Эвглена зеленая размеры: Какой размер эвглены зеленой?

Разное

Содержание

Какой размер эвглены зеленой? — Школьные Знания.com

Ген, определяющий лень, доминирует над работоспособностью. Есть подозрение, что Емеля из сказки «По щучьему велению» гетерозиготен. Может ли быть тако … е, если известно, что мать Емели была работящей, а отец — очень ленивый? Выбери правильный ответ: А — Да Б — Нет

Present Simple (I, you, we, they): positive and negativeRead about Joset. Fill in the gaps with the positive (+) or negative (-) of ke, have, live, wo … rk or studyMy name’s Josef and I ve (+) in Berlin, in Germany. I’m married and my wife’s name is Claudia. We ve Katia and Elise, but welive (+) two daughters,(-) a son. Katia is 12 and Elise(+) languages at school and their English (+) rock music and Italian food,(-) Chinese food.() in a very nice flat in the centre of the city. (+) in a school near our flat.(-) a dog, but we 10(+) three cats.is 15. They is very good. Theybut theyI’m a teacher and IWeChoose the correct vertes have/study new computerlie/ve in an old housework/study BoarmhIve/ have in the USA7 live/have a good camers&a/work in a catelike/Pre chocolateb Write night sentences about you.Use the phrases in 3a and the Present Simple positive or negative.1 I don’t study Italian234789Josef4BMy free timeFree time activities VOCABULARY 4.21 a S Write the missing letters in these phrases.Помогите еж срочно нужно

Пожалуйста приведите примеры плоды-сочные-многосемянные-ягодовидные 1)ягода 2)тыквина 3)яблоко

Пожалуйста приведите примеры плоды/сочные/многосемянные/ягодовидные 1)ягода 2)тыквина 3)яблоко

Крапива это многолетние или однолетнее растение?

Назовите отличительные признаки водорослей. И ещё, Какое значение водоросли имеют в жизни человека.

Каким двум пассажирам, согласно правилам международных авиаперевозок, нельзя находиться в одном ряду кресел салона самолета?

Определи верную последовательность и расположи животных в порядке усложнения их уровня организации в процессе эволюции (Запиши буквы в соответствующем … порядке без пробелов): М) ящерица; В) ланцетник; П) ворона; Г) акула; И) аксолотль.

Обозначь, у представителей какого класса хордовых газообмен происходит не только в лёгких: . Кто является представителем данного класса? Ответ: акула … ястреб дельфин ящерица червяга окунь

Какой орган у человека не растет и не изменяется в размере всю жизнь?

строение и жизнедеятельность. Органоиды Эвглены Зеленой

Эвглена зеленая (Euglena viridis) — представитель биологической группы жгутиковых простейших (в современной систематике тип жгутиковые, или Sarcomastigophora, не выделяется, а E. viridis относят к типу Euglenozoa), включающий в своей жизнедеятельности черты как животных, так и растительных организмов. Последнее — интересный феномен в науке о жизни, хотя, стоит отметить, эта особенность вида говорит о примитивности организма с эволюционной точки зрения, а не наоборот.

Информация о строении эвглены

Строение эвглены зеленой достаточно простое, напоминает строение всех растительных жгутиковых организмов. В клетке E. viridis находится одно оформленное ядро, окруженное ядерной оболочкой. В цитоплазме находится множество хроматофоров — особых органоидов, содержащих необходимый для осуществления фотосинтеза пигмент хлорофилл и обеспечивающих возможность этого процесса. По ультрамикроскопическому строению хроматофоры напоминают хлоропласты в клетках высших растительных организмов. Эвглена зеленая способна к фотосинтезу только при наличии света. В условиях темноты представители вида переходят к гетеротрофному (сапрофитному) типу питания (сходство с животными организмами). Также при отсутствии света E. viridis может терять зеленую окраску. Так называемый «глазок» (стигма) позволяет простейшему воспринимать свет. В качестве запасного питательного вещества эвглена зеленая использует парамил — похожий на крахмал углевод, локализованный в цитоплазме. Регуляция осмотического давления и частично выведение продуктов жизнедеятельности осуществляется с помощью

Сократительной вакуоли. Питается E. viridis благодаря пищеварительной вакуоли, об этом чуть ниже.

Жгутик, его строение и функции

Жгутик — важный органоид клетки, с его помощью передвигается и питается эвглена зеленая. Строение жгутика достаточно несложное, он состоит из отходящего от клетки и выдающегося наружу участка, непосредственно выполняющего функции движения и захвата пищи, и базального тела (кинетосомы) — расположенного в толще цитоплазмы элемента, значительно меньшего по размеру. Ультрамикроскопическое строение значительно сложнее. Жгутик обеспечивает прежде всего реализацию локомоторной функции. E. viridis будто ввинчивается в окружающую среду с его помощью, то есть передвигается вперед винтообразно. Скорость движения (соответственно, вращения жгутика) при благоприятных условиях достаточно высока. Также с помощью рассматриваемого органоида эвглена зеленая осуществляет захват пищи. Движение жгутика вызывает небольшой водоворот, в результате которого мелкие частицы увлекаются к его основанию. Там образуется пищеварительная вакуоль, в которую из остальной клетки поступают ферменты, позволяющие переварить эти частицы.

Размножение эвглены зеленой

Эвглена зеленая размножается путем митотического деления клетки пополам. При этом старый жгутик может отходить к одной из вновь образовавшихся особей, а у другой позже формироваться вновь из кинетосомы. В других случаях жгутик может отбрасываться перед делением вообще и образовываться заново у обеих дочерних особей.

Эвглена зеленая — это одноклеточный организм, представитель простейших, относится к роду эвглен.

Эвглена зеленая сочетает в себе признаки как растений, так и животных. Ее клетка содержит хлорофилл и на свету может питаться за счет процесса фотосинтеза, как это делают растения. В темноте и при обилии органической пищи эвглена питается гетеротрофно, как животное, поглощая органику. Кроме способа питания ее роднит с животными также способность к активному передвижению.

Эвглена зеленая обычно обитает в загрязненных пресных водоемах. При ее сильном размножении вода приобретает зеленый оттенок («цветение воды»). Размер клетки около 0,05 мм, поэтому невооруженным глазом эвглену увидеть трудно. Тело вытянуто, на переднем конце есть один длинный жгутик, задний конец слегка расширен и заострен. Эвглена имеет эластичную оболочку, которая придает ей форму, но позволяет незначительно изменять форму клетки. Движение осуществляется в том направлении, где находится жгутик. Он ввинчивается в воду, сама клетка в это время крутится в другую сторону.

В клетке жгутик переходит в базальное тельце . Оно плотное и служит для крепления жгутика.

С той же стороны, где находится жгутик у эвглены зеленой находится клеточный рот , с помощью которого она заглатывает органические частицы. Этому помогает жгутик.

Также в передней части клетки находится светочувствительное образование — глазок , имеющий красный цвет. Эвглена зеленая обладает положительным фототаксисом, т. е. плывет в сторону света.

В передней части клетки эвглены находится сократительная вакуоль . С ее помощью из клетки выводятся избытки воды, вредные вещества.

В остальной части клетки находятся ядро, хлоропласты, другие клеточные органеллы, а также

пищеварительные вакуоли .

Эвглена зеленая заглатывает органику не только клеточным ртом. Растворенные органические вещества могут поглощаться через всю ее оболочку. Выброс непереваренных остатков из пищеварительных вакуолей происходит не в любом месте поверхности клетки (как это происходит у амебы), а только у заднего конца.

Дышит эвглена всей поверхностью. В нее из воды поступает кислород, который окисляет в митохондриях органические вещества и происходит выделение энергии. Побочными продуктами при дыхании являются вода и углекислый газ. Последний удаляется из клетки также как поступает кислород, т. е. через клеточную мембрану.

Для эвглены зеленой описан бесполый способ размножения. При этом клетка делится вдоль продольной оси (по длинной стороне). Дочерние клетки, которые не получают те или иные органеллы, достраивают их самостоятельно.

В неблагоприятных условиях (низкая температура, высыхание водоема) эвглена зеленая образует

цисту . При образовании цисты происходит отпадание жгутика, клетка приобретает округлую форму и покрывается плотной оболочкой.

Эвглена зеленая (Euglena viridis) – одноклеточный простейший организм из рода эвглен класса жгутиковые типа саркомастигофоры. По мнению зоологов, эвглена зеленая входит в группу животных — растительных жгутиконосцев (фитожгутиковых). Другие ученые считают, что эвглена зеленая является широко распространенным в природе представителем эвгленовых водорослей.

Эти простейшие обитают в сильно загрязненных водоемах – канавах, болотах, лужах, мелких загнивающих пресных водоемах. Иногда эвглена зеленая встречается в чистых водоемах, как пресных, так и соленых.

Название эвглена получила за зеленый цвет, который придают организму хроматофоры. Если рассматривать эвглену зеленую под микроскопом, то заметно, что клетка эвглены зеленой окраски имеет веретеновидную продолговатую форму, ее размеры меньше, чем амёбы обыкновенной (0,05-0,06 мм). Под оболочкой находится цитоплазма с органоидами и одним крупным ядром. Внешний слой цитоплазмы уплотнен, благодаря чему форма клетки может изменяться только в определенных пределах — незначительно сжиматься, при этом клетка становится немного короче и шире. В теле особи отчетливо виден красный светочувствительный глазок у ее переднего края. Рядом с ним в углублении расположен жгутик, с помощью вращательных движений которого эвглена зеленая передвигается. К светочувствительному глазку прилегает сократительная вакуоль, основная функция ее осморегуляторная (освобождение организма от избытка воды). Хроматофоры в организме особи овальной формы и расположены радиально.

Особенностью эвглены зеленой является то, что в ее строении и жизнедеятельности объединены черты как растения, так и животного. Это указывает на общее происхождение растительных и животных организмов в процессе эволюции. Так, для эвглены характерно миксотрофное питание, то есть она способна к автотрофному и гетеротрофному типу питания в связи с наличием в клетке хлоропластов с хлорофиллом. Фотосинтез осуществляется в условиях хорошей освещенности в хлоропластах. Но при длительном нахождении эвглены зеленой в местах с плохим освещением ее клетка как будто «обесцвечивается» из-за разрушения хлорофилла в хлоропластах. Эвглена становится бледно-зеленой или прозрачной. Простейшее переходит к гетеротрофному типу питания, поглощая растворенные в воде органические вещества. При попадании эвглены в освещенные места все процессы автотрофного питания восстанавливаются.

На свету вследствие фотосинтеза в теле эвглены зеленой образуется запасное питательное вещество, сходное по структуре с крахмалом. Данное вещество откладывается в виде зерен в цитоплазме клетки.

Таким образом, в организме эвглены зеленой осуществляются такие функции, как питание, дыхание, выделение, фотосинтез, размножение. Размножение организмов данного вида эвглен бесполое — делением клетки пополам, в отличие от инфузории-туфельки, для которой характерен еще и половой процесс. При быстром размножении огромного количества особей эвглены зеленой наблюдается коричневое, красное или зеленое «цветение» водоемов.

Эвглена зелёная – лат. Euglenophyta, относится к надцарству эукариоты и семейству — Euglenaceae. Эвглены зелёные — это одноклеточные простейшие животные, встречаются эвглены в основном в пресных водах, канавах, болотах. Тело эвглены зелёной имеет разную форму. Также при изучении строения эвглены , видно, что она состоит из одной микроскопической клетки.

Вероятно, каждый из вас замечал, как иногда вода в пруде или луже приобретает зеленую окраску, или, как говорят, «цветёт». Если зачерпнуть такой воды и рассмотреть каплю ее под микроскопом, можно заметить в воде, наряду с другими простейшими животными и растениями, быстро плавающие продолговатые зеленые живые существа. Это – эвглены зелёные. При массовом размножении эвглены вода становится зеленой.

Передвижение эвглены зелёной

Передвижение эвглены зеленой осуществляется с помощью длинного и тонкого протоплазматического выроста – жгутика, расположенного на переднем конце тела эвглены. Благодаря ему эвглена зеленая передвигается. Жгутик производит винтообразные движения, как бы ввинчиваясь в воду. Действие его можно сравнить с действием винта моторной лодки или парохода. Такое движение более совершенно, чем передвижение с помощью ложноножек. Эстроглена передвигается значительно быстрее, чем инфузория туфелька .

Питание эвглены зелёной

Рассматривая эвглену зелёную под микроскопом, можно заметить в протоплазме её тела большое количество маленьких зелёных телец овальной формы. Это хроматофоры, в которых находится хлорофилл. Этим эвглена напоминает зелёные растения. Подобно им она с помощью хлорофилла может усваивать углерод из углекислого газа, образуя в своём теле органические вещества из неорганических. Но наряду с таким типично растительным питанием эвглена зелёная может питаться также готовыми органическими веществами, которые всегда находятся в растворенном состоянии в воде сильно заросших или загрязненных водоемов. Эти вещества она переваривает с помощью пищеварительных вакуолей, как это делает амёба обыкновенная . Следовательно, эвглена зеленая может питаться и как растение, и как животное.

Характер ее питания зависит от наличия или отсутствия света в водоемах, в которых обитает это животное. Днем, при наличии света, эвглена зеленая питается как растение. При отсутствии света способ ее питания изменяется: подобно животным, эвглена питается готовыми органическими веществами. При таком питании имеющийся в хроматофорах хлорофилл исчезает, и эвглена теряет свою зеленую окраску. Если поместить эвглену в темноту, она обесцвечивается и начинает питаться, как животное.

Двоякий способ питания эвглены зеленой – чрезвычайно интересное явление. Оно указывает на общее происхождение растений и животных. Сравнивая высших многоклеточных животных с высшими растениями, мы без труда их различаем. Такого очевидного различия мы не обнаружим, если будем сравнивать низших одноклеточных животных (например, эвглену зеленую) и одноклеточные растения.

Эвглена зеленая — это одноклеточное животное, относящееся к подцарству Простейшие (Protozoa), типу Саркодовые и жгутиконосцы (Sarcomastigophora), классу Жгутиконосцы (Mastigophora).

Все представители класса Жгутиконосцев имеют на поверхности клетки длинные выросты — жгутики, с помощью которых они могут активно передвигаться. Количество жгутиков может быть от 1 до нескольких сотен. У эвглены зеленой имеется 1 жгутик.

Строение и среда обитания эвглены зеленой

Эвглена зеленая живет в загрязненных пресных водоемах, вызывая «цветение воды»: из за огромного количества особей эвглены зеленой вода в пруду, канаве или луже становится зеленого цвета.

Тело эвглены зеленой вытянутое, веретеновидной формы, заостренное на конце, состоит из одной клетки, и покрыто тонкой эластичной оболочкой, помогающей эвглене сохранять свою форму, а также вытягиваться, сокращаться и извиваться. На переднем конце тела у эвглены зеленой имеется длинный жгутик, который переходит в углубление — клеточный рот. Жгутик вращается, благодаря чему эвглена движется в воде, совершая при этом вращательные движения в сторону, противоположную вращению жгутика, как бы ввинчиваясь в воду. Кроме того вращение жгутика способствует засасыванию в клеточный рот органических микрочастиц, которыми питается эвглена зеленая. В основании жгутика лежит плотное базальное тельце. На переднем же конце тела расположен красный светочувствительный глазок, и сократительная вакуоль.

В цитоплазме также имеется ядро, ближе к заднему концу эвглены зеленой, и хлоропласты, содержащие зеленый пигмент — хлорофилл. Периодически в цитоплазме эвглены зеленой у клеточного рта образуется пищеварительная вакуоль, которая так же, как у амебы, движется в цитоплазме и опорожняется у заднего конца эвглены, выбрасывая непереваренные частицы пищи.

Питание эвглены зеленой.

Эвглена зеленая — представитель так называемых растительных жгутиконосцев, у которых в цитоплазме имеются хлоропласты, благодаря которым эвглена может питаться, как растение — автотрофно, с помощью фотосинтеза синтезируя органические веществаиз воды и углекислого газа, растворенного в воде. Этот процесс происходит на свету. Благодаря наличию специального органа — глазка, расположенного на переднем конце эвглены, она может различать свет, и всегда плывет туда, где больше света, то есть туда, где фотосинтез идет активнее. Органические вещества, образующиеся при фотосинтезе, запасаются в виде гранул в цитоплазме, и расходуются, когда эвглена голодает.

Однако, в отличие от растений, эвглена зеленая может питаться и гетеротрофно, поглощая готовые органические вещества, засасывая их через клеточный рот, при этом образуется пищеварительная вакуоль. Или непосредственно через клеточную оболочку — пелликулу, образующую микротрубочки — впячивания, через которые в цитоплазму поступают растворенные в воде органические вещества.

Пищей для эвглены зеленой могут служить одноклеточные водоросли и животные, бактерии, микрочастицы органических веществ. В темноте эвглена зеленая питается только гетеротрофно, а на свету у нее присутствуют оба способа питания. Если поместить эвглену на долгое время в темноту, хлорофилл у нее исчезает, и она переходит полностью на гетеротрофное питание.

Таким образом, эвглена зеленая занимает промежуточное положение между растением и животным.

Дыхание

Эвглена зеленая дышит кислородом, растворенным в воде, и так же, как и у амебы, кислород поступает в цитоплазму через всю поверхность тела. При участии кислорода идут реакции окисления органических веществ, в результате чего образуется необходимая для жизнедеятельности эвглены энергия.

Выделение

В процессе жизнедеятельности эвглены зеленой в цитоплазму поступают вредные вещества (так называемые продукты распада), которые собираются в сократительную вакуоль и выталкиваются в клеточный рот, сообщающийся с внешней средой. Вместе с вредными веществами из клетки удаляется также избыток воды.

Размножение эвглены зеленой

Эвглена зеленая делится бесполым путем — простым делением на 2 части, которое происходит вдоль продольной оси животного. При этом сначала делится ядро, а затем все тело эвглены делится надвое вдоль продольной перетяжки. Если какой — то орган, например, жгутик, не попал в одну из частей, то он там образуется.

В неблагоприятных условиях, например, при пересыхании водоема, эвглена зеленая так же, как и амеба, образует цисту. При этом жгутик отпадает, а клетка приобретает округлую форму, и покрывается очень плотной оболочкой. Циста помогает же эвглене и перезимовать.

Эвглена зеленая: существо из «микромира»

Содержание статьи

Эвглена зеленая – одноклеточное существо, относящееся к растительным жгутиконосцам. У эвглены вытянутая форма тела, а задняя часть заострена.

Размер ее варьируется в пределах 50—60 микрометров, а ширина составляет около 14—18 микрометров. Тело подвижное, при необходимости эвглена сокращаться или становится шире.

Строение эвглены зеленой

Сверху эвглена зеленая покрыта тонким слоем цитоплазмы, это эластичное вещество называется пелликулой, оно выполняет защитную функцию. В передней части тела располагается один жгут, когда эвглена им шевелит, она движется вперед. Основание жгута утолщено, на нем располагается глазное пятно.

Эвглена зеленая (Euglena viridis).

Эвглену назвали зеленой благодаря цвету ее тела – зеленый оттенок придают клетке хроматофоры. По форме хроматофоры овальные, они располагаются в эвглене в виде звезды, в них осуществляется процесс фотосинтеза. На свету образуются углеводы, они имеют вид бесцветных зерен. Порой углеводов образуется настолько много, что они перекрывают хроматофоры, тогда тело эвглены становится беловатым. В темноте процесс фотосинтеза не происходит. Клетка начинает переваривать запас зерен углевода, в этот момент она снова зеленеет.

Цвет животного образуется из-за оттенка хроматофор.

Эти существа обитают в загрязненных водах с большим содержанием органических веществ. В связи с эти эвглены зеленые имеют два типа питания: они питаются и растительной пищей и животной. То есть с одной стороны эвглену зеленую можно отнести к растениям, а с другой стороны – к животным. Эта клетка имеет смешанное строение, этим она вызывает у современных ученых большое количество споров. Ботаники считают, что эвглена зеленая является растением, а зоологи относят ее в отряд подтипа жгутиконосцев.

Определенные представители эвгленовых, которые являются ближайшими сородичами эвглены зеленой, вообще не могут участвовать в фотосинтезе, их способ питания полностью, как у животных. К таким видам относится, например, астазия. У таких представителей отряда эвгленовых формируются сложные ротовые аппараты, необходимые для поглощения небольших пищевых частиц.

Передвижение зеленых эвглен

Эвглена — животное со жгутиками.

Не все виды передвигаются при помощи жгутиков. Некоторые виды движут, сокращая тело и выполняя волнообразные движения. Как происходит процесс подобного рода движения полностью не выяснено. Под оболочкой эвглены находятся белковые ленты, расположенные в виде спирали. Эти ленты сокращаются. Считается, что органеллы, обеспечивающие клетку энергией, и сократительные нити связаны между собой. Но сократительные движения могут быть связаны с выделяемой через выводной канал слизью.

Как размножаются эвглены зеленые

Эвглены быстро размножаются при благоприятных условиях.

При благоприятных условиях эвглены зеленые активно размножаются. В этом случае за один день прозрачная вода в пруду становится мутной, буроватого или зеленоватого цвета. Если рассмотреть каплю такой воды под микроскопом, то в ней будет плавать огромное количество эвглен.

Самые близкие сородичи эвглены зеленой — эвглена снежная и эвглена кровавая. Когда эти виды эвглен активно развиваются, происходят удивительные вещи, например, Аристотель в IV веке наблюдал образование «кровавого» снега. С подобным явлением сталкивался и Дарвин, когда путешествовал на корабле «Бигль».

Эвглена зеленая имеет микроскопические размеры.

На территории Урала, Кавказа и Камчатки тоже порой «цветет» снег. Такое же явление наблюдается на определенных арктических островах. Это объясняется достаточно просто – некоторые виды жгутиконосцев могут обитать, казалось бы, в совершенно нежилых условиях – во льду и снегу. Когда эти существа начинают массово размножаться, снег приобретает оттенок, который свойственен цитоплазме этих клеток. Снег может «цвести» зеленым, голубым, желтым и даже черным цветом, но чаще всего наблюдается красный оттенок, это связано с размножением кровавой и снежной эвглен.

https://www.youtube.com/watch?v=88t1Wj42dco

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Строение эвглены зеленой — Сайт по биологии

Эвглена зелёная – одноклеточное существо, относящееся к растительным жгутиконосцам. У эвглены вытянутая форма тела|тела, а задняя часть заострена.

Размер её варьируется в пределах 50—60 микрометров, а ширина составляет около 14—18 микрометров. Тело подвижное|подвижное, при необходимости эвглена сокращаться или становится шире.

Строение эвглены зелёной

Сверху эвглена зелёная покрыта тонким слоем цитоплазмы, это эластичное вещество называется пелликулой, оно выполняет защитную функцию. В передней части тела|тела располагается один жгут, когда эвглена им шевелит|шевелит, она движется вперёд. Основание жгута утолщено, на нем располагается глазное пятно.

Эвглена зелёная (Euglena viridis).

Эвглену назвали зелёной благодаря цвету|цвету её тела|тела – зелёный оттенок придают клетке хроматофоры. По форме хроматофоры овальные, они располагаются в эвглене в виде звезды|звёзды, в них осуществляется процесс фотосинтеза. На свету образуются углеводы, они имеют вид бесцветных зёрен. Порой|Порой углеводов образуется настолько много, что они перекрывают хроматофоры, тогда тело эвглены становится беловатым. В темноте процесс фотосинтеза не происходит. Клетка начинает переваривать запас зёрен углевода, в этот момент она снова зеленеет.

Цвет животного образуется из-за оттенка хроматофор.

Эти существа обитают в загрязнённых водах с большим|большим содержанием органических веществ. В связи с эти эвглены зелёные имеют два типа питания: они питаются и растительной пищей и животной. То есть с одной стороны эвглену зелёную можно отнести к растениям, а с другой стороны – к животным. Эта клетка имеет смешанное строение, этим она вызывает у современных учёных большое количество споров|споров. Ботаники считают, что эвглена зелёная является растением, а зоологи относят её в отряд подтипа жгутиконосцев.

Определённые представители эвгленовых, которые являются ближайшими сородичами эвглены зелёной, вообще не могут участвовать в фотосинтезе, их способ питания полностью, как у животных. К таким видам относится, например, астазия. У таких представителей отряда эвгленовых формируются сложные ротовые аппараты, необходимые для поглощения небольших пищевых частиц.

Передвижение зелёных эвглен. Эвглена — животное со жгутиками.

Не всё|все виды передвигаются|передвигаются при помощи жгутиков. Некоторые виды движут, сокращая тело и выполняя волнообразные движения. Как происходит процесс подобного рода|рода движения полностью не выяснено. Под оболочкой эвглены находятся белковые ленты, расположенные в виде спирали. Эти ленты сокращаются. Считается, что органеллы, обеспечивающие клетку энергией, и сократительные нити связаны между собой. Но сократительные движения могут быть связаны с выделяемой через выводной канал слизью.

Как размножаются эвглены зеленыеЭвглены быстро размножаются при благоприятных условиях.

При благоприятных условиях эвглены зелёные активно размножаются. В этом случае за один день прозрачная вода в пруду становится мутной, буроватого или зеленоватого цвета|цвета. Если рассмотреть каплю такой воды|воды под микроскопом, то в ней будет плавать огромное количество эвглен.

Самые близкие сородичи эвглены зелёной — эвглена снежная и эвглена кровавая. Когда эти виды эвглен активно развиваются, происходят удивительные вещи, например, Аристотель в IV веке наблюдал образование «кровавого» снега|снега. С подобным явлением сталкивался и Дарвин, когда путешествовал на корабле «Бигль».

Эвглена зелёная имеет микроскопические размеры.

На территории Урала, Кавказа и Камчатки тоже порой|порой «цветёт» снег. Такое же явление наблюдается на определённых арктических островах. Это объясняется достаточно просто – некоторые виды жгутиконосцев могут обитать, казалось бы, в совершенно нежилых условиях – во льду и снегу|снегу. Когда эти существа начинают массово размножаться, снег приобретает оттенок, который свойственен цитоплазме этих клеток. Снег может «цвести» зелёным, голубым, жёлтым и даже чёрным цветом, но чаще всего наблюдается красный оттенок, это связано с размножением кровавой и снежной эвглен.

Видео по теме : Строение эвглены зеленой

Строение эвглены зелёной

Эвглена зелёная относится к простейшим организмам, состоит из одной клетки. Относится к классу жгутиковых типа саркожгутиконосцев. Мнения учёных к какому царству относится этот организм разделились. Одни считают, что это животное, другие же относят эвглену к водорослям, т. е. к растениям.

Почему эвглену зелёную назвали именно зелёной? Всё|Все просто: эвглена заполучила своё наименование за свой яркий внешний вид. Как вы уже, наверное, догадались, этот организм – яркого зелёного цвета|цвета благодаря хлорофиллу.

Особенности, строение и среда обитания

Эвглена зелёная, строение которой достаточное непростое для микроорганизма, отличается вытянутым телом и острой задней половиной. Размеры простейшего невелики: в длину простейшее составляет не более 60 микрометров, а ширина редко доходит до отметки в 18 и более микрометров.

Простейшее обладает подвижным|подвижным телом, которое способно менять свою форму. При необходимости микроорганизм может сокращаться или, наоборот, расширяться.

Сверху простейшее покрыто так называемой пелликулой, которая защищает организм от внешнего воздействия. Спереди у микроорганизма находится жгут, который помогает ей передвигаться|передвигаться, а также глазное пятно.

Не всё|все эвглены используют для движения жгут. Многие из них просто сокращаются чтобы двигаться вперёд. Белковые нити, находящиеся под оболочкой организма, помогают организму сокращаться и тем самым передвигаться|передвигаться.

Зелёный цвет придают организму хроматофоры, принимающие участие в фотосинтезе, вырабатывая углеводы. Иногда при образовании хроматофорами большого количества углеводов тело эвглены может побелеть.

Инфузория туфелька и эвглена зелёная часто сравниваются в кругах учёных, однако, имеют мало|мало общих чёрт|черт. Например, эвглена питается как авто- так и гетеротрофно, инфузория туфелька же предпочитает только органический тип питания.

Простейшее обитает преимущественно в загрязнённых водах (например, болотах). Иногда её можно встретить и в чистых водоёмах с пресной или солёной водой. Эвглена зелёная, инфузория, амёбы – все эти микроорганизмы можно встретить практически где угодно на Земле.

Характер и образ жизни эвглены зелёной

Эвглена всегда стремится переместиться в наиболее светлые места|места водоёма. Чтобы определить источника света она держит в своём арсенале специальный «глазок|глазок», расположенный рядом с глоткой. Глазок|Глазок – крайне чувствителен к свету и реагирует на малейшие его изменения.

Процесс стремления к свету получил название положительного фототаксиса. Чтобы осуществить процесс осморегуляции эвглена обладает специальными сократительными вакуолями.

Благодаря сократительной вакуоли она избавляется от всех ненужных веществ в своём теле, будь то лишняя вода или накопившиеся вредные вещества. Вакуоль названа|названа сократительной потому, что во время выброса отходов она активно сокращается, помогая и ускоряя процесс.

Также как и большинство других микроорганизмов, эвглена имеет одно гаплоидное ядро, т. е. обладает только одним набором хромосом. Помимо хлоропластов, её цитоплазма также содержит парамил – резервный белок|белок.

Кроме перечисленных органелл у простейшего есть ядро и включения питательных веществ на случай, если какое-то время простейшему придётся обходиться без еды. Дышит простейшее, поглощая кислород всей поверхностью своего тела|тела.

Простейшее умеет приспосабливаться к любым, даже самым неблагоприятным условиям среды|среды. Если вода в водоёме стала замерзать, или водоём попросту высох, микроорганизм перестаёт питаться и двигаться, форма эвглены зелёной приобретает более круглый вид, а тело обволакивается специальной оболочкой, защищающей его от вредного воздействия среды|среды, при этом жгутик у простейшего отпадает|отпадает.

В состоянии «циста» (именно так называется этот период у простейших), эвглена может провести очень долгое время пока внешняя среда не стабилизируется и не станет более благоприятной.

Питание эвглены зелёной

Особенности эвглены зелёной делают организм как авто-, так и к гетеротрофным. Она питается всем, чем можно, поэтому эвглену зелёную относят как к водорослям, так и к животным.

Споры между ботаниками и зоологами так и не пришли к логическому завершению. Первые считают её животным и относят её к подтипу саркожгутоконосцев, ботаники же причисляют её к растениям.

При свете микроорганизм получает питательные вещества с помощью хроматоформ, т.е. фотосинтезирует их, ведя себя при этом как растение. Простейшее с помощью глаза|глаза всегда в поиске яркого источника света. Световые лучи с помощью фотосинтеза превращаются в пищу|пищу для неё. Конечно же, эвглена всегда имеет небольшой запас, например, парамилон и лейкозину.

При недостатке освещения простейшее вынуждено перейти на альтернативный способ питания. Конечно, первый способ предпочтителен для микроорганизма. На альтернативный источник питательных веществ переходят простейшие, которые провели длительное время в темноте за счёт чего потеряли свой хлорофилл.

За счёт того, что хлорофилл полностью исчезает микроорганизм теряет свой ярко-зелёный окрас и становится белой. При гетеротрофном типе питания простейшее перерабатывает пищу|пищу с помощью вакуолей.

Чем грязнее водоём, тем пищи|пищи больше, этим и обусловлено то, что эвглены предпочитают грязные запущенные болота и лужи. Эвглена зелёная, питание которой полностью напоминает питанием амёб, намного сложнее этих простых микроорганизмов.

Существуют эвглены, которым в принципе не свойственен фотосинтез и с самого|самого своего зарождения они питаются исключительно органической пищей.

Такой способ получения пищи|пищи способствовал развитию даже своеобразного рта для заглатывания органической пищи|пищи. Учёные объясняют двойственный способ получения пищи|пищи тем, что всё|все же растения и животные имеют одно происхождение.

Размножение и продолжительность жизни

Размножение эвглены зелёной происходит только в максимально благоприятных условиях. За короткий промежуток времени чистая вода водоёма может стать мутно-зелёного цвета|цвета за счёт активного деления этих простейших организмов.

Близкими родственниками этого простейшего считаются снежная и кровавая эвглены. При размножении этих микроорганизмов можно наблюдать удивительные явления.

Так, в IV веке Аристотель описывал удивительный «кровавый» снег, который, однако, появился за счёт активного деления этих микроорганизмов. Цветной снег можно наблюдать во многих северных районах России, например, на Урале, Камчатке, или некоторых островах Арктики.

Эвглена – существо неприхотливое и может обитать даже в суровых условиях льда и снега|снега. Когда эти микроорганизмы размножаются снег приобретает цвет их цитоплазмы. Снег в буквальном смысле «цветёт» красными и даже чёрными пятнами.

Простейшее размножается исключительно делением. Материнская клетка делится продольным способом. Сначала процессу деления подвергается ядро, а затем уже остальной организм. Вдоль тела|тела микроорганизма образуется своеобразная борозда, которая постепенно делит материнский организм на два дочерних.

При неблагоприятных условиях вместо деления можно наблюдать процесс образования цист. В этом случае амёба и эвглена зелёная также похожи между собой.

Подобно амёбам, они покрываются специальной оболочкой и впадают в своеобразную спячку. В виде цист эти организмы разносятся вместе с пылью и когда попадают|попадают вновь в водную среду|среду пробуждаются и начинают вновь активно размножаться.

Эвглена зеленая — растение или животное? Эвглена зелёная

Зеленая эвглена, как и обыкновенная амеба, живет в прудах, загрязненных гниющими листьями, в лужах и в других водоемах со стоячей водой. Тело эвглены вытянутое, длиной около 0,05 мм. Его передний конец притуплён, а задний заострен. Наружный слой цитоплазмы эвглены плотный, он образует вокруг ее тела оболочку . Благодаря оболочке форма тела эвглены мало изменяется при движении. На переднем конце тела эвглены находится тонкий нитевидный вырост цитоплазмы — жгутик . Эвглена вращает жгутиком, как бы ввинчиваясь в воду, и благодаря этому плывет тупым концом вперед.

Питание эвглены зеленой

В цитоплазме эвглены зеленой имеется более 20 зеленых овальных хлоропластов, придающих ей зеленый цвет (отсюда и название эвглены — зеленая). В хлоропластах находится хлорофилл. Питается эвглена на свету, как зеленые растения, строя свое тело из органических веществ, образующихся на свету путем фотосинтеза. В цитоплазме скапливаются мелкие зернышки запасного питательного вещества, близкого по составу к крахмалу и расходуемого при голодании эвглены.

Если поместить эвглену на длительное время в темноту, хлорофилл у нее исчезает, она становится бесцветной. Вследствие этого фотосинтез прекращается, и эвглена начинает усваивать растворенные органические вещества, образующиеся при разложении различных отмерших организмов.
Эвглена зеленая может питаться двумя различными способами: на свету — как зеленые растения, в темноте — как животные, усваивая готовые органические вещества. Такая особенность ее, а также сходство в строении клеток растений и животных указывают на родство между растениями и животными.

Чувствительность к свету эвглены зеленой

Рядом с сократительной вакуолью у эвглены находится ярко-красный чувствительный к свету глазок. Эвглена всегда плывет к освещенной части водоема, где условия для фотосинтеза наиболее благоприятны.

Размножение эвглены зеленой

Размножение эвглены зеленой происходит продольным делением надвое.

Циста эвглены зеленой

При неблагоприятных условиях у эвглены, как и у амебы, образуется циста. При этом жгутик отпадает, а тело эвглены округляется, покрываясь плотной защитной оболочкой. В таком состоянии эвглена проводит зиму или переносит высыхание водоема, в котором живет.

Живые организмы очень разнообразны. Наряду с видами, знакомыми каждому, существуют малоизвестные, но не менее интересные организмы. Одним из таких видов является эвглена зеленая (euglena viridis) — одноклеточный организм, сочетающий в себе сразу и признаки животных, и признаки растений.

Эвглена зеленая — это организм, который сочетает в себе клетки, как животных, так и растений

Особенности строения

Эвглена зеленая — простейший одноклеточный организм, имеющий достаточно сложное строение для простейшего. Она имеет вытянутое тело с острой задней частью. В длину эвглена может достигать максимум 60 микрометров, в ширину — 18 микрометров. Клетка имеет:

Эвглена зеленая — это одноклеточный организм, представитель простейших, относится к роду эвглен.

В клетке жгутик переходит в базальное тельце . Оно плотное и служит для крепления жгутика.

В остальной части клетки находятся ядро, хлоропласты, другие клеточные органеллы, а также пищеварительные вакуоли .

В неблагоприятных условиях (низкая температура, высыхание водоема) эвглена зеленая образует цисту . При образовании цисты происходит отпадание жгутика, клетка приобретает округлую форму и покрывается плотной оболочкой.

Встречающееся в пресных застоявшихся водоемах, болотах, канавах, лужах. Окраска этого организма обусловлена содержанием большого количества хлоропластов в цитоплазме. Поэтому и кажется, что вода «зацветает», когда в ней чрезмерно разводится эвглена зеленая.

Строение ее немного сложнее, если сравнивать с амебой. Обе они имеют протоплазму и ядро. Однако эвглена зеленая снаружи еще покрыта слоем пелликулы — эластичной оболочки. Организм имеет форму, напоминающую веретено, тупое с одного конца и удлиненное — с другого. Из углубления на переднем крае выходит небольшой жгутик. Там же расположен ярко-красный «глазок», реагирующий на свет и тем самым помогающий клетке выбирать направление движения. Рядом с ним находится вакуоля. Благодаря уплотненной наружной оболочке форма животного существенно не меняется, оно может лишь слегка, в определенных границах, сжиматься и выпрямляться. Такое строение эвглены зеленой обуславливает и способ перемещения. Совершая жгутиком это микроскопическое существо довольно быстро плавает. Встречаются разновидности, которые совершают телом волнообразные колебания и таким образом плывут. Почему так происходит, пока не ясно. У биологов есть два предположения на этот счет. С одной стороны, возможно, имеется связь между органеллами эвглены и белковыми нитями, которые находятся под пелликулой и могут сокращаться. А с другой стороны, такой тип движения может вызываться слизью, выделяемой клеткой.

Питаться эвглена зеленая может и как животное, и как растение. Способ, который она выбирает, зависит от освещения. В ее протоплазме содержится более двадцати овальных телец — хроматофор. Они, как уже говорилось, и окрашивают клетку в Днем, используя хлорофилл, содержащийся в хроматофорах, эвглена зеленая способна участвовать в фотосинтезе, усваивая необходимый ей углерод так же, как и растения — из углекислого газа. При этом в ее теле из образуется питательное вещество, напоминающее крахмал и откладывающееся в виде зерен в цитоплазме. Ночью эта клетка может питаться так же, как и животное. Она способна с помощью вакуолей сразу перерабатывать органические вещества, которых в водоемах вдоволь в уже растворенном виде. Так делает и амеба. И чем запущеннее водоем, тем этих веществ больше. Если эвглена зеленая находится в темноте долгое время, хлорофилл из хроматофор исчезает. Соответственно, пропадает и окраска у клетки, она полностью обесцвечивается.

Существуют виды, которым вообще несвойственен фотосинтез, они могут питаться исключительно как животные. У них даже развивается своеобразный ротовой аппарат для заглатывания микроскопических частиц пищи.

Возможность выбора этим организмом способа питания еще раз указывает ученым на то, что животные и растения имеют одно происхождение.

Размножается эвглена зеленая продольным делением самой клетки: вслед за протоплазмой распадается на две половинки и ядро. У каждой появившейся особи вырастает новый жгутик. При благоприятных условиях эвглены зеленой разводится настолько много, что и вода тоже становится соответствующего цвета. Есть такие виды этих одноклеточных организмов, которые, эволюционируя, замечательно приспособились жить даже на морозе. В результате такой адаптации во времена их массового размножения снег окрашивается не только в зеленый цвет, а и в красный, желтый и даже в голубой.

Также существуют эвглены, клетки которых насыщены каротином. Они окрашивают водоемы в красный или Когда реки, лужи, болота т. п. высыхают или замерзают, эвглена зеленая теряет жгутик, округляется, покрывается толстой оболочкой — на время трансформируется в цисту. В таком виде она может дожидаться благоприятных условий на прежнем месте или переноситься вместе с пылью.

Сравнительная характеристика эвглены зеленой и инфузории-туфельки

№	ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ	ЭВГЛЕНА ЗЕЛЕНАЯ	ИНФУЗОРИЯ-ТУФЕЛЬКА
1	Размеры тела	0,05 мм мм	0,1-0,3 мм
2	Форма тела	Удлиненная	Подобна подошве дамской туфельки
3	Органеллы движения	Один джгутик	10 000-15 000 ресничек
4	Количество ядер	Одно	Два: макронуклеус и микронуклеус
5	Хлоропласты	Есть	Отсутствуют
6	Глазок (стигма)	Есть	Отсутствует
7	Трихоцисты	Отсутствуют	Есть
8	Предротовое углубление	Отсутствует	Есть
9	Клеточный рот	Отсутствует	Есть
10	Клеточная глотка	Отсутствует	Есть
11	Порошица	Отсутствует	Есть
12	Позитивный фототаксис	Наблюдается	Отсутствует
13	Способность к фотосинтезу	Наблюдается	Отсутствует
14	Способ питания	Наблюдается	Отсутствует
15	Позитивный фототаксис	Наблюдается	Отсутствует

особенности строения, среда обитания, образ жизни

Особенности строения

Внешний слой цитоплазмы уплотнен, благодаря чему форма клетки может изменяться только в определенных пределах — незначительно сжиматься, при этом клетка становится немного короче и шире. В теле особи отчетливо виден красный светочувствительный глазок у ее переднего края.

Рядом с ним в углублении расположен жгутик, с помощью вращательных движений которого эвглена зеленая передвигается. К светочувствительному глазку прилегает сократительная вакуоль, основная функция ее осморегуляторная (освобождение организма от избытка воды). Хроматофоры в организме особи овальной формы и расположены радиально.

Клетка имеет:

ядро;
оболочку;
цитоплазму;
светочувствительный глазок;
сократительную вакуоль;
жгутик;
фоторецептор;
хлоропласты;
прочие органеллы.

Оболочка (пелликула) защищает клетку от внешнего воздействия. Цитоплазма плотная, но пластичная, что позволяет организму немного менять форму, увеличиваться и сжиматься при необходимости.

Благодаря светочувствительному глазку, имеющему красный цвет, эвглена реагирует на малейшие изменения в освещенности. Это позволяет ей немного ориентироваться в пространстве — она движется именно в направлении света.

Для передвижения организм использует жгутик (протоплазматический вырост), располагающийся на передней части клетки. Жгутик совершает винтообразные движения, причем скорость эвглены превосходит скорости многих других простейших, что дает ей преимущество. Кроме того, euglena может двигаться и без участия жгута просто сокращаясь.

Дышит euglena, поглощая кислород всем телом через клеточные мембраны, из них же выходит побочный продукт дыхания — углекислый газ. Общим признаком с растениями называют наличие хлорофилла, который определяет возможность фотосинтеза. Кроме того, из-за хлорофилла организм имеет ярко-зеленый цвет.

Среда обитания и образ жизни

Чаще всего местом обитания эвглены зеленой становятся загрязненные водоемы — болота, канавы и т. д. Но могут эти простейшие поселиться и в чистой воде, однако такая среда является для них менее комфортной. Если вода начинает «цвести», то есть становится зеленой, то это является признаком появления в воде этих одноклеточных.

Что касается питания, то эвглена относится к миксотрофам, то есть для получения энергии она способна использовать два вида энергии. В обычных условиях простейшее ведет себя, как растение, а именно питается автотрофным способом — получает энергию из света при помощи хлорофилла. При этом euglena малоподвижна, передвигается только к источнику света.

Если одноклеточное остается в темноте на длительный период, оно переключается на гетеротрофный способ питания — поглощает органические вещества из воды. В этом случае с целью поиска микроэлементов эвглене приходится больше двигаться. Происходят с клеткой и внешние изменения — она теряет свой зеленый окрас, становится практически прозрачной.

Хотя для большинства эвглен основным способом получения энергии является фотосинтез, встречаются экземпляры, предпочитающие с рождения питаться органической пищей. Следует отметить, что у одноклеточного имеется для такого питания своеобразный рот. Хотя пища заглатывается микроорганизмом не только этим ртом, но и всей оболочкой.

Из-за такой особенности питания биологи не имеют единой точки зрения по поводу того, является эвглена водорослью или животным. Ученые объясняют, что такое двойственное получение энергии подтверждает, что растения и животные имеют общее происхождение.

Оказавшись в темноте в чистой воде, лишенной органических веществ, клетка погибает. При пересыхании или замерзания водоема она превращается в цисту. В этот период она не питается и не дышит. У нее исчезает жгутик и появляется плотная защитная оболочка. В таком виде она будет находиться, пока условия снова не станут приемлемыми для жизни.

Способом размножения эвглены зеленой является деление. При благоприятных условиях простейшие могут очень быстро делиться. При этом можно наблюдать, как вода становится мутной и приобретает зеленый оттенок.

Деление происходит продольным способом. Сначала делится ядро материнской клетки, а затем остальные ее части. Вдоль организма проходит продольная борозда, по которой материнская клетка разделяется на две дочерних.

Эвглена в аквариуме

Несмотря на то что эвглена сама по себе — интересный организм, большое количество простейших становятся нежеланными гостями в аквариуме. Больше всего появлению этих одноклеточных подвержены новые аквариумы, где обитатели находятся в процессе адаптации к новым условиям, тогда как простейшие приспосабливаются очень быстро.

Другими причинами появления в аквариуме эвглен могут стать:

попадание в аквариум прямых солнечных лучей или чрезмерное искусственное освещение;
повышенная температура воды;
большое количество растений;
слишком частая или редкая замена воды;
остатки корма для рыбок в аквариуме;
внесение органических удобрений.

Чтобы избавиться от простейших в аквариуме, рекомендуется затенить аквариум на 2 недели и уменьшить количество корма или установить аквариумный стерилизатор. Впрочем, эвглена не приносит ощутимого вреда экосистеме, единственные минусы — ухудшение внешнего вида аквариума и уменьшение поступающего к растениям и рыбкам света из-за потери прозрачности водой.

Если поставить на окно аквариум, в котором плавают эвглены, то через некоторое время эвглены соберутся на освещенной стороне аквариума. Значит, подобно амебе, эвглена способна отвечать на внешние раздражения.

Источники:

https://rybki.guru/kormlenie/jevglena-zelenaja.html

http://ogivotnich.ru/sarkomastigofory/zhgutikovye/evglena/evglena_zelenaya.html

http://cytoplazma.ru/tip_prosteyshie/evglena_zelyonaya/stroenie_evgleny.html

GeoChemBio (GCB) — экология и общая биология

Пожалуйста, помогите сохранить эти веб-сайты открытыми для всех как можно дольше

Пожертвования в 2018 году: 1 доллар (да) — спасибо!

Сезонное поздравление от GeoChemBio!

Пакеты, кружки, настенные рисунки и другие товары с оригинальным дизайном GeoChemBio доступны на сайте GeoChemBio — магазин общей биологии!

Календарь Quirky Kitties-sisters 8 уже доступен!

Экология

В центре внимания экология, изменение климата, загрязнение

Организмы

В центре внимания филогенез, жизненный цикл, экология, поведение, стратегии выживания

Направляющие

Сосредоточение внимания на красивой фотографии и кратких описаниях различных организмов

Общая биология

Акцент на аспекты общей биологии: факты, теории и гипотезы

Футболки и другие товары с таким дизайном доступны в магазине GeoChemBio.

Наверх

GeoChemBio (GCB) — экология и общая биология

Пожалуйста, помогите сохранить эти веб-сайты открытыми для всех как можно дольше

Пожертвования в 2018 году: 1 доллар (да) — спасибо!

Сезонное поздравление от GeoChemBio!

Календарь Quirky Kitties-sisters 8 уже доступен!

Экология

В центре внимания экология, изменение климата, загрязнение

Организмы

В центре внимания филогенез, жизненный цикл, экология, поведение, стратегии выживания

Направляющие

Сосредоточение внимания на красивой фотографии и кратких описаниях различных организмов

Общая биология

Акцент на аспекты общей биологии: факты, теории и гипотезы

Футболки и другие товары с таким дизайном доступны в магазине GeoChemBio.

Наверх

GeoChemBio (GCB) — экология и общая биология

Пожалуйста, помогите сохранить эти веб-сайты открытыми для всех как можно дольше

Пожертвования в 2018 году: 1 доллар (да) — спасибо!

Сезонное поздравление от GeoChemBio!

Календарь Quirky Kitties-sisters 8 уже доступен!

Экология

В центре внимания экология, изменение климата, загрязнение

Организмы

В центре внимания филогенез, жизненный цикл, экология, поведение, стратегии выживания

Направляющие

Сосредоточение внимания на красивой фотографии и кратких описаниях различных организмов

Общая биология

Акцент на аспекты общей биологии: факты, теории и гипотезы

Футболки и другие товары с таким дизайном доступны в магазине GeoChemBio.

Наверх

GeoChemBio (GCB) — экология и общая биология

Пожалуйста, помогите сохранить эти веб-сайты открытыми для всех как можно дольше

Пожертвования в 2018 году: 1 доллар (да) — спасибо!

Сезонное поздравление от GeoChemBio!

Пакеты, кружки, настенное искусство и другие товары с оригинальным дизайном GeoChemBio доступны на сайте GeoChemBio — магазин общей биологии!

Календарь Quirky Kitties-sisters 8 уже доступен!

Экология

В центре внимания экология, изменение климата, загрязнение

Организмы

В центре внимания филогенез, жизненный цикл, экология, поведение, стратегии выживания

Направляющие

Сосредоточение внимания на красивой фотографии и кратких описаниях различных организмов

Общая биология

Акцент на аспекты общей биологии: факты, теории и гипотезы

Футболки и другие товары с таким дизайном доступны в магазине GeoChemBio.

Наверх

Эвглена (Euglena gracilis)

Магазин не будет работать корректно, если куки отключены.

Дом
Эвглена (Euglena gracilis)

Эвглена — полу-растение-полуживотное — одно из наиболее изученных микроскопических существ.И одно из самых увлекательных! Узнайте все об этих удивительных протистах.

Подробнее о продукте

Дополнительная информация

Дополнительная информация
Размеры	Гигантские микробы основаны на реальных микробах, клетках, организмах и других существах, размер которых всего в 1000000 раз превышает их реальный размер! Gigantic (GG) 16-24 « XL (XL) 10-15″ Original (PD) 5-8 « Брелок (KC) 2-4″ с зажимом
Материалы	Плюш из всех новых материалов.Набивка из полиэфирного волокна. Подходит для стирки: губка с водой с мылом, сушка на воздухе.
Упаковка	К каждому плюшевому микробу прилагается распечатанная карточка с забавными, образовательными и увлекательными фактами о реальном микробе или клетке.
Безопасность	Каждый продукт соответствует или превосходит американские и европейские стандарты безопасности. Для детей от 3 лет.

Все о эвглене (Euglena gracilis)

ФАКТЫ: Эвглены — очень распространенные водные существа, обитающие в пресной и соленой воде, а также в лабораторных каплях.Это один из самых изученных микроскопических организмов!

Эвглены обладают характерными чертами, типичными для эукариотических клеток, такими как ядро, митохондрии, тельца Гольджи, лизосомы и вакуоли. Но их самые отличительные характеристики — длинный жгутик и большое красное глазное пятно. (Эвглена по-гречески означает «хороший глаз», хотя на самом деле глазное пятно — это своего рода веко, которое заслоняет свет от других фоторецепторов во время вращения клетки.)

Хотя эвглены могут извиваться и ползать, как и другие микроорганизмы, их длинный жгутик вращается, как пропеллер, позволяя им двигаться вперед с гораздо большей скоростью.И, двигаясь к свету, эвглены могут увеличить производство еды.

Фактически, эвглены являются симбиотическими хозяевами зеленых водорослей и других микроорганизмов, которые производят пищу для эвглены, при этом пользуясь ее способностью двигаться к свету. Иногда они настолько успешно едят и размножаются, что могут окрасить весь пруд в зеленый цвет!

Ранние систематики были очарованы эвгленами, потому что они не только могли производить собственное питание посредством фотосинтеза, как растения, но они также могли перемещаться и питаться, как животные, поглощая питательные вещества из разлагающихся органических веществ в свои тела.В конце концов, было решено, что эвглена не является ни растением, ни животным, а протистом, который не является ни растением, ни животным, ни тем и другим. Вам решать!

Вернуться наверх

Виртуальное погружение в пруд — страница организмов

Виртуальный пруд

Примечание. Если вы посещаете эту страницу напрямую, она предназначена для используется с виртуальным погружением в банку с прудовой водой.

Euglena (одноклеточная)

Дополнительная информация:
Жгутиковые водоросли и простейшие

Название (род):

Euglena

Размер: 25 — 100 мкм

Где их найти: Планктонные, часто окрашивающие воду в зеленый цвет.

Примечания: эвглена, как и некоторые другие микроорганизмы, имеет черты обеих водорослей. (например, зеленые и фотосинтезирующие) и простейшие (передвигаются с помощью хлыстовых жгутиков). Таким образом, биологи спорят о том, как они следует классифицировать. У него также есть красное пятно для глаз.

Вы можете встретить их, рассматривая более крупный организм под микроскопом. Эвглена , если ее много, может пересекать поле зрения, приближаясь и не в фокусе.

Классификация:
Царство — Протоктиста, Тип — Дискомитохондрии (очевидно, новый промежуточный тип. См. Ссылки )

Return to the Pond Dip (Возвращение в пруд)

Если вы переходите по ссылке на статью, используйте функцию «Назад» дважды в веб-браузере, чтобы вернуться к банке.

Микроскопия Передняя страница Великобритании

Micscape Magazine
Библиотека статей

Опубликовано в журнале Micscape, февраль 2001 г.

Пожалуйста, сообщайте о любых проблемах с Интернетом или предлагайте общие комментарии Micscape Редактор,
через контакт в текущем индексе Micscape.

Micscape — это онлайн-ежемесячный журнал Microscopy UK, веб-сайт
по адресу http://www.microscopy-uk.net

Спиральные траектории и формы жгутиков

Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 12 декабря; 114 (50): 13085–13090.

Прикладные физические науки, биофизика и вычислительная биология

Массимилиано Росси

^a MathLab, Международная школа перспективных исследований, 34136 Триест, Италия;

^b Институт механики жидкостей и аэродинамики, Университет Бундесвера Мюнхен, 85577 Нойбиберг, Германия;

Джанкарло Чикконофри

^a MathLab, Международная школа перспективных исследований, 34136 Триест, Италия;

Альфред Беран

^c Sezione Oceanografia, Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale, 34151 Триест, Италия

Джованни Нозелли

^a Mathrieste, Италия, Международная школа исследований 34136;

Антонио Дезимоне

^a MathLab, Международная школа перспективных исследований, 34136 Триест, Италия;

^b Институт механики жидкостей и аэродинамики, Университет Бундесвера Мюнхен, 85577 Нойбиберг, Германия;

^c Sezione Oceanografia, Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale, 34151 Триест, Италия

Под редакцией Дэвида А.Weitz, Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, и одобрено 16 октября 2017 г. (получено на рассмотрение 16 мая 2017 г.)

Вклад авторов: M.R., G.N. и A.D. разработали исследование; M.R., G.C., G.N. и A.D. проводили исследования; М.Р. проанализировал данные; М.Р. и Г.Н. спланированные эксперименты; А.Б. выращивали клетки и делились опытом в микроскопии; G.C. и А.Д. разработали теоретическую модель; и M.R., G.C., A.B., G.N. и A.D. написали статью.

¹ M.R. and G.C. внес равный вклад в эту работу.

Дополнительные материалы

Дополнительный файл.

GUID: 80280838-86EE-4AE5-8E26-194BB7199948

Дополнительный файл.

GUID: 70F2402E-0519-4BBB-9B9A-4FFE447BDF4F

Дополнительный файл.

GUID: E8649784-F026-4AC0-8A73-0836AE012C92

Дополнительный файл.

GUID: 208E0D9A-B53B-447F-B0AD-A11878D55C37

Дополнительный файл.

GUID: B4F89388-CE54-4D32-A06A-00865AF05AA4

Дополнительный файл.

GUID: 7EB0DC83-7530-4C41-B040-EEA26D22AD43

Дополнительный файл.

GUID: D8B10223-58AE-4D7F-BC83-9C92DBE26C7F

Значение

Активные жгутики обеспечивают движущий механизм для большого разнообразия плавающих эукариотических микроорганизмов, от простейших до сперматозоидов.Плоские и спиральные биения этих структур часто повторяются и широко изучаются. Быстрое вращательное движение локомоторного жгутика водоросли Euglena gracilis составляет заметное исключение из этих закономерностей. Мы сообщаем количественное описание трехмерного биения жгутика при плавании E. gracilis . Учитывая их сложность, эти формы не могут быть непосредственно отображены с помощью современных методов микроскопии. Мы покажем, как преодолеть эти ограничения, разработав метод полного восстановления трехмерной кинематики клетки из обычных двумерных микроскопических изображений, основанный на точной характеристике спирального движения тела клетки.

Ключевые слова: Euglena gracilis , микропловцы, микроскопия, 3D формы жгутика, спиральные траектории

Abstract

Жгутиковые плавания эвгленид, которые двигаются одним передним жгутиком, характеризуются обобщенным спиральным движением. Трехмерная природа этого плавательного движения, в котором отсутствуют некоторые из симметрий, присущих более распространенным модельным системам, и сложные формы биения жгутиков, обеспечивающие его силу, затрудняют его количественное описание.В этой работе мы обеспечиваем количественную, трехмерную реконструкцию с высоким разрешением траекторий плавания и формы жгутиков особей Euglena gracilis . Мы достигли этой задачи, используя высокоскоростные записи 2D-изображений, сделанные с помощью обычного инвертированного микроскопа, в сочетании с точной характеристикой спирального движения тела клетки, чтобы вывести 2D-данные на 3D-траектории. Обсуждается движительный механизм. Наши результаты составляют основу для будущих биофизических исследований относительно неизученного типа движения жгутиков эукариот.

Эвглениды долгое время использовались в качестве модельных организмов для широкого круга биологических исследований, возможно, из-за их уникального таксономического положения, которое демонстрирует как животные, так и растительные характеристики (1). Среди первых микроорганизмов, изученных под микроскопом (Ван Левенгук, конец 1600-х годов), они по-прежнему занимают центральное место в современных исследованиях (2, 3), и вскоре появятся новые монографии (4).

Исследования подвижности эвгленид в последнее время сосредоточены на метаболизме (5, 6), в то время как плавание жгутиков остается плохо изученным и понятым, по крайней мере, с количественной точки зрения.Были сделаны качественные наблюдения за покачиванием жгутика эвгленид. Его характерное движение было названо «вращающимся лассо» или «восьмеркой». Количественное описание этого своеобразного движения, основным источником активации которого является аксонема «9 + 2», обычная для большинства эукариот (7), все еще отсутствует. Реконструкция движения жгутиков и приведения в действие эвгленид сталкивается с серьезной проблемой: захватом сложных трехмерных конфигураций жгутика, которые ускользают от исследования современных методов микроскопии.Плоские толчки жгутиков, которые легче уловить из данных изображений, в остальном широко изучены (8–11).

Типичный экземпляр Euglena gracilis () имеет длину около 50 мкм. Жгутик, который они используют для передвижения, который немного короче его тела, бьется, вращаясь с частотой ~ 40 Гц в непосредственной близости от тела клетки (фильм S1). Как и у большинства жгутиконосцев, плавательные движения E. gracilis являются рототрасляционными и по своей природе трехмерными. В то время как трехмерное отслеживание плавающих микроорганизмов является давней областью экспериментальных исследований (12) и все еще развивается, ни один из современных методов не может полностью детально зафиксировать плавание жгутиков эвгленид.Например, стереосопряжение использовалось для отслеживания эвгленид и других протистов (13, 14), но ему не хватает пространственного разрешения для определения движения как тела, так и жгутика (весь пловец — это точка). Конфокальная микроскопия, мощный инструмент для трехмерной визуализации, не имеет достаточного временного разрешения (15), чтобы устранить биение жгутиков. Цифровая голографическая микроскопия способна обеспечивать высокое разрешение как во времени, так и в пространстве (16), и дает возможность одновременного множественного отслеживания для высокопроизводительной статистики (17, 18).Однако на сегодняшний день это удалось только до трехмерной реконструкции траекторий и шага частицоподобных объектов вытянутой формы (19) и спирального биения изолированной структуры жгутиков (20). Непосредственная близость жгутика Euglena к телу клетки делает одновременную реконструкцию тела клетки и формы жгутика сложной задачей даже для этой техники.

( A ) Микрофотография образца E. gracilis . Виден передний жгутик вместе с глазным пятном, пигментированная органелла, которая является частью фотосенсорного аппарата клетки.( B ) Схема экспериментальной установки: эвглениды плавают между двумя предметными стеклами микроскопа, разделенными ∼50 мкм. ( C ) Пример результатов сегментации изображения из высокоскоростного видео: измеряются положение геометрического центра тела (синий), положение глазного пятна (красный) и ориентация тела (зеленый). ( D ) Спроектированная ориентация тела θ как функция времени: Колебания большой амплитуды модулируются меньшими колебаниями на шкале времени биений жгутиков.

Мы можем восстановить кинематику жгутиков E. gracilis с помощью стратегии реконструкции, основанной на простых предположениях и физике, управляющей движением системы. Наш анализ основан на стандартных последовательностях изображений микроскопии, записанных с высокой частотой кадров. Это гарантирует соответствующее пространственно-временное разрешение (даже если с точки зрения 2D). Мы ограничиваем наш анализ случаем, когда биение жгутика Euglena является, в хорошем приближении, периодическим во времени (следовательно, нет бокового поворота).

В этом случае физика, управляющая системой (гидродинамика с низким числом Рейнольдса), накладывает ограничения на то, какие траектории и повороты ячейки фактически возможны.

Плавание при низком числе Рейнольдса с периодическими ударами

Спиральные траектории плавания широко распространены среди микроорганизмов (21). Простые физические аргументы могут объяснить преобладание спиральных траекторий, как это предлагается в основополагающих статьях (22, 23). Однородность и изотропия гидродинамических взаимодействий жидкость-тело, которые справедливы для тела, изолированного от границ или других объектов, играют решающую роль.В этом случае периодическое биение пловца приводит к возникновению периодических составляющих системы отсчета его поступательной и угловой скоростей. См. Дополнительную информацию , раздел 1. Временная эволюция центра 𝐜 и вращения 𝐑 корпуса пловца получается посредством интегрирования по времени из этих периодических скоростей (уравнение S7 ). Общее решение задачи плавания с периодическими ударами с периодом T _b выглядит следующим образом.Положение центра тела 𝐜 ( t ) изменяется во времени согласно

𝐜 (t) = 𝐜h (t) + 𝐑𝐧 (ωt) 𝐜∼b (t)

[1]

, а вращение тела описывается соотношением

𝐑 (t) = 𝐑𝐧 (ωt) 𝐑∼b (t).

[2]

В предыдущих двух формулах замкнутая кривая 𝐜∼b и вращение 𝐑∼b являются периодическими функциями с периодом T _b, 𝐑 _𝐧 ( ω t ) представляет собой вращение с осью 𝐧 и углом ω t , а 𝐜 _h описывает круговую спираль с осью 𝐧 , которая закрывается каждые T = 2 π / | ω | секунд.Детали вывода уравнений. 1 и 2 приведены в Вспомогательной информации , раздел 1.

При определении кинематики появляются две шкалы времени: период биения жгутиков T _b и время T , необходимое для закрыть один виток гладкой круговой спирали 𝐜 _h. В плавании Euglena , как и для большинства микроорганизмов, T намного больше, чем T _b: Чтобы завершить поворот, требуется много ударов.Общую траекторию можно рассматривать как плавную и «медленную» спираль, возмущенную периодическими T _b -периодическими «быстрыми» завихрениями. Точно так же ориентацию тела можно рассматривать как медленное вращение с постоянной угловой скоростью около 𝐧 , возмущенное быстрыми T _b -периодическими рывками.

Поступательное и вращательное движения связаны. Для аргументации предположим, что T = N T _b кратно T _b.Затем зафиксируйте фазу τ в пределах одного удара и рассмотрите время t _k = τ + k T _b. Центр перемещается согласно 𝐜 ( t _k), и эти точки лежат на круговой спирали оси 𝐧 (возмущенная версия 𝐜 _h: спираль с тот же шаг, но, возможно, другой радиус). При этом тело пловца продолжает вращаться вокруг оси 𝐧 , каждый раз на угол ω T / N .Отсюда следует, что после N ударов, когда именно один виток спирали закрывается, пловец оказывается в той же ориентации (фильм S2).

Результаты недавних исследований трехмерных спиральных траекторий микропловцов могут быть отражены в предсказаниях этой модели. Наблюдаемые траектории «хиральной ленты» в подвижности сперматозоидов человека (18) точно попадают в общее выражение, данное уравнением. 1 . В случае киральной ленты периодическая ∼b отслеживает отрезок прямой, частный и вырожденный случай нашего более общего 𝐜∼b, который описывает замкнутую орбиту.Полученные траектории Euglena не лежат на ленте, а нарисованы на «спиральной трубе» (трубчатая окрестность спирали «основной цепи» _h). Мы подчеркиваем, что уравнения. 1 и 2 обеспечивают общую характеристику любого движения, вызванного периодическим биением движущей части. Особые случаи, когда кривая позвоночника 𝐜 _h траектории в уравнении. 1 — либо плоская кривая, либо прямая линия, следуйте, когда ось вращения 𝐧 либо ортогональна перемещению за один удар (как в плоских траекториях сперматозоидов, когда они двигаются за счет плоского биения их хвостов) или параллельно ему (как в случае бактерий, движущихся вращающимися спиральными жгутиками).

Экспериментальные наблюдения

Мы наблюдали за образцами E. gracilis , плавающими в водном растворе между двумя предметными стеклами микроскопа (). Расстояние между предметными стеклами измеряли путем фокусировки контрольных шариков, прикрепленных к соответствующим стенкам (24), и было обнаружено, что оно составляет от 40 до 60 мкм. Контрольные шарики также использовали для проверки того, что жидкость была в состоянии покоя во время экспериментов. Мы получили высокоскоростные микрофотографии нескольких клеток со скоростью 1000 кадров в секунду (fps), отбирая только экземпляры, плавающие с регулярным периодическим биением ().Более подробную информацию об экспериментальной установке можно найти в Материалы и методы .

В этих условиях для временных масштабов больше, чем биение жгутика, траектории плавания следуют характерному синусоидальному пути, в то время как тело клетки подвергается кажущемуся «раскачивающемуся» движению с тем же периодом. В меньших временных масштабах можно наблюдать более тонкие особенности траекторий вместе с более высокочастотным «раскачивающимся» движением тела клетки (Movie S1). Последнее становится очевидным, если построить проекцию ориентации тела как функции времени (): быстрое колебание с амплитудой ∼ 1 ° и периодом ∼ 25 мс накладывается на более медленное колебание с амплитудой ∼ 5 ° и периодом ∼ 0.5 с. Это типичный след спирального плавательного движения, спроецированный на 2D-плоскость.

Реконструкция движения тела клетки

Ур. 1 и 2 могут применяться для восстановления трехмерной кинематики из последовательностей двухмерных изображений. Это может быть достигнуто путем согласования двухмерных проекций трехмерной кинематики, налагаемой теорией, с экспериментальными данными. Аналогичная идея преследовалась в исх. 25–27. Далее мы описываем основные этапы нашей процедуры.

Мы моделируем тело Euglena как эллипсоид (в наших экспериментах поверхность клетки не деформируется заметно во время плавания).Мы рассматриваем систему отсчета пловца, расположенную в геометрическом центре тела, оси которого совпадают с осями симметрии эллипсоида. Поскольку оптические аберрации и эффекты расфокусировки незначительны, микроскопические изображения тела клетки можно сопоставить с проекциями эллипсоида на фокальную плоскость. Используя сегментацию изображения, мы извлекаем из этих проекций три соответствующие кинематические величины (): проекцию Π 𝐜 центра тела (), проекцию Π 𝐞 положения глазного пятна 𝐞 () и угол θ. , образованный проекцией большой оси эллипсоида на горизонталь ().

( A ) Трехмерное изображение тела Euglena с траекториями центра тела (синий) и глазного пятна (красный), восстановленными из процедуры подгонки. Базовые оси 𝐥 , и 𝐧 выбраны так, что является осью винтовой траектории. ( B ) Проекция траектории центроида Π 𝐜 и ( C ) траектории глазного пятна Π 𝐞 на фокальную плоскость.( D ) Проекция большой оси тела клетки Π 𝐤 = (cos θ , sin θ ) на фокальную плоскость. ( E — G ) Сравнение экспериментальных измерений и кривых наилучшего соответствия модели для величин Π 𝐜 , Π 𝐞 и θ . Обратите внимание, что экспериментальные данные для Π 𝐞 доступны только тогда, когда глазное пятно видно.

Затем мы рассматриваем ограничения, накладываемые теоретической моделью, и получаем формулы для наблюдаемых величин 𝐜 , Π 𝐞 и θ .Они зависят от списка параметров ξ , который включает, среди прочего, период биений T _b, коэффициенты Фурье периодических функций T _b в уравнениях. 1 и 2 , а геометрические параметры круговой спирали 𝐜 _h. Для получения полного списка ξ параметров и их подробных выражений мы отсылаем читателя к Вспомогательная информация , раздел 2.

Мы восстанавливаем значения параметров ξ путем нахождения аппроксимации методом наименьших квадратов между теоретическими наблюдаемыми и измеренными экспериментальными данными. То есть мы находим ξ , которое минимизирует

∑j∥Π𝐜 (ξ, tjc) −Π𝐜 ∗ (tjc) ∥2, ∑j∥Π𝐞 (ξ, tje) −Π𝐞 ∗ (tje) ∥2 и ∑ j | θ (ξ, tjθ) −θ ∗ (tjθ) | 2,

, где функции, зависящие от ξ , представляют собой выражение, данное теорией для Π 𝐜 , Π 𝐞 и θ , а экспериментальные данные отмечены звездочкой.Суммы берутся за те моменты времени, когда доступны данные отслеживания.

Набор параметров ξ , полученный таким образом, достаточен для определения трехмерного выражения для 𝐜 и 𝐑 в соответствии с уравнениями. 1 и 2 , что позволяет нам восстановить полную трехмерную временную эволюцию системы отсчета пловца ().

Тот факт, что Π 𝐜 , Π 𝐞 и θ содержат всю информацию, необходимую для восстановления трехмерной кинематики, становится очевидным при рассмотрении деталей теории, о которых мы говорим в Вспомогательная информация , раздел 2.Мы упоминаем здесь ключевые идеи, лежащие в основе этого. Одной временной эволюции Π 𝐜 достаточно для восстановления трехмерной траектории 𝐜 (). «Подъем» Π 𝐜 → 𝐜 возможен благодаря вращательной симметрии, налагаемой уравнением. 1 . Точно так же угла θ достаточно, чтобы поднять Π 𝐤 → 𝐤 проекцию Π 𝐤 = (cos θ , sin θ ) единичного вектора 𝐤 , определяющего главную ось симметрии. тела клетки в 3D ().Дополнительная база данных Π 𝐞 содержит информацию о вращении тела клетки вокруг 𝐤 . Вместе с θ проекция глазного пятна позволяет нам затем восстановить всю движущуюся рамку пловца, то есть ( θ , Π 𝐞 ) → 𝐑 .

Формы жгутика

Мы реконструируем форму жгутика, то есть временную историю трехмерной деформируемой кривой, на основе информации о ее (частичных) проекциях, полученных с помощью микроскопических изображений.Реконструкция состоит из поиска кривой, минимизирующей «ошибку проекции», которая количественно определяет расстояние между экспериментальными точками и проекциями кривой. Мы опишем этот метод более подробно ниже.

Зафиксируйте фазу τ между 0 и T _b (определено ранее) и время от времени учитывайте изображения t _k = τ + k T . В эти моменты, предполагая периодичность биений, жгутик находится в той же конфигурации по отношению к корпусу тела.По мере вращения Euglena для разных t _k на фокальной плоскости появляется другой вид этой конфигурации. Результаты предыдущего раздела позволяют нам определять местоположение фокальной плоскости по отношению к кадру тела в любой момент. Сегментация изображения дает нам набор точек, в которых должна лежать проекция жгутика на каждой плоскости ().

Стереографическая реконструкция жгутика. ( A ) Фиксированная фаза τ между 0 и периодом биений T _b, временные снимки t _k = τ + k T _b, демонстрируют жгутик в той же конфигурации по отношению к телу клетки, но с разных точек зрения ( Top ).В каждый момент положение и ориентация Euglena относительно фокальной плоскости известны из результатов трехмерной реконструкции движения тела клетки ( Bottom ). ( B ) Жгутик восстанавливается путем нахождения трехмерной кривой, проекции которой (на соответствующие плоскости) наиболее близки к экспериментальным проекциям.

Мы можем найти N _{p l} плоскости (от 11 до 19, в зависимости от эксперимента) вместе с набором точек проекции Pj ∗ для каждой плоскости j = 1, 2,… , N _{p l}.Жгутик восстанавливается путем нахождения трехмерной кривой, проекции которой наиболее близки к этим наборам экспериментальных точек на соответствующих плоскостях (и Movie S3). «Близость» кривой 𝐫 к экспериментальным точкам определяется ошибкой проекции

Err (𝐫) = ∑j = 1Npl∑𝐩 ∗ ∈Pj ∗ dist (𝐩 ∗, Πj𝐫) 2,

[3 ]

, где обозначена Π _j проекция на плоскость j . В предыдущем уравнении расстояние dist ( 𝐩 ^∗, Π _j 𝐫 ) между точкой 𝐩 ^∗ и проекцией Π _j 𝐫 определяется как минимум по параметру кривой с из ∥ 𝐩 ^∗ — Π _j 𝐫 ( с ) ∥.Мы используем интерполирующие кривые кубического сплайна

𝐫 = S p ( 𝐱 ₁,…, 𝐱 _{N _{s p}) [ s p}]

для параметризации жгутика. Интерполированные точки 𝐱 ₁,…, 𝐱 _{N _{s p}} выбраны так, чтобы минимизировать ошибку проекции. Подставляя уравнение. 4 в уравнении. 3 приводит к минимизации выражения. Более подробная информация об алгоритмической реализации задачи приведена в Вспомогательная информация , раздел 3.

Результаты

Характеристики движения.

Мы применили нашу технику к множеству наборов экспериментальных данных, получив отличное согласие между экспериментом и теорией (). Мы сообщаем здесь о реконструкции траекторий и форм жгутиков для одной репрезентативной клетки.Результаты для других ячеек представлены в Вспомогательной информации , раздел 4, с комментариями по изменчивости результатов между разными ячейками и по количественной оценке неопределенностей наших процедур реконструкции. В частности (и Movie S4), история формы жгутиков нашей репрезентативной клетки хорошо совпадает с таковой у разных экземпляров, что предполагает существование отличительного стиля биений Euglena , как описано ниже.

Сетка экспериментальных изображений четырех разных плавательных ячеек (столбцов), снятых в разное время (строки).Реконструированная временная история форм жгутиков из ячейки 1 (зеленый, первый столбец), удобно масштабированная как в пространстве, так и во времени, прикреплена к телам других ячеек (синий). Возникает хорошее перекрытие между проекциями прикрепленных жгутиков и экспериментальных изображений (см. Дополнительные сведения о фильме S4 и , раздел 4). Это показывает, что жгутиковые биения ячейки 1, представленные здесь в основном тексте, являются достоверным представителем общего стиля биений.

Вид сбоку реконструированной кинематики плавания показан на.В целях визуализации тело Euglena не соответствует масштабам смещения. Траектория центра тела развивается по спирали с правой ориентацией. Спираль на самом деле довольно узкая, со средним радиусом ≈0,75 мкм, что составляет небольшую часть ширины Euglena , составляющей около 9,2 мкм. Шаг составляет ≈35,8 мкм, что в ∼0,7 раза больше длины ячейки ∼50,8 мкм. Расчетный период биений составляет T _b ≈ 24,3 мс. Euglena замыкает виток спирали при T ≈ 0.5 с, поэтому примерно после N = 21 уд. На виде сверху показана траектория. Цветная карта траектории отображает абсолютную скорость центра тела: центр движется путем непрерывного ускорения и замедления со скоростями в диапазоне от 50 до 140 мкм / с. Тело клетки (полное или прозрачное) изображается в начале каждого биения ( τ = 0). Можно заметить, что глазное пятно направлено наружу.

( A — D ) Представление кинематики Euglena .Размеры тела клетки не соответствуют смещениям в целях визуализации. ( A ) Вид сбоку. Euglena следует правой спиральной траектории. Полные или прозрачные тела отображаются в начале каждой доли. ( B ) Вид сверху. Траектория центра тела 𝐜 ( t ) визуализирована с использованием цветовой карты для выделения абсолютной мгновенной скорости. ( C ) Движение тела, как видно из системы отсчета осей 𝐥 ′, 𝐦 ′ и 𝐧 ′, движущихся по круговой спирали 𝐜 _h ( t ) при вращении на 𝐑 _𝐧 ( ω t ) (вид сверху).Полные или прозрачные тела отображаются в моменты времени с равным интервалом в пределах одного удара. ( D ) Квазиконическая поверхность, охватываемая главной осью симметрии ячейки во время одного биения. ( E ) Последовательность форм жгутиков для 10 последовательных мгновений (фаз) в пределах одного удара. Каждая фаза помечена другим цветом. Базовые оси тела 𝐢 , 𝐣 и 𝐤 представлены красным, зеленым и синим цветом соответственно. ( F ) Поступательная скорость и ( G ) угловая скорость 𝝎 клетки, представленная в координатах системы отсчета тела.Скорости показаны для каждой фазы жгутиков и имеют соответствующую цветовую кодировку. ( H ) Полярный угол и ( I ) азимутальный угол единичного касательного вектора к жгутику в зависимости от длины дуги и времени.

Чтобы получить более полную картину периодического движения в пределах одного биения, мы рассматриваем эволюцию системы, наблюдаемую наблюдателем, движущимся по основной спирали 𝐜 _h ( t ) при вращении на 𝐑 _𝐧 ( ω t ) (Ур. 1 ). В этом представлении () ячейка движется по квазикруговой орбите по часовой стрелке (противоположной траектории основной цепи). Что касается ориентации тела, интересно отметить, что поверхность, охватываемая главной осью симметрии клетки, представляет собой примерно конус (): проекция этого движения в 2D переводится в «небольшие колебания амплитуды», наблюдаемые в микроскоп. Вращение вокруг своей длинной оси (так сказать «перекатывающее» движение) незначительно, и глазок всегда указывает в одном направлении.

Замечания по двигательному механизму.

Последовательность форм жгутиков для 10 последовательных мгновений (фаз) в пределах одного удара показана на. В результате мгновенные поступательные и угловые скорости представлены в координатах системы отсчета тела. Каждая фаза помечена другим цветом. Изгибные волны выходят из основания жгутика и проходят по всей его длине, затухая на его конце. Жгутик изгибается, вращаясь вокруг тела клетки, со скоростями, которые значительно колеблются как по величине, так и по направлению.

Движительный механизм Euglena нельзя адекватно описать как «движение жгутика назад, чтобы толкнуть клетку вперед». Жгутик бьется сбоку, охватывая сложную последовательность неплоских форм: никакие очевидные симметрии нельзя использовать, чтобы угадать, как движется тело в результате биения жгутика. Фактически, это движение влечет за собой спиралевидные траектории, связанные с вращениями тела. Чтобы подтвердить, что реконструированные формы жгутиков согласуются с наблюдаемым движением при плавании, мы рассчитали кинематику, которую реконструированный биение жгутиков генерирует путем наложения баланса гидродинамических сил на пловца.Используя приближение локального сопротивления (28) теории резистивной силы (RFT), мы получили хорошее качественное согласие путем подбора резистивных коэффициентов для жгутика так, чтобы они наилучшим образом соответствовали экспериментальным данным, как это сделано в ссылке. 9 ( Вспомогательная информация , раздел 5 и рис. S6). Воспроизведение экспериментальных данных с полной количественной детализацией потребует более детального анализа.

RFT показывает, что наблюдаемая кинематика соответствует типичному механизму толчка гладких жгутиков.Действительно, пики скорости поступательного движения тела клетки коррелируют с волной жгутика, распространяющейся параллельно большой оси в направлении, противоположном направлению движения, в то время как пики скорости вращения возникают во время колебания жгутика вокруг тела (см. Фильм S5 и Дополнительная информация , раздел 5 для более подробной информации). Это, по-видимому, подтверждает утверждение (29) о том, что для жгутика эвгленоида присутствие мягких (нетубулярных) мастигонем не влияет в значительной степени на механизм надвига жгутика, как это происходит у других организмов (30).

Выводы

Мы представили трехмерную кинематическую реконструкцию движения жгутиков эвгленид. Для этого мы ввели метод восстановления трехмерной кинематики из двумерных микроскопических изображений (фильм S6). Это дает беспрецедентную детализацию и применимо к другим организмам.

Как и другие методы восстановления трехмерной информации из двухмерных данных (25–27), наш подход основан на модели и определенных предположениях. В частности, мы ограничены периодическими биениями и движениями, ограниченными узким полем зрения микроскопии высокого разрешения.Даже когда эти ограничения будут преодолены с помощью новых методов, способных к прямому трехмерному отображению кинематики жгутиков и тела (на сопоставимых уровнях пространственно-временной детализации), характеристика траекторий как обобщенных спиралей, на которых основан наш метод, останется. Биологическое значение паттернов, возникающих из траекторий жгутиковых одноклеточных пловцов, часто подчеркивалось в прошлом (18). Здесь мы показываем, что на самом деле геометрическая структура траекторий является в точности сигнатурой периодического биения жгутиков, которое их порождает.

Наша работа открывает путь для будущих исследований потоков, индуцированных в окружающей жидкости биением жгутиков, и для исследования механизмов, управляющих внутренним срабатыванием жгутика. E. gracilis можно рассматривать как первый пример большого класса модельных организмов, чьи плавательные движения менее симметричны, чем те, которые исследовались до сих пор, и по которым количественные данные еще не доступны.

Материалы и методы

Культура клеток.

Штамм SAG 1224-5-27 из E.gracilis , полученный из коллекции культур водорослей SAG в Геттингенском университете, поддерживали аксеничным в жидкой культуральной среде Eg (см. рецепт среды от SAG) в стерильных пробирках из полистирола на 16 мл. Культуры переносили еженедельно. Их содержали в инкубаторе (IPP 110plus; Memmert) при 15 ° C и при цикле свет: темнота 12:12 ч при холодном белом светодиодном освещении с интенсивностью излучения около 50 мкмоль / (м ² с).

Экспериментальная установка.

Для каждого экспериментального испытания готовили разбавленный раствор E.gracilis и из полистирола диаметром 0,5 мкм, флуоресцентные шарики [(F8813; Life Technologies), объемная доля ~ 0,05%] в питательной среде Напр. Плавательные клетки визуализировали при фазово-контрастном освещении с помощью инвертированного микроскопа Olympus IX81, оборудованного объективом LCAch 40 × Ph3 (N.A. 0,55). Расчетная глубина резкости для такого расположения составляет ∼2,3 мкм. Клетки помещали между двумя предметными стеклами микроскопа, разделенными двусторонним клейким разделителем толщиной ~ 50 мкм. Микрофотографии были записаны с частотой кадров 1000 кадров в секунду с помощью высокоскоростной дополнительной цифровой камеры металл-оксид-полупроводник (FASTCAM Mini UX100; Photron).

Обработка изображений и подбор данных.

Обработка изображений и численная аппроксимация выполнялись с помощью программ, разработанных собственными силами и реализованных в среде MATLAB (MathWorks).

Благодарности

Это исследование проводилось в лаборатории SAMBA Международной школы перспективных исследований (SISSA) во время нескольких визитов М.

Список литературы

1.Buetow De. Биология эвглены: физиология. Том 3 Академический; Нью-Йорк: 1982. [Google Scholar] 2. Лукес Дж., Леандер Б.С., Килинг П.Дж. Каскады конвергентной эволюции: соответствующие эволюционные истории эвгленозойных и динофлагеллят. Proc Natl Acad Sci USA. 2009; 106 (Приложение 1): 9963–9970. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 3. Тример Р., Закрис Б. // Фотосинтетические эвгленоиды. Wehr J, Sheath R, Kociolek J, редакторы. Академический; Нью-Йорк: 2015. С. 457–482. [Google Scholar] 4. Шварцбах С., Шигеока С.Эвглена: биохимия, клеточная и молекулярная биология. Springer; Берлин: 2017. [Google Scholar] 5. Арройо М., Хелтай Л., Миллан Д., Десимоун А. Обратный инжиниринг эвгленоидного движения. Proc Natl Acad Sci USA. 2012; 109: 17874–17879. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 6. Arroyo M, DeSimone A. Управление формой активных поверхностей, вдохновленное движением эвгленид. J Mech Phys Sol. 2014; 62: 99–112. [Google Scholar] 8. Brokaw C, Luck D, Huang B. Анализ движения жгутиков хламидомонады: функция радиально-спицевой системы выявляется путем сравнения жгутиков дикого типа и мутантных жгутиков.J Cell Biol. 1982; 92: 722–732. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Фридрих Б., Ридель-Круз I, Ховард Дж., Юлихер Ф. Высокоточное отслеживание тонкой структуры плавающих сперматозоидов обеспечивает надежную проверку теории силы сопротивления. J Exp Biol. 2010; 213: 1226–1234. [PubMed] [Google Scholar] 10. Гейер В., Юлихер Ф., Ховард Дж., Фридрих Б. Раскачивание клеточного тела является доминирующим механизмом синхронизации жгутиков у плавающих водорослей. Proc Natl Acad Sci USA. 2013; 110: 18058–18063. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 11.Лептос К. и др. Антифазная синхронизация у мутанта Chlamydomonas с доминированием жгутиков. Phys Rev Lett. 2013; 111: 158101. [PubMed] [Google Scholar] 13. Тар Р., Блэкберн Н., Кюль М. Новая система для трехмерного отслеживания подвижных микроорганизмов. Appl Environ Microbiol. 2000; 66: 2238–2242. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 14. Дрешер К., Лептос К.С., Гольдштейн РЭ. Как отслеживать протистов в трех измерениях. Обзор научных инструментов. 2009; 80: 014301. [PubMed] [Google Scholar] 17.Су ТВ, Сюэ Л., Озкан А. Высокопроизводительное трехмерное отслеживание человеческих сперматозоидов без линз позволяет выявить редкую статистику спиральных траекторий. Proc Natl Acad Sci USA. 2012; 109: 16018–16022. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 19. Бьянки С., Саглимбени Ф., Ди Леонардо Р. Голографическая визуализация раскрывает механизм захвата стенок плавающими бактериями. Phys Rev X.2017; 7: 011010. [Google Scholar] 20. Уилсон Л.Г., Картер Л.М., Рис С.Е. Высокоскоростная голографическая микроскопия малярийных паразитов выявляет симметричные жгутиковые волны.Proc Natl Acad Sci USA. 2013; 110: 18769–18774. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 21. Crenshaw HC. Новый взгляд на передвижение микроорганизмов: вращение и перемещение. Я зоолог. 1996; 36: 608–618. [Google Scholar] 22. Перселл Э.М. Жизнь при низком числе Рейнольдса. Am J Phys. 1977; 45: 3–11. [Google Scholar] 23. Шапере А., Вильчек Ф. Геометрия самодвижения при низком числе Рейнольдса. J Fluid Mech. 1989; 198: 557–585. [Google Scholar] 24. Росси М., Сегура Р., Черпка С., Келер С. О влиянии интенсивности изображения частицы и предварительной обработки изображения на глубину корреляции в микроповоротах.Exp Fluids. 2012; 52: 1063–1075. [Google Scholar] 25. Gurarie E, Grünbaum D, Nishizaki MT. Оценка трехмерных движений из двухмерных наблюдений с использованием непрерывной модели спирального плавания. Bull Math Biol. 2011; 73: 1358–1377. [PubMed] [Google Scholar] 26. Букатин А., Кухтевич И., Ступ Н., Йорн Дункель Дж, Канцлер В. Бимодальное реотаксическое поведение отражает асимметрию биений жгутиков в сперматозоидах человека. Proc Natl Acad Sci USA. 2015; 112: 15904–15909. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 27. Кэрролл Т.Дж. Трехмерная реконструкция кинематики сперматозоидов человека.Кандидатская диссертация. Tufts Univ; Медфорд, Массачусетс: 2015. [Google Scholar] 28. Лауга Э., Пауэрс Т.Р. Гидродинамика плавающих микроорганизмов. Rep Prog Phys. 2009; 72: 096601. [Google Scholar] 29. Бук Г., Рогальский А., Валайтис А. Организация поверхности и состав эвглены.II. жгутиковые мастигонемы. J Cell Biol. 1978; 77: 805–826. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 30. Бреннен К. Передвижение жгутиков с мастигонемами. J Механохимия Cell Motil. 1975; 3: 207–217. [PubMed] [Google Scholar] 31.Ким С., Каррила С. Микрогидродинамика: принципы и избранные приложения. Courier Corp .

Какой размер эвглены зеленой? — Школьные Знания.com

строение и жизнедеятельность. Органоиды Эвглены Зеленой

Информация о строении эвглены

Жгутик, его строение и функции

Размножение эвглены зеленой

Передвижение эвглены зелёной

Питание эвглены зелёной

Строение и среда обитания эвглены зеленой

Питание эвглены зеленой.

Дыхание

Выделение

Размножение эвглены зеленой

Эвглена зеленая: существо из «микромира»

Строение эвглены зеленой

Передвижение зеленых эвглен

Как размножаются эвглены зеленые

Строение эвглены зеленой — Сайт по биологии

Эвглена зеленая — растение или животное? Эвглена зелёная

Питание эвглены зеленой

Чувствительность к свету эвглены зеленой

Размножение эвглены зеленой

Циста эвглены зеленой

Особенности строения

Сравнительная характеристика эвглены зеленой и инфузории-туфельки

особенности строения, среда обитания, образ жизни

Особенности строения

Среда обитания и образ жизни

Эвглена в аквариуме

GeoChemBio (GCB) — экология и общая биология

Сезонное поздравление от GeoChemBio!

Экология

Организмы

Направляющие

Общая биология

GeoChemBio (GCB) — экология и общая биология

Сезонное поздравление от GeoChemBio!

Экология

Организмы

Направляющие

Общая биология

GeoChemBio (GCB) — экология и общая биология

Сезонное поздравление от GeoChemBio!

Экология

Организмы

Направляющие

Общая биология

GeoChemBio (GCB) — экология и общая биология

Сезонное поздравление от GeoChemBio!

Экология

Организмы

Направляющие

Общая биология

Эвглена (Euglena gracilis)

Подробнее о продукте

Дополнительная информация

Все о эвглене (Euglena gracilis)

Виртуальное погружение в пруд — страница организмов

Микроскопия Передняя страница Великобритании

© Microscopy UK или их авторы.

Спиральные траектории и формы жгутиков

Массимилиано Росси

Джанкарло Чикконофри

Альфред Беран

Джованни Нозелли

Антонио Дезимоне

Значение

Abstract

Плавание при низком числе Рейнольдса с периодическими ударами

Экспериментальные наблюдения

Реконструкция движения тела клетки

Формы жгутика

Результаты

Характеристики движения.

Замечания по двигательному механизму.

Выводы

Материалы и методы

Культура клеток.

Экспериментальная установка.

Обработка изображений и подбор данных.