобных.
Во-вторых, абсолютно прозрачное тело позволяет детально рассмотреть и проанализировать процессы, происходящие в одноклеточном существе. Наконец, исследователей привлекла простота протея. Этот выбор был оправдан еще и потому, что каждое новое открытие только лишало Amoeba proteus той самой простоты…
На самом деле весьма примечательно, что существо, анатомию которого можно описать одним, максимум двумя предложениями, преподнесло науке столько сюрпризов. Первая из них произошла почти 3 века назад, но была обнаружена только в 50-х годах 20 века. Факт известен и общепризнан – амеба была открыта немецким энтомологом Рёзелем фон Розенгофом в 1757 году после того, как его служанка пролила воду на микроскоп. Открытое существо ученый назвал «маленьким протеем» и даже подробно описал способ передвижения своего открытия. Только спустя 200 лет, анализируя зарисовки Розенгофа, удалось выяснить, что он наблюдал не амебу, а другой одноклеточный организм — пеломиксию.
Название «амеба» появилось только в 1822 году, в переводе с греческого оно означает «изменение» или «изменчивость».
И действительно, лучшего названия для амеб, постоянно меняющих форму своего тела, не придумаешь. Первые исследователи даже утверждали, что у этих микроскопических животных нет определенной формы тела, но и тут они ошибались. Тело неподвижной амебы на самом деле имеет произвольную форму, каждый раз отменяется от предыдущей. Это как минимум странно, но характерную форму оно приобретает только при целенаправленном движении: клетка сильно вытянута, в ее передней части появляется несколько псевдоподий (выростов) разного размера, в которые активно перекачивается цитоплазма, а ядро расположенные сзади по отношению к направлению частей клетки.
Движение амебы — один из признаков, по которому ученые определяют принадлежность к тому или иному виду. В общем и целом идентификация амёб — сложный процесс, который тоже не дает 100% результата. Поэтому в лабораториях принято работать со штаммами известного происхождения, чтобы избежать проблем при сравнении разных результатов.
Движение амебы Proteus под микроскопом.
Увеличение 600x
Амебоидное движение – уникальный и невероятно интересный процесс. В течение трехсот лет ученые наблюдали за белками в микроскоп и отчетливо видели, как поток цитоплазмы ударяет по ложноногу, заставляя его расти и мало-помалу продвигая вперед всю клетку. Но что лежит в основе этого процесса, каким именно способом амеба заставляет свою эндоплазму двигаться в нужном направлении, ясно объяснить не удалось. Лишь сравнительно недавно стало ясно, что за передвижение амебы ответственны несколько практически не связанных между собой механизмов. Под плазмалеммой (тонкой клеточной оболочкой) обнаружено относительно сложное строение белков миозина и актина, составляющих основу мышечных тканей многоклеточных животных. После этого открытия многие биологи в один голос заявили: «Такое сложное устройство для движения могло развиться только в результате длительной эволюции».
Еще более удивительными оказались результаты работы генетиков. Оказалось, что все амебы отличаются невероятной, как для одноклеточных, длиной генома.
Итак, геном вида Amoeba dubia состоит из 690 000 000 000 (690 миллиардов) пар оснований, только представьте, что весь геном человека умещается примерно в 2,9 миллиарда пар оснований. Геном Amoeba proteus состоит примерно из 500 миллиардов пар оснований, включенных в более чем 500 пар хромосом.
Тот факт, что амеба протея хорошо переносит механические повреждения, побудил ученых провести неоднозначный эксперимент: пересадку ядра и/или цитоплазмы от одного организма к другому. Теоретически все были уверены, что пересаженное ядро приживется в другом штамме. Но на практике все оказалось с точностью до наоборот. В ходе этих экспериментов была выявлена еще одна неоднозначная особенность: наследственные характеристики этого простейшего зависят от генома, хранящегося в ядре, а не от эндоплазмы, составляющей основную массу клетки.
Так ли проста обыкновенная амеба, которую мы называем простейшим одноклеточным организмом? Ни в коем случае! Все вышеизложенные факты лишь еще раз подтверждают известное выражение: «Мы очень мало знаем».
Животные, как и все организмы, находятся на разных уровнях организации. Один из них клеточный, и типичными его представителями являются протеи амебы. Ниже мы рассмотрим особенности его строения и жизнедеятельности более подробно.
Подцарство Одноклеточные
Несмотря на то, что эта систематическая группа объединяет наиболее примитивных животных, ее видовое разнообразие уже достигает 70 видов. С одной стороны, это действительно наиболее просто устроенные представители животного мира. С другой стороны, это просто уникальные сооружения. Только представьте: одна, иногда микроскопическая, клетка способна осуществлять все жизненные процессы: дыхание, движение, размножение. Амеба Proteus (на фото представлено ее изображение под световым микроскопом) — типичный представитель подцарства Protozoa. Его размеры едва достигают 20 мкм.
Amoeba proteus: класс простейших
Само видовое название этого животного свидетельствует об уровне его организации, так как proteus означает «простой».
Но так ли это животное примитивно? Amoeba Proteus — представитель класса организмов, передвигающихся с помощью непостоянных выростов цитоплазмы. Аналогичным образом передвигаются и бесцветные клетки крови, формирующие иммунитет человека. Их называют лейкоцитами. Их характерное движение называется амебоидным.
В какой среде обитает протейная амеба?
Амеба протея, обитающая в загрязненных водоемах, никому не причиняет вреда. Эта среда обитания является наиболее подходящей, так как в ней простейшие занимают свою важную роль в цепи питания.
Особенности строения
Амеба Протей — представитель класса, а точнее подцарства Одноклеточные. Его размер едва достигает 0,05 мм. Невооруженным глазом его можно увидеть в виде едва заметного желеобразного комочка. Но все основные органоиды клетки будут видны только в световой микроскоп при большом увеличении.
Поверхностный аппарат амебы представлена клеткой протея, который обладает отличной эластичностью.
Внутри находится полужидкое содержимое — цитоплазма. Она все время движется, вызывая образование ложноножек. Амеба — эукариотическое животное. Это означает, что его генетический материал содержится в ядре.
Передвижение простейших
Как передвигается амеба протей? Это происходит с помощью непостоянных выростов цитоплазмы. Она перемещается, образуя выступ. И тогда цитоплазма плавно перетекает в клетку. Псевдоножки втягиваются и формируются в другом месте. По этой причине протей-амеба не имеет постоянной формы тела.
Пищевые продукты
Амеба Proteus способна к фаго- и пиноцитозу. Это процессы поглощения клеткой твердых частиц и жидкости соответственно. Питается микроскопическими водорослями, бактериями и подобными простейшими. Amoeba proteus (на фото ниже показан процесс захвата пищи) окружает их своими ложноножками. Далее пища находится внутри клетки. Вокруг него начинает формироваться пищеварительная вакуоль. Благодаря пищеварительным ферментам частицы расщепляются, усваиваются организмом, а непереваренные остатки удаляются через мембрану.
Путем фагоцитоза лейкоциты крови уничтожают болезнетворные частицы, ежеминутно проникающие в организм человека и животных. Если бы эти клетки не защищали организмы таким образом, жизнь была бы практически невозможна.
Помимо специализированных пищевых органелл, в цитоплазме также могут быть обнаружены включения. Это непостоянные клеточные структуры. Они накапливаются в цитоплазме, когда для этого есть необходимые условия. И тратятся они тогда, когда в этом есть жизненная необходимость. Это крупинки крахмала и капельки липидов.
Дыхание
Амеба Протей, как и все одноклеточные организмы, не имеет специализированных органелл для процесса дыхания. Он использует кислород, растворенный в воде или другой жидкости, если речь идет об амебах, обитающих в других организмах. Газообмен происходит через поверхностный аппарат амебы. Клеточная мембрана проницаема для кислорода и углекислого газа.
размножение
Для амебы характерно деление клетки надвое.
Этот процесс осуществляется только в теплое время года. Проходит в несколько этапов. Сначала делится ядро. Он растянут, разделен перетяжкой. В результате из одного ядра образуются два одинаковых ядра. Цитоплазма между ними разорвана. Ее участки расходятся вокруг ядер, образуя две новые клетки. появляется в одном из них, а в другом его формирование происходит заново. Деление происходит путем митоза, поэтому дочерние клетки являются точной копией родительской. Процесс размножения амебы происходит достаточно интенсивно: несколько раз в сутки. Так что продолжительность жизни каждой особи довольно мала.
Регулирование давления
Большинство амеб живут в водной среде. В нем растворено определенное количество солей. Гораздо меньше этого вещества в цитоплазме простейших. Следовательно, вода должна течь из области с большей концентрацией вещества в противоположную. Это законы физики. В этом случае тело амебы должно было бы лопнуть от избытка влаги. Но этого не происходит за счет действия специализированных сократительных вакуолей. Они удаляют лишнюю воду с растворенными в ней солями. В то же время они обеспечивают гомеостаз — поддержание постоянства внутренней среды организма.
Что такое киста
Амеба Протей, как и другие простейшие, особым образом приспособилась к переживанию неблагоприятных условий. Ее клетка перестает питаться, снижается интенсивность всех жизненных процессов, прекращается обмен веществ. Амеба перестает делиться. Он покрыт плотной оболочкой и в таком виде переносит неблагоприятный период любой продолжительности. Это происходит периодически каждую осень, а с наступлением тепла одноклеточный организм начинает усиленно дышать, питаться и размножаться. То же самое может произойти и в теплое время года с наступлением засухи. Образование кист имеет и другое значение. Он заключается в том, что в таком состоянии амеба разносится ветром на значительные расстояния, расселяя этот биологический вид.
Раздражительность
Конечно, эти простейшие одноклеточные организмы не имеют нервной системы, ведь их тело состоит всего из одной клетки. Однако это свойство всех живых организмов у амебы протея проявляется в виде таксиса. Этот термин означает реакцию на действие раздражителей разного рода. Они могут быть положительными. Например, амеба явно движется к пищевым объектам. Это явление, по сути, можно сравнить с рефлексами животных. Примерами отрицательного таксиса являются движение протея амебы от яркого света, из области повышенной солености или механических раздражителей. Эта способность в первую очередь защитная.
Итак, амеба протей является типичным представителем подцарства простейших или одноклеточных. Эта группа животных наиболее примитивно устроена. Однако их тело способно выполнять функции всего организма: дышать, питаться, размножаться, двигаться, реагировать на раздражения и неблагоприятные условия внешней среды. Amoeba proteus входит в экосистемы пресных и соленых водоемов, но способна обитать и в других организмах. В природе является участником круговорота веществ и важнейшим звеном пищевой цепи, являясь основой планктона многих водоемов.
Среда обитания «Амеба обыкновенная»
Обыкновенная амеба встречается в иле на дне водоемов с загрязненной водой. Он выглядит как небольшой (0,2-0,5 мм) бесцветный студенистый комочек, едва заметный невооруженным глазом, постоянно меняющий свою форму («амеба» означает «изменчивый»). Детали строения амебы можно рассмотреть только под микроскопом.
Строение и движение «Амебы обыкновенной»
Тело амебы состоит из полужидкой цитоплазмы с заключенным внутри нее небольшим пузыревидным ядром. Амеба состоит из одной клетки, но эта клетка представляет собой целый организм, ведущий самостоятельное существование.
Цитоплазма клетки находится в постоянном движении. Если ток цитоплазмы устремляется в одну точку на поверхности амебы, на ее теле в этом месте появляется выпячивание. Она увеличивается, становится выростом тела — ложноножкой, в нее втекает цитоплазма, и таким образом передвигается амеба. Амебы и другие простейшие, способные образовывать псевдоподы, классифицируются как корненожки. Такое название они получили за внешнее сходство ложноножек с корнями растений.
Питание «Амеба обыкновенная»
Амеба может одновременно образовывать несколько ложноножек, и тогда они окружают пищу — бактерии, водоросли и других простейших. Пищеварительный сок выделяется из цитоплазмы, окружающей жертву. Образуется везикула – пищеварительная вакуоль.
Пищеварительный сок растворяет некоторые вещества, входящие в состав пищи, и переваривает их. В результате пищеварения образуются питательные вещества, которые просачиваются из вакуоли в цитоплазму и идут на построение тела амебы. Нерастворившиеся остатки выбрасываются в любом месте тела амебы.
Дыхание «Амеба обыкновенная»
Амеба дышит растворенным в воде кислородом, который проникает в ее цитоплазму через всю поверхность тела. При участии кислорода сложные пищевые вещества цитоплазмы расщепляются на более простые. При этом высвобождается необходимая для жизнедеятельности организма энергия.
Выделение вредных веществ жизнедеятельности и избыточной воды «Amoeba vulgaris»
Вредные вещества выводятся из организма амебы через поверхность ее тела, а также через специальный флакон — сократительная вакуоль . Окружающая амебу вода постоянно проникает в цитоплазму, разжижая ее. Избыток этой воды с вредными веществами постепенно заполняет вакуоли. Время от времени содержимое вакуоли выбрасывается наружу.
Итак, из окружающей среды в тело амебы поступают пища, вода, кислород. В результате жизнедеятельности амебы они претерпевают изменения. Переваренная пища служит материалом для построения тела амебы. Образовавшиеся вредные для амебы вещества удаляются наружу. продолжается метаболизм амеб . Не только амеба, но и все другие живые организмы не могут существовать без обмена веществ как внутри своего организма, так и с окружающей средой.
Размножение «Амеба обыкновенная»
Питание амебы приводит к росту ее тела. Подросшая амеба начинает размножаться. Размножение начинается с изменения ядра. Она растягивается, поперечная борозда делится на две половинки, которые расходятся в разные стороны — образуются два новых ядра. Тело амебы разделено перетяжкой на две части. Каждому из них достается по одному ядру. Цитоплазма между обеими частями разрывается, и образуются две новые амебы. Сократительная вакуоль остается в одном из них, а в другом вновь появляется. Итак, амеба размножается делением надвое. В течение дня деление можно повторить несколько раз.
Киста
Питание и размножение амеб происходит в течение всего лета. Осенью, с наступлением холодов, амеба перестает питаться, ее тело округляется, на его поверхности выделяется плотная защитная оболочка – образуется киста. То же самое происходит, когда пересыхает пруд, в котором живет амеба. В состоянии кисты амеба переносит неблагоприятные условия существования. При наступлении благоприятных условий амеба покидает оболочку цисты. Она выпускает ложноножки, начинает питаться и размножаться. Цисты, переносимые ветром, способствуют расселению амеб.
Среда обитания и внешняя структура. Амеба протея, или амеба обыкновенная, обитает на дне небольших пресных водоемов: в прудах, старых лужах, канавах со стоячей водой. Его величина не превышает 0,5 мм. Amoeba Proteus не имеет постоянной формы тела, так как лишена плотного панциря. Ее тело образует выросты – ложноножки. С их помощью амеба медленно передвигается — «перетекает» с одного места на другое, ползает по дну, захватывает добычу. За такую изменчивость формы тела амебе дали имя древнегреческого божества Протея, который мог менять свой облик. Внешне амеба протея напоминает небольшой студенистый комочек.
Самостоятельный одноклеточный организм амебы содержит цитоплазму, покрытую клеточной мембраной. Наружный слой цитоплазмы прозрачный и более плотный. Его внутренний слой зернистый и более жидкий. В цитоплазме находятся ядро и вакуоли — пищеварительная и сократительная (рис. 21).
Рис. 21. Внешний вид, строение и движение амебы (захват пищи и образование пищеварительной вакуоли): 1 — ядро; 2 — сократительная вакуоль; 3 — внутренний слой цитоплазмы; 4 — наружный слой цитоплазмы: 5 — цитоплазматическая мембрана; 6 пищеварительная вакуоль
Трафик. Двигаясь, амеба как бы медленно течет по дну. Сначала в каком-то месте тела появляется выпячивание — ложноножка.
Фиксируется на дне, а затем в него медленно перемещается цитоплазма. Выпуская ложноножки в определенном направлении, амеба ползет со скоростью до 0,2 мм в минуту.
Продукты питания. Амеба питается бактериями, одноклеточными животными и водорослями, мелкими органическими частицами — остатками погибших животных и растений. Встретив добычу, амеба захватывает ее своими ложноножками и обволакивает со всех сторон (см. рис. 21). Вокруг этой добычи образуется пищеварительная вакуоль, в которой происходит переваривание пищи и из которой она всасывается в цитоплазму. После этого пищеварительная вакуоль перемещается на поверхность любого участка тела амебы и непереваренное содержимое вакуоли выбрасывается наружу. Для переваривания пищи с помощью одной вакуоли амебе требуется от 12 часов до 5 дней.
Выбор. В цитоплазме амебы имеется одна сократительная (или пульсирующая) вакуоль. В нем периодически собираются растворимые вредные вещества, образующиеся в организме амебы в процессе жизнедеятельности. Раз в несколько минут эта вакуоль наполняется и, достигнув предельного значения, приближается к поверхности тела. Содержимое сократительной вакуоли выталкивается наружу. Помимо вредных веществ, сократительная вакуоль выводит из тела амебы лишнюю воду, поступающую из окружающей среды. Поскольку концентрация солей и органических веществ в теле амебы выше, чем в окружающей среде, в организм постоянно поступает вода, поэтому без ее выделения амеба могла лопнуть.
Дыхание. Амеба дышит растворенным в воде кислородом, который проникает в клетку: газообмен происходит через всю поверхность тела. Сложные органические вещества тела амебы окисляются поступающим кислородом. В результате этого высвобождается необходимая для жизнедеятельности амебы энергия. При этом образуется вода, углекислый газ и некоторые другие химические соединения, которые выводятся из организма.
Репродукция. Амебы размножаются бесполым путем — делением клетки надвое (рис. 22). При бесполом размножении ядро амебы сначала делится пополам. Затем на теле амебы появляется перетяжка. Она делит его на две почти равные части, каждая из которых содержит ядро. При благоприятных условиях амеба делится примерно раз в сутки.
Рис. 22. Бесполое размножение амебы
При неблагоприятных условиях амеба выделяет вокруг себя плотную защитную оболочку — образует цисту.
Образование кисты в природе происходит осенью при понижении температуры в водоемах или летом при пересыхании водоемов. В состоянии кисты животное может пережить очень низкие температуры, высыхание и другие неблагоприятные условия. Легкие цисты разносятся ветром на большие расстояния — так амебы заселяют другие водоемы. При попадании в благоприятные условия амеба покидает панцирь (рис. 23) и переходит к активному образу жизни, начинает питаться и размножаться.
Рнс. 23. Выход амебы из оболочки кисты
Раздражительность. Как и все животные, амеба раздражительна, т. е. реагирует на поступающие в ее организм сигналы, отвечает на влияние (раздражение) окружающей среды.
Амеба распознает различные микроскопические организмы, которые служат ей пищей. Она уползает от яркого света, механического раздражения и повышенной концентрации растворенных в воде веществ (например, от кристалла соли).
Разновидность саркода. Помимо амебы Proteus, в подтипе Sarcodaceae насчитывается около 11 тысяч видов. К ним относятся раковинные амебы, радиолярии, фораминиферы и др. (рис. 24).
Рис. 24. Разновидности саркодовых: 1 — раковинные амебы; 2 — радиолярии; 3 — фораминиферы
Раковинные амебы имеют внешний скелет, называемый раковиной. Изо рта высовываются только ложноножки. Раковины могут состоять из роговидного вещества, кремневых пластинок (продуцируемых телом амебы) или песчинок, склеенных выделениями цитоплазмы. Раковинные амебы, как и протейная амеба, размножаются делением надвое. Одна амеба остается в старой оболочке, а другая строит новую. Раковинные амебы обитают на дне пресных водоемов, в почве, в сфагновых болотах.
Радиолярии — одноклеточные морские организмы размером от 40 мкм до 1 мм, обитающие в теплых морях и океанах. Они имеют минеральный (из кремнезема, реже из сульфата стронция) скелет. Он защищает радиолярию и увеличивает поверхность тела, способствуя «плаванию» радиолярии в толще воды. Форма скелета радиолярий чрезвычайно разнообразна. Снаружи выступают нитевидные ложноножки, служащие для улавливания пищи.
Внутри клетки находится одно или несколько ядер, различные включения, например капли жира, которые уменьшают удельный вес животного и способствуют «плаванию» в толще воды. У многих радиолярий в цитоплазме живут мелкие одноклеточные водоросли, получающие от радиолярий защиту, питательные вещества и углекислый газ. Радиолярии, в свою очередь, получают от водорослей кислород, необходимый для дыхания. Кроме того, часть водорослей переваривается радиоляриями и служит для них пищей. Некоторые радиолярии при неблагоприятных условиях (распреснение воды, сильное морское волнение) способны опускаться на глубину в несколько десятков и сотен метров, а затем всплывать.
Скелеты погибших радиолярий, опускаясь на дно, образуют радиоляриевый ил, входящий в состав осадочных пород, которые называются радиоляритами. Так называемая «кизельгур», или трепел, полностью состоит из скелетов радиолярий.
Фораминиферы образуют особую группу саркодид. Современные фораминиферы мелкие — 0,1-1 мм, а некоторые вымершие виды достигали 20 см. Внешний скелет фораминифер – раковины. Они защищают тело животного и бывают известковыми, из хитиноподобного вещества или состоят из сцементированных песчинок. Раковины однокамерные или многокамерные, ветвящиеся или расположенные в один-два ряда или по спирали.
Через наружное отверстие (устье) и поры в стенках раковин высовываются тончайшие и соединенные между собой ложноножки, служащие для перемещения и захвата пищи, образуют вокруг раковины сетку, диаметр которой во много раз превышает диаметр диаметр оболочки. К такой сетке прилипают пищевые частицы, одноклеточные водоросли, которыми питаются фораминиферы. Все фораминиферы являются морскими, преимущественно бентосными, организмами. Планктонные фораминиферы имеют тонкие раковины, с многочисленными выростами в виде тонких длинных иголок, расходящихся во все стороны, что позволяет им «плавать» в толще воды. Всего известно около 30 тысяч видов фораминифер. Из них сейчас обитает около 1000 видов, остальные известны в ископаемом состоянии.
Пустые раковины фораминифер образуют огромные, толщиной в несколько сотен метров, пласты осадочных пород (например, мела и известняка). Отдельные виды фораминифер жили только в определенную геологическую эпоху. Поэтому возраст геологических пород определяется наличием раковин этих видов фораминифер в земных слоях.
Тело амебы протея состоит из одной клетки и выполняет все функции живого организма. Постоянной формы тела не имеет, так как цитоплазма непрерывно образует выпячивания — ложноножки, с помощью которых передвигается, захватывает письмо. Амеба обладает раздражительностью — способностью реагировать на воздействия окружающей среды. При неблагоприятных условиях амеба выделяет защитную оболочку — образует кисту.
Упражнения для усвоения урока
- В какой среде живет амеба протей и как она передвигается?
- На основании чего можно утверждать, что клетка амебы является самостоятельным организмом?
- Опишите процесс питания и выделения у амебы.
- Используя рисунок 22, объясните, как размножаются амебы.
- При каких условиях образуется киста и каково ее значение в жизни амебы?
Как Интернет помогает людям
Правила взбивания белков
Охота на микропришельцев: Первое плавание
| Если у вас есть несколько миллиардов
лишних долларов, доступ к ракетам, огромные средства электронного мониторинга,
самоотверженность тысяч ученых и техников, а также множество
время и терпение, тогда вы, возможно, сможете запустить космический зонд на Марс,
собрать несколько очень дорогих образцов, и , возможно, , с большим
удачи найти намеки на возможные окаменелые формы жизни очень примитивного
Однако вам также придется инвестировать в пару электронных микроскопов
на данный момент, но это всего лишь мелочь после всех денег, которые у вас есть
уже потрачено.
К счастью, есть более простой способ и один, который, на мой взгляд, более захватывающий, хотя, конечно, многие люди были бы очень рады найти на Марсе окаменелые бациллы туберкулеза. Для тех из нас, кто имеет более скромные средства, пара микроскопов малой мощности препаровальный микроскоп и стандартный составной микроскоп¹мелкая сетка сеть или две, несколько банок для варенья, несколько предметных стекол, покровных стекол и чашек для культивирования и мы готовы отправиться на охоту за одними из самых удивительных организмов на планеты и, самое главное, очень высока вероятность того, что некоторые этих существ можно найти в пешей доступности или на коротком велосипеде поездка. Одно из чудес микроскопического
организмов заключается в том, что их можно найти почти везде, но они часто находятся в состоянии покоя
или замаскированы и требуют некоторого поощрения, чтобы появиться. А
проба ила со дна пруда или проба гравия со дна
озера иногда производят амеб. Мы склонны думать об амёбах как о
двухмерный, так что когда вы увидите псевдоподиум, то другой, и
еще одно расширение вверх на вас, вы должны переосмыслить весь свой образ
амебы. Микромир — это то, что мы иногда склонны считать довольно простыми, но только потому, что мы так мало знакомы с этим. Здесь нас окружают биохимические и биофизические реакции в масштабе, очень отличном от нашего мира. Микромир – это мир, в котором несколько молекул, взаимодействующих или не взаимодействующих, могут иметь значение между жизнью и смертью. Пока ваше внимание занято
избежать гигантского аморфного сгустка амебы, который должен был
послужил источником вдохновения для двух научно-фантастических фильмов класса B под названием Капля ты
окажетесь в сильном течении, которое внезапно освободит вас,
оставляя у вас впечатление, что вас только что пропустили через блендер
на высокой скорости. Будучи размером с Colpidium , вы только что избежали превращения в
обед для нагула Paramecium . Парамеции питаются преимущественно бактериями. Парамеции настолько широко распространены и настолько изобилии, что мы склонны не замечать их или принимать как должное. Они настолько легко выращивать в больших количествах, что ошеломляющее количество по ним были проведены исследования, и существует тенденция рассматривать их как не только обычные, но и типичные для инфузорий простейшие. Здесь нужно напомнить себя из нескольких основ: 1) Типичных простейших нет. 2) Типичных инфузорий нет. 3) Парамеции странные и если есть были прототипом инфузории, Paramecium точно не был бы моим первый выбор. Существуют значительные различия
по размеру как внутри данного вида, так и между видами. Например, Parameciumcaudatum ,
вероятно, самый распространенный вид, его длина варьируется от 175 до 300
микрон. P. bursaria , довольно мелкая
вид, легко отличить, потому что он ярко-зеленый из-за присутствия
симбиотических водорослей рода Chlorella . Эта договоренность превращается
оказалось очень хорошим преимуществом для P. Пока вы были заняты
Сзади приближается Парамеция, китообразный микромира,
Spirostomum ambiguum В 40 раз больше вашей длины! Настоящий микро-кит.
Это гигантское существо узкое и лентовидное, и, к счастью для вас,
питается бактериями и очень мелкими простейшими. Когда он скользит мимо вас, вы
мельком увидеть огромную заднюю сократительную вакуоль, которая занимает
почти на четверть длины этого левиафана, как вдруг вы обнаружите
вас снова толкают и кувыркаются в воде. Просто
как вы готовы отдохнуть, «ствол дерева», на котором вы были
цепляние начинает вибрировать и трястись, а затем извивается, как змея. Когда
вы смотрите вверх и видите что-то вроде перевернутого прозрачного колокольчика
стягивается катушкой вниз. Это контракт Vorticella . Этот
это мир, в котором сокращение может означать выживание. Первый посвященный
микроскопист, голландский драпировщик и шлифовщик линз Энтони ван Левенгук,
был первым, кто описал эти удивительные организмы. С помощью своего гениального
однолинзовых микроскопов, он смог открыть миры, которых не было ни у кого.
когда-либо рискнул в прежде. Жадное любопытство этого человека изменило мир
способами, о которых он и мечтать не мог. Но вернемся к Вортицелла . Когда стебель полностью сжался, у вас есть возможность заглянуть внутрь колокольчик и наблюдать за текущей протоплазмой и мельком увидеть огромное ядро в форме буквы «С», которое проходит почти сверху вниз колокола. Колокол Вортицелла начинает удаляться и вы замечаете толстую фибриллу, которая проходит по всей длине стебля и который функционирует по существу подобно мышце. Когда вы начнете изучать маленькую
остров, на который вы приземлились, вы замечаете, что он состоит из густого спутанного
мат из нитей водорослей, как живых, так и мертвых, и большие скопления бактерий,
как живые, так и мертвые. По мере привыкания постепенно
к этому изобилию жизни, с вашего насеста на насыпи нитчатых водорослей,
вы видите большую инфузорию, быстро плывущую к острову, и это
удивительного насыщенного розового цвета. Вдоль одной стороны переднего конца длиннее
реснички и отчетливая ротовая мембрана, которая простирается примерно на 1/3 длины
тела. Этому удивительному существу Блефаризма и как вы смотрите
он плывет к вам, появляется, видимо из ниоткуда, еще один Blepharisma ,
в три раза больше первого, к которому он подтягивается и медленно поглощает
в своем огромном цитостоме (роте). Это существо — великан-каннибал и представляет для вас реальную угрозу. Никто не уверен в точных механизмах участвует, но при определенных условиях Blepharisma образуют гигантов и питаются себе подобными. Пигмент уникален и поэтому имеет название блефаризм. Это фотоактивный пигмент, что означает, что организмы используйте его, чтобы поддерживать правильное положение в толще воды, чтобы избежать сильный солнечный свет, который может активировать пигмент таким образом, что сделать его токсичным, а при длительном воздействии интенсивного света даже смертельным. К счастью, Блефаризма
ищет более крупную и питательную добычу и игнорирует вас. На расстоянии
вы видите длинное, узкое, зеленое трубообразное существо, приближающееся довольно вяло,
медленно вращаясь в воде, увлекаемый короткой хлыстообразной структурой
хлещущий по воде жгутик. Это существо примерно в 7 раз больше
пока вы и есть Euglena оксиурис . Чуть выше Euglena , a меньший, близкий родственник, извивающийся по воде, изящное существо который выглядит как зеленый лист со жгутиком примерно на две трети его тела длины и один ярко-красный циклопический глаз, блестящий, как миниатюрный Рубин. Это милое создание принадлежит к роду Факус и хорошо стоит искать в холодной воде ранней весны. Другой ярко-розовый Блефаризма
проходит мимо, и пока вы любуетесь всеми контрастными цветами,
он вдруг начинает дергаться и с одной стороны не хватает куска
и область пропускает протоплазму. Просто
когда вы думали, что ваш A.Q. (Коэффициент удивления) достиг пика,
из-под той же груды обломков возникает колоссально длинный (2000
микрон!) бледно-голубое трубообразное существо, которое при смещении света
становится прекрасным пурпурно-розовым цветом, а затем снова становится бледно-голубым. Существует ряд простейших, которые
производить монстров, включая нашего старого друга Paramecium ; но, от
по моим наблюдениям, S. coeruleus держит рекорд. Среди этих размышлений, ваш кислородный баллон с аквалангом срабатывает, сигнализируя, что вам пора вернуться на поверхность и в макромир. Вы плывете к вершине вода в чашке для культивирования и там профессор Мориарти вытаскивает тебя воды пипеткой Пастера и помещает вас в камеру изменения размера. Вы устали, но в приподнятом настроении и уже предвкушаете очередное путешествие в микромир. Комментарии автору Комментарии автору отправлены через нашу страницу контактов с указанием URL страницы плюс : (‘rhowey’,»)»>Richard
Хоуи приветствуются. Щелкните ссылки ниже, чтобы прочитать вторую часть
и три:
Сноски
²
Есть две причины для варки зерен пшеницы: 1) это делает питательные вещества
более доступным и 2) помогает убивать грибковые споры и бактерии
и кисты простейших, которые в противном случае могли бы захватить чью-либо культуру. |