Инфузория туфелька: формы и способы размножения
Инфузория туфелька — довольно распространенный вид, который относят к группе простейших организмов. Обитает она в пресных стоячих водоемах с достаточным количеством органических материалов, которыми и питается. Кстати, строение инфузории-туфельки считается самым сложным из данной группы организмов.
Общая характеристика
Инфузория туфелька — одноклеточный организм, форма которого действительно напоминает подошву обуви и сохраняется за счет плотного внешнего слоя цитоплазмы. Все тело животного покрыто огромным количеством ресничек, которые расположены продольными рядами. Основная их функция — движение.
Двигается инфузория туфелька тупым концом вперед. Реснички движутся с небольшой задержкой относительно друг друга. При перемещении организм также вращается вокруг оси.
Между ресничками расположены так называемые трихоцисты — небольшие веретенообразные органеллы, который выполняют функцию защиты. Каждая трихоциста состоит из тела и наконечника, которые при наличии раздражителя (столкновение, нагревание, охлаждение) резко выстреливают.
Инфузория туфелька: строение
Основная масса организма — это эндоплазма, или жидкая часть цитоплазмы. Эктоплазма находится ближе к цитоплазматической мембране, имеет более плотную консистенцию и образует пелликулу.
Пищеварение. Инфузория туфелька питается бактериями и имеет довольно своеобразную клеточную систему пищеварения. Ближе к переднему концу тела расположена околоротовая воронка, внутренняя поверхность которой покрыта сложной системой ресничек. Движения ресничек создают поток, вместе с которым засасываются и микроорганизмы. Далее питательные частички попадают в глотку, которая также выстелена ресничками, и только затем — в рот. Путем эндоцитоза питательные вещества попадают в пищеварительную вакуоль. Остатки выводятся через специфическую органеллу — порошицу.
Генетический материал. Инфузория туфелька имеет два ядра — большое (макронуклеус) и маленькое (микронуклеус). Микронуклеус содержит в себе полный набор генетической информации и берет участие в половом размножении организма.
Макронуклеус отвечает за синтез белковых соединений.
Выделение и дыхание. Инфузория туфелька способна существовать даже при очень низких концентрациях кислорода в воде. Поглощается кислород всей поверхностью.
Как уже говорилось, этот простейший организм обитает в пресной воде и из-за разницы концентраций ему нужна система осморегуляции. Инфузория имеет две сократительные вакуоли — переднюю и заднюю, к каждой из которых ведет разветвленная система канальцев. Излишек жидкости и вторичные продукты метаболизма собираются в канальцах и выводятся вакуолей в окружающую среду. Обе органеллы сокращаются попеременно, раз в 15–20 секунд.
Размножение инфузории-туфельки
Для данного организма характерно как половое, так и бесполое размножение.
Бесполое размножение осуществляется поперечным делением клетки на две равные части. При этом организм сохраняет активное состояние. Далее следуют довольно сложные процессы регенерации, во время которых каждая часть организма достраивает необходимые органеллы.
Половое отношение между двумя особями осуществляется путем конъюгации. Инфузории временно склеиваются, и между их поверхностями образуется своеобразный мостик из цитоплазмы. Макронуклеусы обоих организмов разрушаются, а маленькие ядра делятся путем мейоза.
Поле этого образуется четыре ядра с гаплоидным набором хромосом. Далее три из них гибнут, а оставшееся делиться путем митоза, образовывая два протонуклеуса — женский и мужской. Организмы обмениваются «мужскими» протонуклеусами. Затем в каждом происходит слияние двух ядер и образование синкариаона. Затем проходит митоз, после чего одно из образовавшихся ядер становится макронуклеусом, а второе — микронуклеусом.
Инфузория-туфелька
Научная классификация
Царство: Протисты
Тип: Инфузории
Подтип: Intramacronucleata
Класс: Oligohymenophorea
Отряд: Peniculia
Семейство: Parameciidae
Род: Парамеции
Вид: Инфузория-туфелька
Латинское название: Paramecium caudatum EHRHART
Инфузория-туфелька
Инфузория-туфелька, парамеция
хвостатая (лат.
Paramecium caudatum) — вид
инфузорий рода Paramecium, простейший одноклеточный
организм. Обычно инфузориями-туфельками
называют и другие виды рода Paramecium .
Водная среда обитания, встречаются
в пресных водах. Название получила
за удлиненные реснички на заднем конце
тела.
По другой классификационной схеме помещают в царство животных в отряд равноресничных (Holotricha) подкласса ресничных инфузорий (Ciliata) класса Ciliophora типа простейших (Protozoa), а по третьей схеме — к отряду Hymenostomatida подкласса Holotrichia. Есть также многочисленные иные схемы классификации инфузорий.
Infuzor ref il1.jpg
Строение
Размеры разных видов туфелек
составляют от 0,1 до 0,5мм, парамеции
хвостатой — обычно около 0,2-0,3мм.
Форма тела напоминает подошву туфли.
Наружный плотный слой цитоплазмы (пелликула)
включает находящие под наружной
мембраной плоские мембранные цистерны
(альвеолы), микротрубочки и другие
элементы цитоскелета.
На поверхности клетки
в основном продольными рядами расположены
реснички, число которых — от
10 до 15 тыс. В основании каждой реснички
находится базальное тельце, а
рядом — второе, от которого ресничка
не отходит. С базальными тельцами у
инфузорий связана
Между ресничками расположены
мелкие веретеновидные тельца— трихоцисты,
которые рассматриваются как
органоиды защиты. Они расположены
в мембранных мешочках и состоят
из тела и наконечника. Тело имеет
поперечную исчерченность с периодом
7 нм. В ответ на раздражение (нагрев,
столкновение с хищником) трихоцисты
выстреливают— мембранный мешочек
сливается с наружной мембраной,
а трихоциста за тысячные доли секунды
удлиняется в 8 раз.
Предполагается, что
трихоцисты, набухая в воде, могут
затруднять движение хищника. Известны
мутанты туфелек, лишенные трихоцист
и вполне жизнеспособные. Всего у
туфельки 5—8 тысяч трихоцист. Трихоцисты
— разновидность разнообразных
по строению органоидов экструсом, наличие
которых характерно для инфузорий
и некоторых других групп протистов.
Infuzor ref il2.jpg
У туфельки 2 сократительные вакуоли в пердней и задней части клетки. Каждая состоит из резервуара и оходящих от него радиальных каналов. Резервуар открывается наружу порой, каналы окржены сетью тонких трубочек, по которым жидкость поступает в них из цитоплазмы. Вся система удерживается в определенном участке цитоскелетом из микротрубочек.
У туфельки имется два разных по строению и функциям ядра — диплоидный микронуклеус (малое ядро) округлой формы и полиплоидный макронуклеус (большое ядро) бобовидной формы.
Состоит на 6,8% из сухого вещества,
из которого 58,1%— белок, 31,7%— жиры,
3,4%— зола.
Движение
Совершая ресничками волнообразные движения, туфелька передвигается (плывёт тупым концом вперёд). Ресничка движется в одной плоскости и совершает прямой (эффективный) удар в выпрямленном состоянии, а возвратный — в изогнутом. Каждая следующая ресничка в ряду совершает удар с небольшой задержкой по сравнению с предыдущей. Плывя в толще воды, туфелька вращается вокруг продольной оси. Скорость движения — около 2 мм/c. Направление движения может меняться за счёт изгибаний тела. При столкновении с препятствием направление прямого удара меняется на противоположное, и туфелька отскакивает назад. Затем она некоторое время «раскачивается» взад-вперед, а затем снова начинает движение вперёд. При столкновении с препятствием мембрана клетки деполяризуется, и в клетку входят ионы кальция. В фазе «раскачивания» кальций выкачивается из клетки.
Питание и пищеварение
На теле инфузории имеется
углубление — клеточный рот, который
переходит в клеточную глотку.
На дне глотки пища попадает
в пищеварительную вакуоль. Пищеварительные
вакуоли перемещаются в теле инфузории
током цитоплазмы по определенному
«маршруту» — сначала к заднему
концу клетки, затем к переднему
и затем снова к заднему. В
вакуоли пища переваривается, а переваренные
продукты поступают в цитоплазму
и используются для жизнедеятельности
инфузории. Сначала внутренняя среда
в пищеварительной вакуоли 
После слияния с наружной мембраной
пищеварительная вакуоль тут
же отделяется от неё, распадаясь на множество
мелких пузырьков, которые по поверхности
микротрубочек мигрируют к дну
клеточной глотки, формируя там следующую
вакуоль.
Дыхание, выделение
Туфелька дышит всей поверхностью клетки. Она способна существовать за счёт гликолиза при низкой концентрации кислорода в воде. Продукты азотистого обмена также выводятся через поверхность клетки и частично через сократительную вакуоль.
Infuzor ref il3.jpg
Размножение
У туфельки есть бесполое и
половое размножение (половой процесс).
Бесполое размножение — поперечное деление
в активном состоянии. Оно сопровождается
сложными процессами регенерации. Например,
одна из особей заново образует клеточной
рот с околоротовой цилиатурой, каждая
достраивает недостающую
Половой процесс, как и
у других инфузорий, происходит в
форме конъюгации. Туфельки, относящиеся
к разным клонам, временно «склеиваются»
ротовыми сторонами, и между клетками
образуется цитоплазматический мостик.
Затем макронуклеусы 
Инфузории обмениваются
мужскими пронуклеусами, а женские
остаются в «своей» клетке. Затем
в каждой инфузории «свой» женский
и «чужой» мужской пронуклеусы
сливаются, образуя диплоидное ядро
— синкарион. При делении синкариона
образуется два ядра. Одно из них
становится диплоидным микронуклеусом,
а второе превращается в полиплоидный
макронуклеус. Реально этот процесс
происходит сложнее и сопровождается
специальными постконъюгационными
делениями.
реснички
Цилиарный аппарат связан с ходом клеточного цикла и пролиферацией, и реснички играют жизненно важную роль в развитии человека и животных и в повседневной жизни.
Длина одной реснички составляет 1-10 микрометров, а ширина менее 1 микрометра.
Реснички можно разделить на два типа. Они функционируют по отдельности, а иногда и вместе:
Источник: Amelia Shoemark‘ Подвижные ‘ (или движущиеся) реснички находятся в легких, дыхательных путях и среднем ухе. Эти реснички ритмично колеблются или бьются.
Например, они очищают дыхательные пути от слизи и грязи, позволяя нам дышать легко и без раздражения. Они также помогают продвигать сперму.
Первичные реснички обычно появляются в виде одиночных придатков микротрубочек на апикальной поверхности клеток и лишены центральной пары микротрубочек (например, в почечных канальцах).
В почке , например, реснички изгибаются при потоке мочи и посылают сигнал, чтобы предупредить клетки о наличии потока мочи.
В глазу неподвижные реснички находятся внутри светочувствительных клеток (фоторецепторов) сетчатки. Эти реснички действуют как микроскопические железнодорожные пути и позволяют транспортировать жизненно важные молекулы с одного конца фоторецептора на другой.
Структура и функция ресничек
Источник: Мириам Шмидтс, Институт детского здоровья Структурно каждая ресничка состоит из микротрубочек – цилиарной аксонемы, окруженной плазматической мембраной (см.
рисунок ниже).
Подвижные реснички характеризуются типичной архитектурой «9+2» с девятью внешними дублетами микротрубочек и центральной парой микротрубочек (например, бронхи).
Первичные реснички обычно появляются в виде отдельных придатков микротрубочек на апикальной поверхности клеток и лишены центральной пары микротрубочек (например, в почечных канальцах).
Белки ресничек синтезируются в теле клетки и должны транспортироваться к кончику аксонемы. Это достигается с помощью внутрижгутикового транспорта (IFT), упорядоченной и строго регулируемой антероградной и ретроградной транслокации полипептидных комплексов (частиц IFT) по длине аксонемы ресничек.
В настоящее время считается, что дисфункция или дефекты подвижных и первичных ресничек лежат в основе ряда разрушительных генетических состояний, называемых цилиопатиями , которые несут тяжелое экономическое бремя и бремя здоровья для отдельных лиц, семей и общества.
Многое еще неизвестно о структуре и функциях подвижных и первичных ресничек, но мы считаем, что дополнительные исследования этих критически важных клеточных органелл в конечном итоге приведут к созданию более эффективных способов лечения и помощи людям, на жизнь которых влияют дефектные реснички.
Воздействие дефектных ресничек
Дефектное и дисфункциональное функционирование подвижных и неподвижных ресничек приводит к большому количеству симптомов и расстройств, которые оказывают значительное влияние на пострадавших.
Дефектное и дисфункциональное функционирование подвижных и неподвижных ресничек влияет на многие системы, вызывая слепоту, глухоту, хронические респираторные инфекции, заболевания почек, болезни сердца, бесплодие, ожирение и диабет. Эти симптомы оказывают значительное влияние на пострадавших; некоторые разрушительны, большинство опасны для жизни.
На диаграмме показаны эффекты, а неполный обзор некоторых из этих симптомов приведен ниже.
Для получения информации об известных и идентифицированных синдромах и заболеваниях цилиопатии см. раздел «Цилиопатии» на этом сайте.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
