Размеры простейших: Общая характеристика простейших — урок. Биология, Животные (7 класс).

ПРОСТЕЙШИЕ — это… Что такое ПРОСТЕЙШИЕ?

ПРОСТЕЙШИЕ

(Protozoa), подцарство животных. Одноклеточные эукариотные организмы. У большинства ядро одно, есть многоядерные формы. Компоненты клеточного ядра типичны для эукариот, размеры и форма ядер разнообразны. В прогрессивной эволюции нек-рых групп П. происходило многократное увеличение целых хромосомных наборов или их частей, приводящее к высокой степени полигенности. Для инфузорий и мн. фораминифер характерен ядерный дуализм, выражающийся в дифференцировке ядер на вегетативные и генеративные (макронуклеусы и микронуклеусы). Филогения и систематика П. служат предметом дискуссий. Долгое время всех П. объединяли в один тип, к-рый обычно подразделяли на 5 классов: саркодовые, жгутиконосцы, споровики, инфузории и книдоспоридии, или миксоспоридии. Однако благодаря применению электронного микроскопа и др. методов исследования, изучению жизненного цикла, биохимич. и физиол. особенностей было установлено, что П. не обладают единым планом строения и в целом характеризуются больше различиями, чем единством.

С др. стороны, осн. объединяющие их признаки (эукариотность, одноклеточность, микроскопич. размеры) не являются исключительно «протозойными». В настоящее время существует неск. систем П.: нек-рые учёные традиционно рассматривают их как тип, другие (большинство) как подцарство, включающее разл. число типов — 5, 7 или 9. Соответственно подчинённые таксоны получают в разных системах разл. ранги и часто не совпадают по объёму. Международный комитет по систематике П. выделил (1980) 7 типов: саркомастигофоры (Sarcomastigophora), лабиринтулы (Labyrinthomorpna), апикомплексы (Apicomplexa), микроспоридии (Microspora), асцетоспоровые (Ascetospora), миксоспоридии (Myxozoa, или Cnidosporidia), инфузории, или ресничные (Ciliophora). Эта классификация является наиб, общепринятой. Известно св. 40 тыс. видов (по др. данным, ок. 70 000), причём фауна П. изучена недостаточно. Почти все П. микроскопич. размеров, различны по уровню морфофизиол. дифференцировки (просто устроены амёбы, не имеющие постоянных органелл движения и захвата пищи, наиб, сложно — инфузории). П. свойственны бесполое размножение путём разных форм деления, а также разнообразные формы полового процесса. У многих П. в результате закономерного чередования форм размножения складываются сложные жизненные циклы (особенно сложны у споровиков). Многие П. способны инцистироваться. П. распространены всесветно и играют существ, роль в круговороте веществ в биосфере. Среди П. много паразитов, вызывающих тяжёлые заболевания человека, с.-х. и диких промысловых животных, растений. Разрабатываются методы использования паразитич. П. для борьбы с насекомыми — вредителями с.-х. и лесных культур. Разные виды П. (амёбы, инфузории и др.) широко применяются при цитологич., генетич., биофизич. и др. исследованиях. Изучаются сложные взаимоотношения П. с бактериальной почвенной флорой (предполагается, что П. могут способствовать повышению плодородия хорошо увлажнённых почв). Мор. П., имеющие минеральный скелет (радиолярии, фораминиферы), известны в ископаемом состоянии и играли важную роль (особенно фораминиферы) в формировании осадочных пород (мел, известняки). Наука о П.— протозоология.

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

просте́йшие одноклеточные организмы надцарства эукариот. Систематика простейших служит предметом научных дискуссий. Согласно наиболее обоснованным из всех предлагаемых систем простейшие являются либо самостоятельным царством, либо подцарством в царстве животных и включают в себя типы саркодовых, жгутиковых, споровиков, инфузорий и др. Число современных простейших по разным оценкам составляет от 40 тыс. до 70 тыс. видов.
Размеры простейших различаются в разных группах и составляют от 20 мкм до нескольких сантиметров. Как и у всех эукариот, клетка простейшего имеет ядро с двойной мембранной оболочкой. В ядре содержатся молекулы ДНК, организованные в хромосомы. Клетка простейшего пред–ставляет собой самостоятельный организм, способный выполнять все необходимые для его жизнедеятельности функции. Поэтому она содержит разнообразные органеллы, выполняющие жизненно важные функции, в т.ч. митохондрии. нередко – пластиды. Движение простейших обеспечивается жгутиками, ресничками и ложноножками (псевдоподиями). Постоянную форму тела простейшим обеспечивают микротрубочки цитоплазмы, целлюлозные и пектиновые пластины, известковые и кремнезёмные элементы скелета: внутреннего (у радиолярий) или внешнего, в виде раковины (у фораминифер, раковинных амёб). Для захватывания и переваривания пищи служат клеточный рот, клеточная глотка и пищеварительные вакуоли. Регуляцию поступления воды и концентрации рас–творённых веществ в цитоплазме осуществляют сократительные вакуоли, сохраняющие тем самым объём клетки. Для защиты от врагов и при нападении на добычу у простейших имеются специальные органеллы – трихоцисты, которые при необходимости могут выстреливаться из клетки.
Большинство простейших способно к бесполому размножению, обычно в форме митоза. Некоторые виды размножаются почкованием. Наряду с этим у простейших встречаются различные формы полового процесса. При этом образуются гаметы, называемые мужскими и жен–скими, либо сливаются обычные активные клетки, либо (у инфузорий) происходит обмен ядрами. Для преодоления неблагоприятных условий простейшие образуют

цисты.
Простейшие распространены всесветно. Большинство их представителей относятся к свободноживущим мор–ским и пресноводным формам, есть почвенные, многие – паразиты, вызывающие заболевания человека, животных и растений. Простейших изучает наука протозоология.

.(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)

.

Подцарство Одноклеточные, или Простейшие

Простейшие — одноклеточные животные, тело которых состоит из одной клетки. Однако их нельзя рассматривать как просто организованные формы, потому что морфологически клетка простейших равноценна клетке многоклеточного организма. В физиологическом отношении клетка простейших — целостный организм, которому присущи все проявления жизни: обмен веществ, раздражимость, рост, размножение и т. д. Роль органов у них выполняют органоиды.

Простейшие были открыты в 1675 году голландским естествоиспытателем Антуаном ван Ливенгуком. В первой классификации животных, предложенной в 1759 году шведским ботаником Карлом Линнеем, простейшие были объединены в один род под названием «хаос» (Chaos), который входил в тип червей. Только в 1845 году Келликер и Зибольд выделили их в самостоятельный тип животных. И лишь совсем недавно, в 1980 году Левайн установил для простейших отдельное подцарство

Простейшие — живые существа, тело которых состоит из одной клетки или колоний клеток, где каждая клетка является самостоятельным организмом. Распространены повсеместно. Наибольшая часть видов обитает в пресной и морской воде, многие живут в почве, некоторые являются паразитами, их среда — организм растений или животных.

Простейшие входят в состав биогеоценозов и участвуют в круговороте веществ в биосфере, в образовании осадочных пород (мел, известняк). Большинство простейших имеют микроскопические размеры (от 2 до 150 мкм).. Имеются среди простейших и «гиганты»: хищные инфузории бурсарии достигают 1,5 мм, а грегарина (паразитирует в кишечнике жуков) — до 1 см в длину. Среди ископаемых простейших встречались виды, размеры которых превосходили 6 см.

Различают от 5 до 7 типов простейших, каждый тип включает несколько классов. К настоящему времени описано более 30 тыс. видов, существует же их гораздо больше.

Происхождение одноклеточных

Как изветсно, первые живые существа возникли в первобытном мировом океане и были похожи на мельчайшие слизистые комочки. У них не было ни ядер, ни вакуолей , ни других частей клеток, но они могли расти, поглощая из окружающей среды питательные вещества, размножаться. В результате действия естественного отбора эти организмы постепенно усложнялись.

От них и произошли первые одноклетчные организмы, имеющие ядра. Как установлено, они на самых ранних этапах эволюции живой природы дали начало одноклеточным животным и примитивным грибам. Их предками были древнейшие одноклеточные организмы — простейшие жгутиковые (так считают многие биологи).

Выводы:

1. Первым из животных на Земле появились одноклеточные животные, относящиеся к простейшим.

2. Среди простейших имеются не только одноклеточные формы, но и колониальные (вольвокс).

Общая характеристика простейших

1. Простейшие — одноклеточные животные, тело которых состоит из одной клетки. Морфологически клетка простейших равноценна клетке многоклеточного организма. В физиологическом отношении клетка простейших — целостный организм, которому присущи все проявления жизни: обмен веществ, раздражимость, рост, размножение и т. д. Роль органов у них выполняют органоиды.

2. Это широко распространенная группа животных, находящаяся в состоянии биологического прогресса. В ходе эволюции они приобрели многочисленные приспособления к условиям жизни в разных средах обитания (моря, пресные водоемы, сырая почва, жидкая среда других организмов).

3. Размеры простейших микроскопически малы. Их тело (клетка) состоит из цитоплазмы, в которой различают наружный слой — эктоплазму и внутрений — эндоплазму. У большинства видов клетка снаружи покрыта оболочкой, она придает животному постоянную форму (исключение — саркодовые). В эндоплазме, помимо органоидов, присущих всем клеткам, находятся органоиды, выполняющие функции пищеварения, выделения, движения (жгутики, реснички), защиты (трихоцисты у инфузорий), светочуствительный глазок (у свободноживущих жгутиковых).

4. По способу питания — это типичные гетеротрофные организмы (исключение эвглена зеленая).

5. Дышат всей поверхностью тела.

6. Осмотическое давление в клетке поддерживается за счет сократительных вакуолей (предохраняют простейших от избытка воды). У морских и паразитических — они отсутствуют. Основная функция выделения осуществляется через поверхность клетки.

7. Размножение осуществляется бесполым или половым путем.

8. Простейшие как полноценные живые организмы реагируют на воздействие внешней среды, т.е. обладают раздражимостью, которая проявляется в различных движениях (таксисах). Различают положительные таксисы (когда животные движется к раздражителю) и отрицательные таксисы (когда уходит от раздражителя).

9. Инцистирование — важная биологическая черта простейших — это способность при попадании в неблагоприятные условия образовывать цисту. Инцистирование обеспечивает не только переживание неблагоприятных условий, но и способствует широкому расселению.

10. Это самый древний тип животных. К наиболее древним классам этого типа следует относить жгутиковых и саркодовых, которые произошли от примитивной, вымершей к настоящему времени группы эукариотических гетеротрофных организмов. Инфузории связаны в своем происхождении со жгутиковыми. От жгутиковых (через колониальные формы) произошли и все многоклеточные животные.

Тип включает следующие классы:

жгутиковые, саркодовые или корненожки, инфузории, споровики и другие.

Простейшие — презентация онлайн

1. Тема урока: «Простейшие»

2. История открытия

Открытие и изучение
простейших животных было
связано с изобретением и
усовершенствованием
микроскопа. Существование
этих организмов было
установлено в 70-е годы XVII
века (1675 г)голландцем
Антони Ван Левенгуком
(слева).
Истинные же представления
о простейших и их месте в
системе животного мира
начали складываться позже,
с середины XIX века, когда
они были выделены в
отдельный тип.

3. Простейшие – одноклеточные животные или их колониа- льные формы.

Простейшие –
ЦАРСТВО
ЖИВОТНЫЕ
одноклеточные
животные или ПОДЦАРСТВО ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ,
ИЛИ ПРОСТЕЙШИЕ
их колониа(30 000 видов)
льные формы.
ТИП САРКОЖГУТИКОНОСЦЫ
ТИП
ИНФУЗОРИИ
КЛАСС
КЛАСС
САРКОДОВЫЕ ЖГУТИКОНОСЦЫ
(11 000 видов)
(6 000 видов)
Амеба-протей,
Амеба дизентерийная
Эвглена зеленая,
Трипанасома,
Лямбия
ТИП
СПОРОВИКИ
КЛАСС
ИНФУЗОРИИ
(6 000 видов)
Инфузория-туфелька,
Инфузория-бурсария,
Сувойки
КЛАСС
СПОРОВИКИ
(3 600 видов)
Малярийный
плазмодий

4. Представители классов

Амеба
Малярийный плазмодий
Эвглена зеленая
Инфузория-туфелька

5. Разнообразие простейших и их сред обитания.

ПРОСТЕЙШИЕ
СВОБОДНОЖИВУЩИЕ
ПАРАЗИТИРУЮЩИЕ
ПОЧВЕННЫЕ
ВОДНЫЕ
Акантамеба,
раковинные
амебы, некоторые
виды инфузорий
Пресноводные
амебы,
эвглена, инфузориятуфелька, бурсария
Лямблии,
Балантидий,
Лейшмании

6. Размеры простейших

Наиболее мелкие простейшие
являются паразитами, их размер
не превышает 2-4 мкм
(микрометр – 0,000001 метра).
Например, лейшмания.
Некоторые инфузории достигают 1,5 мм
в длину, паразитическое простейшее
грегорина – до 1 см.
Раковины морских
корненожек –
фораменифер,
обитающих на больших
глубинах, могут достигать 5-6 см
в диаметре.

7. Форма тела простейших

Форма тела разнообразна.
Может быть постоянной (у
жгутиковых и инфузорий) и
изменчивой (у амебы).
Относительное постоянство
формы тела обусловлено
наличием наружной оболочки.
Некоторые – покрыты
раковинками, которые имеют
защитное значение.
У некоторых морских
фораминифер, радиолярий,
обитающих в толще воды,
раковины и «скелеты» имеют
радиально расходящиеся
иглы. Почему?

8. Строение простейших (слева – эвглена, справа – хламидомонада)

Ответ: Причудливые выросты на раковинах
радиолярий (предыдущий слайд) значительно
увеличивают площадь поверхности тела, что
способствует их передвижению в толще воды.
Инфузория-туфелька плавает с большой
скоростью за счет ресничек, расположенных на
внешней оболочке.

10. Процессы жизнедеятельности

Совокупность процессов, протекающих в клетке,
называют обменом веществ.
Амеба питается сапрофитно (продуктами распада
органических веществ) или голозойно (твердыми
частицами)
Эвглена питается миксотрофно (автотрофно
+сапрофитно)

12. Жизненные циклы простейших

Процесс перехода в
покоящуюся стадию
(цисту) называют
инцистированием.
Самый
распространенный
способ размножения у
простейших –
бесполый, при
котором из одной
материнской клетки
образуются 2 дочерние
клетки.

14. Значение простейших

ЗНАЧЕНИЕ ПРОСТЕЙШИХ
Значение
простейших
Источник питания для других животных
Участие в образовании осадочных пород
(известняка)
Индикаторы загрязненности вод
органическими веществами
Возбудители заболеваний человека и животных
Помогают переваривать пищу человеку
и животным
Содействуют геологической разведке
(определение возраста пластов земной
коры, разведка полезных ископаемых)

15.

Первичное закрепление изученного материала

21. Сравнительная характеристика

Процесс
Движение
Питание
Выделение
Дыхание
Размножение
Обмен
веществ
Образование
цист
АМЕБА
ЭВГЛЕНА
ИНФУЗОРИЯ

22. Сравнительная характеристика

Процесс
Движение
АМЕБА
При помощи
ложноножек
ЭВГЛЕНА
ИНФУЗОРИЯ
Активное, при
Активное, при
помощи жгутика помощи ресничек
Питание
Фагоцитоз
ложноножки
Фотосинтез
через оболочку
Выделение
Сократительная вакуоль
Дыхание
Размножен
Обмен
Гетеротроф
веществ
(сапротроф
+ голозой)
Цисты
Рот,глотка,пищеварит-е вакуоли
2 сокр. вакуоли +
порошица
Через оболочку
Бесполое
Фотосинтез
Гетеротроф
(автотроф) +
(сапротроф +
гетеротроф =
голозой)
миксотрофное
Образуются

23. Таксис (от греч. taxis – расположение) – двигательная реакция в ответ на односторонне действующий раздражитель, свойственная

свободно передвигающемуся организму.
ВОПРОСЫ:
Почему органы передвижения амебы –
ложноножки, или корненожки – получили такое
название?
Для чего одноклеточным необходимо активное
движение?
Движение простейших — в ответ на
раздражение среды. Так эвглены зеленые
переплывают из затемненной части в
освещенную, а амебы наоборот.

24. Домашнее задание: § 27

(читать, устно
отвечать на вопросы
после параграфа) +
выписать значение
простейших в
природе и жизни
человека

Глава 1 Древнейшие жители Земли (подцарство простейшие). Животные

Глава 1

Древнейшие жители Земли (подцарство простейшие)

При слове «животное» большинство из нас представляет себе что-то четвероногое и покрытое шерстью или хотя бы чешуей. Но такое, хоть и очень распространенное, представление неверно, о чем мы уже упоминали. Животный мир очень разнообразен. Четвероногие и вообще позвоночные существа – лишь небольшая его часть. Знакомство с животным миром нашей планеты мы начнем с тех, кого ученые называют Простейшими.

В 1953 г. французский геолог Ж. Мерсье обнаружил в Сирии остатки одноклеточных организмов, диаметр которых составлял 16 см.

Представители подцарства Простейшие – это животные, тело которых состоит из одной клетки, поэтому простейших еще называют одноклеточными. По этому очень важному признаку они и выделены из других животных, объединяемых в подцарство Многоклеточные. Конечно, клетка имеет небольшие размеры. Поэтому простейшие животные очень малы – они микроскопические (т. е. так малы, что увидеть их можно только в микроскоп). Чаще всего их размеры колеблются в пределах от 0,05 до 0,15 мм. Но встречаются среди них «карлики» размером в несколько микрон (тысячных долей миллиметра, миллионных – метра) и «великаны», которые достигают размера 10 и даже 60 мм.

Следует сказать, что изучение строения даже этих великанов среди простейших невозможно без микроскопа. Однако без микроскопа невозможно тщательное изучение и строения тела таких настоящих великанов, как слоны или динозавры. Это понятно, ведь тело всех животных состоит из клеток. Если быть точным – всех, за исключением простейших. Потому что их тело и является одной-единственной клеткой. В теле таких сложно устроенных животных, как, например, рыбы, птицы, звери, насекомые, есть органы – сердце, легкие, желудок и т. д. Материалом для этих органов служат ткани, состоящие из клеток определенного типа (например, мышечных или нервных). Понятно, что тело, в составе которого есть только одна клетка, тканей иметь не может, поэтому не может быть и настоящих органов. Органами простейшим служат так называемые органеллы. В клетках всех животных присутствуют следующие органеллы: ядро, ядрышко, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи и эндоплазматическая сеть, клеточная оболочка.

Ядро. В ядре на хромосомах записана генетическая информация о строении и работе тела животного. Это что-то вроде чертежа, «технической документации», по которой строят и ремонтируют машины и механизмы. В отличие от машин и механизмов, созданных людьми, животные «ремонтируют» себя сами и сами же создают новые «живые механизмы» – своих потомков.

Ядрышко. Это более плотный участок ядра, имеющий отношение к копированию «технической документации» хромосом.

Рибосомами называют устройства, отвечающие за чтение «технической документации», которая записана на хромосомах, для «ремонта» или создания новой клетки.

Митохондрии – это органеллы, которые производят необходимую клетке энергию. Их роль подобна роли электрических генераторов, электростанций в технических системах.

Лизосомы – это пузырьки, которые переваривают пищу, что-то вроде желудка более сложно устроенных животных – этакая камера сгорания.

Комплекс Гольджи и эндоплазматическая сеть играют роль транспортных коммуникаций. У сложных многоклеточных животных эту функцию выполняет кровеносная система, ее аналогом в технике могут быть транспортные системы.

Клеточная оболочка поддерживает форму клетки и обеспечивает обмен веществ с окружающей средой. По своей функции клеточная оболочка несколько напоминает кожу высших животных.

Инфузория туфелька – большой весельный корабль в «пространстве» капли воды из лужи

Простейшие также имеют органеллы, присущие тем или иным их группам. По мнению некоторых ученых, подцарство Простейшие включает в себя всего один тип с таким же названием. Сейчас более распространенной является точка зрения, согласно которой в подцарстве Простейшие следует выделять следующие три типа: Саркожгутиковые, Инфузории и Споровики. Иногда эти три типа считают подразделениями типа Простейшие.

Инфузории, которые питаются, отфильтровывая из воды мелкие частицы пищи

Характерной чертой споровиков является существенное упрощение строения тела, связанное с паразитическим образом жизни в организме другого живого существа (которое называется хозяин). Паразитируя на хозяине, споровики не нуждаются в специальных органеллах пищеварения или движения. Вместо этого они образуют в своем жизненном цикле особые, предназначенные для размножения формы – споры. Это клетки, несущие наследственную информацию и покрытые очень плотной оболочкой. Один из видов споровиков (малярийный плазмодий) является возбудителем малярии.

Инфузории – самые сложные из простейших. Они имеют специальные органеллы пищеварения и выделения – вакуоли (пузырьки в теле, которые переваривают добычу, собирают и выводят отходы жизнедеятельности). Есть у них также специальные органеллы движения – реснички (инфузория несколько напоминает старинный многовесельный корабль). На поверхности тела расположены даже специальные органеллы нападения и защиты – трихоцисты, которые «стреляют» ядовитыми нитями (на древних галерах и триремах тоже были стрелки). Среди инфузорий есть как свободноживущие, так и паразитические виды.

Некоторые простейшие, объединившись в группы по 10–20 существ, способны нападать на многоклеточных животных, например на мелких рачков.

Саркожгутиковые также бывают свободноживущими и паразитами. У них есть специальные органеллы движения – жгутики и ложноножки, а также специальные органеллы пищеварения и выделения – вакуоли. Некоторые представители этой группы, например эвглена зеленая, имеют хлоропласты – органеллы фотосинтеза – черта, объединяющая их с растениями. К саркожгутиковым принадлежит такой представитель мира простейших, как амеба.

Амебы

Это животное все время находится в движении и не имеет постоянной формы. Со всех сторон ее окружают отростки, так называемые ложноножки. Основная масса тела постепенно перетекает в какую-нибудь из ложноножек. Таким образом амеба движется – медленно, но верно. Натолкнувшись на еду (меньший по сравнению с ней микроорганизм или кусочки погибших существ), она обтекает ее со всех сторон и, захватив, переваривает в вакуоле.

Огненное море и цветной снег

Часто одноклеточные организмы вызывают у нас довольно мрачные ассоциации. Мы хорошо знаем, что некоторые из них являются причиной тяжелых заболеваний, которые могут привести к смерти животных и человека. Недаром именно одноклеточных, а не хищных волков или ядовитых змей называют самыми опасными для людей животными.

Ночесветка – живой фонарик. Море светится ночью, когда эти простейшие размножаются в больших количествах

Но простейшие не только причиняют неприятности, они также причастны к такому восхитительному явлению природы, как ночное свечение моря. Это феерическое зрелище можно наблюдать и на ближайшем к нам Черном море, но в более теплых южных морях свечение воды значительно ярче. Волны, выплескиваясь на берег, вдруг вспыхивают ярким звездным светом, корабли и рыбы оставляют за собой в воде сияющий след.

Реснички инфузории и скелетные элементы, которые их поддерживают

Дело в том, что в морской воде живет множество микроскопических существ, в клетках которых есть особое маслянистое вещество, имеющее свойство светиться при определенных условиях. Иногда морской водой с микроорганизмами насыщается прибрежный песок, тогда человек, идущий ночью по пляжу, оставляет за собой огненные следы. Свечение воды, распространенное преимущественно в теплых морях, не является исключительно южным явлением. Морякам случалось наблюдать на побережье острова Шпицберген светящийся снег.

Снег является для нас привычным символом белизны, но благодаря микроорганизмам он может стать не только светящимся, как мы только что сказали, но и цветным. Такое случается, например, в Альпах, где в определенной местности можно время от времени наблюдать красный, зеленый и синий снег.

Красота под микроскопом

Некоторые из простейших имеют тонкий скелет или раковину, состоящую из кремнезема. Чтобы построить ее, животные поглощают мелкие частицы песка. Форма этих существ сложна и причудлива, и под микроскопом они выглядят очень живописно.

Скрытая от невооруженного человеческого глаза красота архитектурных творений природы. Известковые скелеты, поддерживающие конструкцию тела фораминифер – простейших, которые за десятки и сотни миллионов лет образовали на морском дне залежи мела

Вот такими разными могут быть раковины фораминифер

Хищные инфузории

Инфузории, обитающие в песке

К таким животным относятся, например, лучевики. Дно Индийского и Тихого океанов на значительной глубине сплошь покрыто особым илом, образовавшимся из скелетиков этих животных. Крошечные существа стали в свое время источником вдохновения для выдающегося натуралиста и художника XIX в. Эрнеста Геккеля. Используя свои знания зоолога, этот художник создал интересный альбом рисунков, который назвал «Красота форм в природе». Значительное место в альбоме было отведено лучевикам, которые казались Геккелю особо привлекательными.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Подцарство Одноклеточные, или Простейшие

Простейшие

Определение 1

Простейшие (Protozoa) – одноклеточные животные, и их объединения.

Простейшие в классификационной схеме являются подцарством царства животных. Простейшие являются источником происхождения подцарства многоклеточных организмов.

Простейшие — это своего рода одноклеточные эукариотические клетки, строение которых схоже со строением грибов и зеленных растений.

Замечание 1

Спорный вопрос возникает перед определением вольвокса, хламидомонады, инфузории, эвглены, амебы — отнести их к растениям или животным.

Одноклеточные организмы являются важным звеном в экосистеме. Питаясь микроскопическими водорослями (планктонами), они служат источником пищи для более крупных животных.

История открытия

История открытия простейших началась более трехсот лет назад. А. Левенгуком в $17$ веке были открыты инфузории, тогда ученый их называл анималькулы – маленькие зверушки. В $19$ веке ученые установили название Protozoa, что с греческого означает простейшее животное. Зибольд выделил два класса царства простейших: инфузории и корненожки. Он определил, что простейшие состоят из одной клетки, и называл их одноклеточные. С тех пор одноклеточные и простейшие синонимы.

Происхождение

Существует несколько теорий происхождения одноклеточных организмов на Земле.

Самозарождение

Ученые считали, что простейшие являлись живыми молекулами, или простыми комплексами, способными самозарождаться или возникать из неоткуда. Эта теория просуществовала недолго, и уже в $18$ веке, благодаря опытам Спаланцани, ученые не приняли идею самозарождения.

Целлюляризация

Другие ученые сравнивали простейших с высокоорганизованными животными и считали их сложно организованными существами. Они полагались на структурные единицы, которые имели клеточный организм. Следуя этим предположениям, в $50-60$ гг $XX$ века известный зоолог Хаджи выдвинул теорию происхождения путем целлюляризации. Он сравнивал строение инфузории с низшими многоклеточными животными. Но после электронно-микроскопических исследований ученые доказали, что данная теория построена на внешней аналогии и конвергентных сходствах.

Клеточная теория Шлейден-Шванна

Клеточная теория Шлейдена и Шванна доказала, что простейшие представляют собой организм, состоящий только из одной клетки, которая функционирует как целостный организм.

Современные знания опровергают и данную теорию, так как в то время не были найдены ответы на некоторые вопросы, например: «Являются ли простейшие только животными?», «Являются ли они организмами только в физиологическом отношении?».

Размеры простейших

Размеры одноклеточных животных варьируются от $5$ до $250$мкм. Самые маленькие — до $4$ мкм — внутриклеточные организмы – паразиты, например, лейшмани; средней величины можно считать амебу протей, ее размеры достигают $600$ мкм. Самые крупные — радиолярии — достигают до $2,5$ см. В современной науке к простейшим относят миксомицеты – настоящие гиганты, длина их плазмодия достигает до $1,2$ м. Современная наука опровергла теорию Шлейден-Шванна, ответив на вопрос о размере одноклеточных организмов.

Классификация

Согласно греческому названию, в подцарство Protozoa должны входить только животные.

Замечание 2

Современная наука отвечает еще на один вопрос «Являются ли простейшие только животными»? В современной системе к простейшим относят зеленые жгутиконосцы(в ботанике — водоросли), миксомицеты и плазмодиофориды ( в микологии – это грибы) и т.д. Можно предполагать, что простейшие дают начало царствам грибов, растений и животных.

Одноклеточные организмы прошли длительный эволюционный путь, вследствие чего возникло огромное разнообразие организмов. В зависимости от строения клетки и способов движения выделяют некоторые типы простейших:

• Тип Саркожгутиконосцы (Саркомастигофоры)
• Тип Споровики (Апикомплексы)
• Тип Инфузории (Ресничные)

Биология для студентов — 21. Морфология микроформ водорослей и простейших

Водоросли— эукариотные организмы, осуществляющие фотосинтез с выделением кислорода и имеющие хлоропласты. Известны одноклеточные, нитчатые, колониальные формы, так же многоклеточные, состоящие из слабо дифференцированных клеток и тканей, которые образуют структуру, сходную с растениями, так называемый таллом(слоевище). Некоторые водоросли можно наблюдать только под микроскопом, размеры других – до десятков метров.

Одноклеточные водоросли бывают без жгутиков и со жгутиками (для одноклеточных характерно 2 жгутика). Колониальные водоросли состоят из нескольких клеток, одинаковых по форме и функциям. У многоклеточных отдельные клетки соединены плазмадесмами.

Морфологическая характеристика

Для всех видов, встречающихся в почве характерно одноклеточность и микроскопические размеры. Встречаются так же нити или колонии. Клетки водорослей окружены клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы с примесью пектиновых веществ. У одних водорослей стенки клеток покрыты толстым слоем органических веществ, у других пропитаны кремнезеном. В клетке имеется:

• цитоплазма,
• одно или много ядер,
• вакуоли,
• хлоропласты- органы фотосинтеза.

У водорослей хлоропласты бывают самой разнообразной формы и окраски, содержат пигмент хлорофилл. Цвет водорослей зависит и от других пигментов. У многих видов водорослей в хлоропластах содержатся особые белковые тельца-пиреноиды, около которых откладывается крахмал. Он может накапливаться и в хлоропластах. Кроме крахмала, клетки водорослей могут синтезировать другие полисахариды, а также моносахара и масла. У этой группы размножение-вегетативное, бесполое, половое.

Водоросли широко распространены в природе. В реках, морях, озёрах, океанах, болотах. Обитают в пресной и морской воде. Наземные водоросли обитают на поверхности почв, на корах деревьев, скальных породах. Некоторые вступают в симбиоз с грибами (аскомицеты) с образованием лишайников-двухкомпонентных ассоциаций, развивающиеся в крайне неблагоприятных условиях (влажность).

Почвенные водоросли распространены повсеместно-в поверхностных слоях почвы. Влага – самый важный экологический фактор, определяющий распространение водорослей.

Благодаря способности к фотосинтезу водоросли на свету используют-углерод. Источником азота для них служат соединения этого элемента.

Виды, обитающие в глубоких слоях почвы, нуждается в источниках органического углерода, они берут его из органических остатков. В таких условиях лучший источник азота для водорослей – аммонийный азот. Для развития водорослей в глубине почвы благоприятно высокое содержание органических веществ , поэтому встречаются в садовых почвах.

Водоросли активно участвуют в процессах превращения азота, они переводят нитратный и аммонийный азот в органические соединения, входящие в состав клеток. Водоросли играют важную роль в круговороте веществ на земле, т.к накапливают органическое вещество, особенно в формирующихся почвах.

Простейшие (протисты) являются эукариотическими одноклеточными микроорганизмами, которые по структуре своих клеток весьма близки к клеткам животных, вследствие чего они принципиально отличаются от патогенных прокариот. Размеры простейших колеблются в среднем от 5 до 30 мкм. Клетки простейших покрыты плотной эластичной мембраной – пелликулой, образуемой периферическим слоем цитоплазмы. К ней прилегает внешний более плотный и гомогенный слой цитоплазмы — эктоплазма. Некоторые из них снабжены опорными фибриллами и минеральным скелетом, отсутствующими у бактерий. Цитоплазма простейших содержит компактное ядро или несколько ядер, окруженных мембраной, ядерный сок (кариолимфа), хромосомы и ядрышки, а также структуры, свойственные клеткам многоклеточных животных организмов:

• эндоплазматической ретикулум,
• рибосомы,
• митохондрии,
• аппарат Гольджи,
• лизосомы,
• различные типы вакуолей и др.

Многие простейшие способны активно перемещаться в пространстве посредством временных псевдоподий или постоянно существующих органелл (жгутики и реснички). Большинство из них обладает гетеротрофным типом метаболизма. У просто организованных форм захват пищи происходит посредством фагоцитоза. Простейшие с более сложной морфологией имеют специальные структуры, позволяющие поглощать пищу. Дыхание осуществляется всей поверхностью клетки. В неблагоприятных условиях жизненные процессы у простейших резко замедляются, они теряют органеллы и покрываются толстой и прочной оболочкой, образуя цисты.

Для идентификации с помощью световой микроскопии простейших красят по методу Романовского-Гимзы или Райта (цитоплазма окрашивается в синий, ядро — в красный цвет.

К патогенным простейшим — возбудителям заболеваний человека — относятся дизентерийная амеба, лямблии, трихомонады, лейшмании, трипаносомы, плазмодии малярии, токсоплазма, балантидии.

Простейшие относятся к подцарству Protozoa царства Animalia, которое включает 7 типов. Представители трех из них Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora вызывают заболевания у человека.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОСТЕЙШИХ — Студопедия

К подцарству Protozoa относятся одноклеточные, многоклеточные и колониальные эукариоты, организация которых не выходит за пределы клеточного уровня.

Внутреннее строение в принципе оно не отличается от строения любой клетки эукариот. Однако клетки тканей многоклеточных животных представляют собой лишь элементарную единицу организма, «делегировавшую» це­лый ряд функций индивидууму и ограниченную в своем строении функциями ткани, в состав которой она входит. Самое же примитивное моноэнергидное простейшее, будучи клеткой, представляет собой организм, то есть физиологическое единство, требующее полного обеспечения всех функций организма, а также и тех функций, которые обеспечивают существование в данных условиях существования. Именно поэтому клетки простейших всегда устроены много более сложно, чем клетки мно­гоклеточных животных.

Размеры наибольшего числа видов Protozoa колеблются при этом от 5 до 150 мкм (1 мкм, микрон = 1 • 10~6 м). Одими из самых мелких представителей Protozoa, видимо, Babesia — внутриклеточный паразит крупного рогатого скота, его размеры не превышают 12,5 мкм. Среди свободноживущих простейших хищный жгутиконосец Spiromonas angusta имеет размеры 8-10 мкм, иногда до 18 мкм.

Наиболее известные широкому кругу людей простейшие — инфузория туфель­ка и амеба-протей — по сравнению с ними великаны. Длина Paramecium caudatum достигает 150-250 мкм, a Amoeba proteus 600 мкм. Но среди простейших они сов­сем не гиганты. В известняках сохранились раковины вымерших фораминифер, диаметр которых достигал 18 см. Ныне существующие глубоководные Xenophyophorea имеют размеры от 1 мм до 25 см. К самым маленьким многоклеточным животным относятся коловратки Asomorpha musculus (45 мкм), всего в 40 раз крупнее самого мелкого простейшего.

Благодаря микроскопическим размерам возникает целый ряд ограничений или так называемых запретов в освоении простейшими различных биотопов и сред обитания.

Первое ограничение — восприятие простейшими пространства. Они фактически оказались мономерными животными, реагирующими на внешние воздействия так, словно существует лишь одна пространственная координата.

Другое следствие малых размеров — огромная относительная поверхность тела. Благодаря этому простейшие предрасположены осуществлять вей процессы обмена веществ через поверхность тела, для чего используются все известные типы обмена от гетеротрофности до автотрофности. Обратная сторона этого свойства — невозможность простейших быть неподвижными относительно жидкости, в которой они обитают. Если бы они были неподвижными, то очень быстро истратили все питательные вещества и кислород в достижимом для них объеме пространства, насытили бы его продуктами обме­на и углекислым газом. Это привело бы простейшее к быстрой гибели. Поэтому они должны или двигаться сами, или двигать воду мимо себя. Сказанное способствовало возникновению двигательного и вододвигательного аппаратов простейших.

Еще одно следствие малых размеров простейших — они представляют собой некое экологическое единство, поскольку обитают либо в воде, в частности, в капиллярной влаге почвы, либо в жидкой среде с большим содержанием воды. В воздушной среде они активно существовать не могут. Это объясняется неизбежностью быстрого вы­сыхания, невозможностью регулировать водообмен через огромную относительную поверхность тела.

В результате этого возникло еще одно общее свойство подавляющего большин­ства простейших, перешедших к обитанию в пресных, и особенно во временных водоемах (лужи и т. п.). Вернее, вероятно, именно приобретение этого свойства и позволило простейшим завоевать такую гигантскую адаптивную зону, как вре­менные пресные водоемы; это — способность инцистироваться, т. е. образовывать покоящиеся стадии — цисты, снабженные устойчивой к высыханию оболочкой. Благодаря этому простейшие не только могут сохраняться при наступлении не­благоприятных условий (например, высыхание лужи), но и перемещаться с помо­щью ветра, других животных, заселяя другие водоемы, часто приобретая всесвет­ное распространение.

Наконец, еще одно следствие малых размеров тела — невозможность развить ско­рости движения, доступные более крупным животным, несмотря на то что абсолют­ные скорости движения среди простейших варьируются в очень широких пределах. У простейших с амебоидным движением скорости находятся в пределах 0,2-4,0 мкм/с, у жгутиконосцев 30-325 мкм/с, у инфузорий 200-3740 мкм/с.

Малые размеры простейших закономерно ограничили и способы локомоции тех из них, что обитают в толще воды. Оказывается, из-за их малых размеров вода для них оказывается очень «вязкой» средой, как бы прилипающей к поверхности тела. Пассивно движущееся тело в таких условиях подвергается влиянию так называе­мых крутящих гидродинамических моментов, из-за чего их движение неуправляе­мо, нестабильно и биологически неоправданно. Благодаря этому животное не может осуществлять необходимые для выживания движения, а также целенаправленно ориентироваться в окружающем пространстве. Появление типичных для простей­ших органов передвижения (реснички, жгутики) не только дало им возможность ак­тивно плавать, но и, вращаясь вокруг собственной оси, описывать в толще воды спи­ральную траекторию. Это стабилизирует положение тела простейшего в пространс­тве, позволяя ему уйти от возмущающего воздействия гидродинамических моментов «вязкой»среды.

видов микроорганизмов | Микробиология: здоровье и болезни

Цели обучения

• Перечислите организмы, изучаемые в области микробиологии, и опишите их определяющие характеристики
• Приведите примеры различных типов клеточных и вирусных микроорганизмов и инфекционных агентов
• Опишите сходства и различия между архей и бактериями

Большинство микробов одноклеточные и достаточно мелкие, чтобы их можно было увидеть с помощью искусственного увеличения.Однако есть некоторые одноклеточные микробы, которые видны невооруженным глазом, и некоторые многоклеточные организмы, которые являются микроскопическими. Объект должен иметь размер около 100 микрометров (мкм), чтобы быть видимым без микроскопа, но большинство микроорганизмов во много раз меньше этого. Для некоторой точки зрения предположим, что типичная животная клетка имеет размер примерно 10 мкм в поперечнике, но все еще микроскопическая. Бактериальные клетки обычно имеют размер около 1 мкм, а вирусы могут быть в 10 раз меньше, чем бактерии (рис. 1). В таблице 1 указаны единицы длины, используемые в микробиологии.

Рис. 1. Относительные размеры различных микроскопических и немикроскопических объектов. Обратите внимание, что размер типичного вируса составляет около 100 нм, что в 10 раз меньше, чем у типичной бактерии (~ 1 мкм), что как минимум в 10 раз меньше, чем у типичной клетки растения или животного (~ 10–100 мкм). Чтобы объект был виден без микроскопа, его размер должен составлять около 100 мкм.

Таблица 1. Единицы длины, обычно используемые в микробиологии
Метрическая единица	Значение префикса	Метрический эквивалент
метр (м)	–	1 м = 10 0 м
дециметр (дм)	1/10	1 дм = 0.1 м = 10 −1 м
сантиметр (см)	1/100	1 см = 0,01 м = 10 −2 м
миллиметр (мм)	1/1000	1 мм = 0,001 м = 10 −3 м
микрометр (мкм)	1/1 000 000	1 мкм = 0,000001 м = 10 −6 м
нанометр (нм)	1/1 000 000 000	1 нм = 0,000000001 м = 10 −9 м

Микроорганизмы отличаются друг от друга не только размерами, но и строением, средой обитания, обменом веществ и многими другими характеристиками.Хотя мы обычно считаем микроорганизмы одноклеточными, существует также много многоклеточных организмов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть без микроскопа. Некоторые микробы, такие как вирусы, даже бесклеточные (не состоят из клеток).

Микроорганизмы встречаются в каждой из трех сфер жизни: археи, бактерии и эукарии. Микробы в домене Bacteria и Archaea все являются прокариотами (их клетки не имеют ядра), тогда как микробы в домене Eukarya являются эукариотами (их клетки имеют ядро).Некоторые микроорганизмы, например вирусы, не входят ни в одну из трех сфер жизни. В этом разделе мы кратко представим каждую из широких групп микробов. В последующих главах будет более подробно рассказано о различных видах в каждой группе.

Насколько велика бактерия или вирус по сравнению с другими объектами? Посетите этот интерактивный веб-сайт, чтобы оценить масштабы различных микроорганизмов.

Прокариотические микроорганизмы

Бактерии встречаются почти в каждой среде обитания на Земле, в том числе внутри и на людях.Большинство бактерий безвредны или полезны, но некоторые из них — патогенов и , вызывающие болезни у людей и других животных. Бактерии являются прокариотическими, потому что их генетический материал (ДНК) не заключен в истинное ядро. У большинства бактерий клеточные стенки содержат пептидогликан.

Бактерии часто описывают по их общей форме. Распространенные формы включают сферическую (кокк), палочковидную (палочка) или изогнутую (спириллум, спирохеты или вибрионы). На рисунке 2 показаны примеры этих форм.

Рис. 2. Распространенные формы бактерий. Обратите внимание на то, что коккобациллы представляют собой комбинацию сферической (кокк) и палочковидной (палочка) формы. (кредит «Coccus»: модификация работы Дженис Хейни Карр, Центры по контролю и профилактике заболеваний; кредит «Coccobacillus»: модификация работы Дженис Карр, Центры по контролю и профилактике заболеваний; кредит «Spirochete»: Центры по контролю и профилактике заболеваний) Профилактика)

Они обладают широким спектром метаболических возможностей и могут расти в различных средах, используя различные комбинации питательных веществ.Некоторые бактерии являются фотосинтезирующими, например, кислородные цианобактерии и аноксигенные зеленые серные и зеленые несерные бактерии; эти бактерии используют энергию солнечного света и фиксируют углекислый газ для роста. Другие виды бактерий нефотосинтетические

Археи также являются одноклеточными прокариотическими организмами. Археи и бактерии имеют разную эволюционную историю, а также значительные различия в генетике, метаболических путях и составе их клеточных стенок и мембран.В отличие от большинства бактерий, клеточные стенки архей не содержат пептидогликан, но их клеточные стенки часто состоят из аналогичного вещества, называемого псевдопептидогликаном. Подобно бактериям, археи встречаются почти в каждой среде обитания на Земле, даже в экстремальных условиях: очень холодных, очень горячих, очень щелочных или очень кислых (рис. 3). Некоторые археи обитают в организме человека, но ни один из них не является патогеном человека.

Рис. 3. Некоторые археи живут в экстремальных условиях, например в бассейне Морнинг Слава, горячем источнике в Йеллоустонском национальном парке.Различия в цвете бассейна являются результатом различных сообществ микробов, способных процветать при различных температурах воды.

Подумай об этом

• Какие два основных типа прокариотических организмов?
• Назовите некоторые из определяющих характеристик каждого типа.

Эукариотические микроорганизмы

Простейшие, водоросли (собирательно называемые простейшими) и грибы — это эукариоты, изучаемые микробиологами. Хотя вирусы и бактерии вызывают больше болезней, чем микроскопические эукариоты, эти эукариоты несут ответственность за некоторые болезни, имеющие большое значение для общественного здравоохранения.Например, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2013 году протозойная болезнь малярия стала причиной 584 000 смертей во всем мире (в основном детей в Африке). Простейшее Giardia вызывает диарейное заболевание, известное как лямблиоз, которое передается через загрязненную воду. В США Giardia является наиболее распространенным кишечным паразитом человека (рис. 4). Грибковых патогенов меньше, но они также являются важными причинами болезней.С другой стороны, грибы играют важную роль в производстве противомикробных веществ, таких как пенициллин.

Рис. 4. (a) Микрофотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает множество паразитов Giardia в трофозоите, или стадии питания, в кишечнике песчанки. (b) Индивидуальный трофозоит G. lamblia , визуализированный здесь на микрофотографии, полученной с помощью сканирующего электронного микроскопа. Этот протист, передающийся через воду, вызывает сильную диарею при приеме внутрь. (кредит a, b: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Характеристики протистов

Слово протист — исторический термин, который сейчас неофициально используется для обозначения разнообразной группы микроскопических эукариотических организмов.Он не считается формальным таксономическим термином, поскольку описываемые им организмы не имеют общего эволюционного происхождения. Исторически протистов были неофициально сгруппированы в «животных-подобных» простейших , «растительных» водорослей и «грибных» протистов, таких как водяных плесневых грибов . Эти три группы протистов сильно различаются по своим основным характеристикам. Например, водоросли — это фотосинтезирующие организмы, которые могут быть одноклеточными или многоклеточными.С другой стороны, простейшие — это нефотосинтетические подвижные организмы, которые всегда одноклеточны. Другие неформальные термины также могут использоваться для описания различных групп протистов. Например, микроорганизмы, которые дрейфуют или плавают в воде, перемещаемые течениями, обозначаются как планктон . Типы планктона включают зоопланктона , которые являются подвижными и нефотосинтетическими, и фитопланктон , которые являются фотосинтетическими.

Простейшие населяют самые разные среды обитания, как водные, так и наземные.Многие из них живут свободно, в то время как другие паразитируют, выполняя жизненный цикл внутри хозяина или хозяев и потенциально вызывая болезни. Есть также полезные симбионты, которые предоставляют своим хозяевам метаболические услуги. Во время кормления и роста их жизненного цикла они называются трофозоитами ; они питаются мелкими частицами пищи, такими как бактерии. В то время как некоторые типы простейших существуют исключительно в форме трофозоитов, другие могут развиваться от трофозоитов до стадии цисты, когда условия окружающей среды слишком суровы для трофозоитов.Циста — это спящая клеточная форма с защитной стенкой, и процесс, в результате которого трофозоит становится цистой, называется энцистментом . Когда условия становятся более благоприятными, эти кисты запускаются по сигналам окружающей среды, чтобы снова стать активными и размножаться, образуя трофозоиты. Один род простейших, способный к инцистированию, — это Giardia .

Простейшие имеют множество репродуктивных механизмов. Некоторые простейшие размножаются бесполым путем, а другие — половым; третьи способны как к половому, так и к бесполому размножению.

Многие протисты имеют штыревые жгутики или волосовидные реснички , состоящие из микротрубочек , которые могут использоваться для передвижения (Рис. 4). Другие протисты используют расширения цитоплазмы, известные как псевдоподии («ложные ножки»), чтобы прикрепить клетку к поверхности; затем они позволяют цитоплазме течь в расширение, тем самым продвигаясь вперед. (Рисунок 4)

Рисунок 4. (a) Paramecium spp. для передвижения имеют волосовидные придатки, называемые ресничками.(b) Amoeba spp. используйте лепестковые псевдоподии, чтобы закрепить клетку на твердой поверхности и потянуть вперед. (c) Euglena spp. используйте подобную кнуту структуру, называемую жгутиком, чтобы продвигать клетку.

Протисты

Протисты — одноклеточные эукариоты, не являющиеся растениями, животными или грибами. Водоросли и простейшие являются примерами простейших.

Рис. 5. Различные диатомовые водоросли, разновидности водорослей, обитают в ежегодном морском льду в проливе Мак-Мердо в Антарктиде. Размер диатомовых водорослей колеблется от 2 до 200 мкм, и они визуализируются здесь с помощью световой микроскопии.(кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований)

Водоросли (единственное число: водоросли) — это протисты, похожие на растения, которые могут быть одноклеточными или многоклеточными (рис. 5). Их клетки окружены клеточными стенками из целлюлозы, одного из углеводов. Водоросли — это фотосинтезирующие организмы, которые извлекают энергию из солнца и выделяют кислород и углеводы в окружающую среду. Поскольку другие организмы могут использовать свои отходы для получения энергии, водоросли являются важной частью многих экосистем.Многие потребительские товары содержат ингредиенты, полученные из водорослей, такие как каррагинан — загуститель, который содержится в мороженом, заправках для салатов, напитках, губной помаде и зубной пасте. Другой продукт из водорослей, агар, используется в качестве загустителя для микробной культуральной среды

Простейшие (единственное число: простейшие) — это простейшие, которые составляют основу многих пищевых сетей, обеспечивая питательными веществами другие организмы. Простейшие очень разнообразны. Некоторые простейшие передвигаются с помощью волосковидных структур, называемых ресничками, или хлыстовых структур, называемых жгутиками.Другие расширяют часть своей клеточной мембраны и цитоплазмы, чтобы продвигаться вперед. Эти цитоплазматические расширения называются псевдопод («ложные ноги»). Некоторые простейшие являются свободноживущими, в то время как другие — паразитическими, способными выжить только за счет извлечения питательных веществ из организма-хозяина. Большинство простейших безвредны, но некоторые из них являются патогенами, которые могут вызывать заболевания у животных или людей (рис. 4).

Грибы

Грибы (единственное число: гриб) включают одноклеточные формы, такие как дрожжи, и многоклеточные формы, такие как плесень и грибы. Грибковые клетки, одноклеточные или многоклеточные, имеют клеточную стенку, содержащую хитина .

Рисунок 6. Candida albicans — одноклеточный гриб или дрожжи. Это возбудитель вагинальных дрожжевых инфекций, а также молочницы полости рта, дрожжевой инфекции полости рта, которая обычно поражает младенцев. C. albicans имеет морфологию, сходную с морфологией кокковых бактерий; однако дрожжи — это эукариотические организмы (обратите внимание на ядра) и они намного крупнее. (кредит: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Известно, что одноклеточные грибы полезны для производства сыра, пива и вина.Однако дрожжи также могут вызывать порчу пищевых продуктов и такие заболевания, как вагинальные дрожжевые инфекции и молочница во рту (рис. 6).

Многоклеточные грибы, называемые плесневыми грибами , встречаются во многих различных средах, от почвы до гниющей пищи и сырых углов ванной комнаты (рис. 7). Плесень играет решающую роль в разложении мертвых растений и животных. Некоторые плесневые грибки могут вызывать аллергию, а другие производят болезнетворные метаболиты, называемые микотоксинами. Грибок Aspergillus flavus , загрязнитель орехов и хранимых зерен, продуцирует афлатоксин , который является одновременно токсином и наиболее мощным из известных природных канцерогенов..Формы использовались для изготовления фармацевтических препаратов, включая пенициллин, который является одним из наиболее часто назначаемых антибиотиков, продуцируемых плесенью Penicillium

Рис. 7. Большие колонии микроскопических грибов часто можно увидеть невооруженным глазом на поверхности этих заплесневелых апельсинов.

Подумай об этом

• Назовите два типа простейших и два типа грибов.
• Назовите некоторые из определяющих характеристик каждого типа.

Характеристики грибов

Грибы обладают четко выраженными характеристиками, которые отличают их от других организмов. Большинство многоклеточных грибковых тел, обычно называемых плесневыми грибами , состоят из нитей, называемых гифами и . Гифы, у которых есть стенки между клетками, называются перегородочными гифами ; гифы, у которых отсутствуют стенки и клеточные мембраны между клетками, называются несептатными или ценоцитарными гифами (). По мере того, как гифы продолжают расти, они образуют запутанную сеть, называемую мицелием .(Рисунок 8).

Рис. 8. Многоклеточные грибы (плесневые грибки) образуют гифы, которые могут быть септатными или несептированными. Клетки одноклеточных грибов (дрожжей) образуют псевдогифы из отдельных дрожжевых клеток.

В отличие от плесневых грибов, дрожжи размножаются бесполым путем, отпочковываясь от более мелкой дочерней клетки; полученные клетки могут иногда слипаться в виде короткой цепи или псевдогифы (рис. 1). Candida albicans представляет собой пример обычных дрожжевых грибков, которые связаны с различными инфекциями у людей, включая вагинальные дрожжевые инфекции, оральный кандидоз и кожный кандидоз.

Некоторые грибы являются диморфными , имея более одного вида в течение своего жизненного цикла. То есть они могут существовать как в одноклеточной, так и в многоклеточной форме, в зависимости от условий окружающей среды, таких как наличие питательных веществ или колебания температуры, расти как плесень, например, при 25 ° C (77 ° F) и как дрожжевые клетки при 37 ° C (98,6 ° F). Эта способность помогает диморфным грибам выживать в различных средах. Histoplasma capsulatum , патоген, вызывающий гистоплазмоз , инфекцию легких, является примером диморфного гриба (рис. 9).

Рисунок 9. Histoplasma capsulatum — это диморфный гриб, который растет в почве, подверженной воздействию фекалий птиц или летучих мышей (гуано) (вверху слева). Он может менять форму, чтобы выжить при разных температурах. На открытом воздухе он обычно растет как мицелий (как показано на микрофотографии, внизу слева), но при вдыхании спор (справа) он реагирует на высокую внутреннюю температуру тела (37 ° C [98,6 ° F] ), превращаясь в дрожжи, которые могут размножаться в легких, вызывая гистоплазмоз хронического заболевания легких.(кредит: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Грибы осуществляют половое и бесполое размножение с участием спор. Эти споры представляют собой специализированные клетки, которые, в зависимости от организма, могут обладать уникальными характеристиками для выживания, размножения и распространения. .Бесполые споры использовались при классификации грибов.

Сводка

• Грибы включают разнообразные сапротрофные эукариотические организмы с хитиновыми клеточными стенками
• Грибы могут быть одноклеточными и многоклеточными; некоторые (например, дрожжи) и споры грибов микроскопические, а некоторые крупные и заметные
• Репродуктивные типы важны для различения грибковых групп

Вирусов

Вирусы — это бесклеточных микроорганизмов, что означает, что они не состоят из клеток.По сути, вирус состоит из белков и генетического материала — ДНК или РНК, но никогда того и другого, — которые инертны вне организма-хозяина. Однако, встраиваясь в клетку-хозяин, вирусы могут кооптировать клеточные механизмы хозяина для размножения и заражения других хозяев. Вирусы могут инфицировать все типы клеток, от клеток человека до клеток других микроорганизмов. У людей вирусы вызывают множество заболеваний, от простуды до смертельной лихорадки Эбола (рис. 10). Большинство вирусов способны заразить клетки только одного или нескольких видов организмов.Это называется диапазоном хостов . Однако наличие широкого круга хозяев не является обычным явлением, и вирусы обычно заражают только определенных хозяев и только определенные типы клеток внутри этих хозяев.

Рис. 10. (a) Члены семейства коронавирусов могут вызывать респираторные инфекции, такие как простуда, тяжелый острый респираторный синдром (SARS) и ближневосточный респираторный синдром (MERS). Здесь они просматриваются под просвечивающим электронным микроскопом (ТЕМ). (b) Эболавирус, член семейства филовирусов, визуализированный с помощью ПЭМ.(кредит а: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний; кредит б: модификация работы Томаса В. Гейсберта)

Таблица 2. Характеристики вирусов
Инфекционные бесклеточные возбудители
Облигатные внутриклеточные паразиты со специфичностью к хозяину и типу клеток
Геном ДНК или РНК (никогда одновременно)
Геном окружен белковым капсидом и, в некоторых случаях, фосфолипидной мембраной, усеянной вирусными гликопротеинами
Отсутствие генов для многих продуктов, необходимых для успешного воспроизводства, что требует использования геномов клетки-хозяина для воспроизведения

Вирусы могут инфицировать все типы клеток-хозяев, включая клетки растений, животных, грибов, протистов, бактерий и архей.

Вирусы, поражающие бактерии, называются бактериофагами или просто фагами. Слово фаг происходит от греческого слова «пожирать». После заражения клетки действие вируса может варьироваться в зависимости от типа вируса. Вирусы могут вызывать аномальный рост клетки или гибель клетки, изменять геном клетки или вызывать незначительный эффект в клетке.

Борьба с бактериями с вирусами

Появление супербактерий или бактерий с множественной лекарственной устойчивостью стало серьезной проблемой для фармацевтических компаний и серьезной проблемой здравоохранения.Согласно отчету Центров США по контролю и профилактике заболеваний (CDC) за 2013 год, ежегодно в США более 2 миллионов человек заражаются лекарственно-устойчивыми бактериями, что приводит как минимум к 23 000 смертей. Продолжение и чрезмерное использование антибиотиков , вероятно, приведет к развитию еще более устойчивых к лекарствам штаммов.

Одним из возможных решений является использование фаготерапии , процедуры, в которой для лечения бактериальных инфекций используются вирусы, убивающие бактерии (бактериофаги).Фаговая терапия — идея не новая. Открытие бактериофагов относится к началу 20 века, а фаговая терапия была впервые использована в Европе в 1915 году английским бактериологом Фредериком Twort . Однако последующее открытие пенициллина и других антибиотиков привело к тому, что от этой формы терапии практически отказались, за исключением бывшего Советского Союза и нескольких стран Восточной Европы. Интерес к фаготерапии за пределами стран бывшего Советского Союза только недавно возродился из-за роста числа устойчивых к антибиотикам бактерий.

Фаготерапия имеет некоторые преимущества перед антибиотиками в том, что фаги убивают только одну конкретную бактерию, тогда как антибиотики убивают не только патоген, но и полезные бактерии нормальной микробиоты. Разработка новых антибиотиков также обходится фармацевтическим компаниям и пациентам дорого, особенно для тех, кто живет в странах с высоким уровнем бедности.

Фаги также использовались для предотвращения порчи пищевых продуктов. В 2006 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило использование раствора, содержащего шесть бактериофагов, который можно распылять на мясные обеды, такие как болонья, ветчина и индейка, для уничтожения Listeria monocytogenes , бактерии, ответственной за листериоз. отравление.Однако некоторые потребители обеспокоены использованием фагов в пищевых продуктах, особенно с учетом растущей популярности органических продуктов. Для продуктов, обработанных фагами, в списке ингредиентов должно быть указано « препарат бактериофага » или на этикетке должно быть указано, что мясо «обработано противомикробным раствором для уменьшения количества микроорганизмов».

Подумай об этом

• Почему людям не нужно беспокоиться о наличии бактериофагов в их пище?
• Какими тремя способами вирусы могут передаваться между хостами?

Вирусные структуры

Как правило, вирионы (вирусные частицы) имеют небольшие размеры и не могут быть обнаружены с помощью обычного светового микроскопа.Они намного меньше прокариотических и эукариотических клеток; это адаптация, позволяющая вирусам инфицировать эти более крупные клетки (см. рисунок 11). Размер вириона может варьироваться от 20 нм для небольших вирусов до 900 нм для типичных больших вирусов

Рис. 11. (a) На этой микрофотографии, сделанной с помощью просвечивающего электронного микроскопа, бактериофаг (вирус, поражающий бактерии) значительно превосходит бактериальную клетку, которую он заражает. (b) Иллюстрация бактериофага на микрофотографии. (кредит а: модификация работы У.S. Министерство энергетики, Управление науки, LBL, PBD)

В 1935 году, после разработки электронного микроскопа, Венделл Стэнли был первым ученым, который кристаллизовал структуру вируса табачной мозаики и обнаружил, что он состоит из РНК и белка. В 1943 году он выделил вируса гриппа B , который внес свой вклад в разработку вакцины против гриппа (гриппа). Открытия Стэнли раскрыли тайну природы вирусов, которая ставила ученых в тупик более 40 лет, а его вклад в область вирусологии привел к тому, что в 1946 году ему была присуждена Нобелевская премия.

В результате продолжающихся исследований природы вирусов мы теперь знаем, что они состоят из нуклеиновой кислоты (либо РНК, либо ДНК, но не обеих одновременно), окруженной белковой оболочкой, называемой капсидом (см. Рис. 4). Внутренняя часть капсида не заполнена цитозолем, как в клетке, но вместо этого содержит все необходимое с точки зрения генома и ферментов, необходимых для управления синтезом новых вирионов. Каждый капсид состоит из белковых субъединиц, называемых капсомеров, состоящих из одного или нескольких различных типов капсомерных белков, которые сцепляются друг с другом, образуя плотно упакованный капсид.

Есть две категории вирусов по общему составу. Вирусы, образованные только из нуклеиновой кислоты и капсида, называются голыми вирусами или безоболочечными вирусами . Вирусы, образованные из упакованного нуклеиновой кислотой капсида, окруженного липидным слоем, называются вирусами с оболочкой (см. Рисунок 12). Оболочка вируса представляет собой небольшую часть фосфолипидной мембраны, полученную в виде зачатков вириона из клетки-хозяина. Оболочка вируса может иметь внутриклеточное или цитоплазматическое происхождение.

На некоторых обнаженных вирусах и вирусах с оболочкой простираются наружу и от капсида белковые структуры, называемые шипами . На концах этих шипов находятся структуры, которые позволяют вирусу прикрепляться и проникать в клетку, такие как шипы гемагглютинина (H) вируса гриппа или ферменты, такие как шипы вируса гриппа нейраминидаза (N), которые позволяют вирусу отрываться от поверхности клетки во время выпуск новых вирионов. Вирусы гриппа часто идентифицируются по их шипам H и N.Например, вирусов гриппа h2N1 и были ответственны за пандемии в 1918 и 2009 годах, вирусов h3N2 за пандемию в 1957 году и h4N2 за пандемию в 1968 году.

Рисунок 12. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (а) Голый атаденовирус использует шипы, состоящие из гликопротеинов его капсида, для связывания с клетками-хозяевами. (b) Оболочка вируса иммунодефицита человека использует шипы, состоящие из гликопротеинов, встроенных в его оболочку, для связывания с клетками-хозяевами (предоставьте «микрофотографию»: изменение работы NIAID; кредит b «микроснимок»: изменение работы Центров по контролю за заболеваниями и Профилактика)

Вирусы различаются по форме капсидов, которая может быть спиральной , многогранной или сложной .Спиральный капсид формирует форму вируса табачной мозаики (TMV), голого спиралевидного вируса и вируса Эбола, спиралевидного вируса с оболочкой. Капсид имеет цилиндрическую или стержнеобразную форму, при этом геном соответствует длине капсида. Полиэдрические капсиды имеют форму полиовируса и риновируса и состоят из нуклеиновой кислоты, окруженной многогранным (многогранным) капсидом в форме икосаэдра. Икосаэдрический капсид представляет собой трехмерную 20-гранную структуру с 12 вершинами.Эти капсиды чем-то напоминают футбольный мяч. Оболочки могут иметь как спиральные, так и многогранные вирусы. Вирусные формы, наблюдаемые в определенных типах бактериофагов, таких как фаг Т4, и поксвирусах, таких как вирус осповакцины, могут иметь черты как полиэдрических, так и спиральных вирусов, поэтому их описывают как сложную вирусную форму (рис. 13). В форме комплекса бактериофага геном расположен внутри многогранной головки, а оболочка соединяет головку с хвостовыми волокнами и хвостовыми штифтами , которые помогают вирусу прикрепляться к рецепторам на поверхности клетки-хозяина.Поксвирусы сложной формы часто имеют форму кирпича с замысловатыми поверхностными характеристиками, которые не наблюдаются у других категорий капсидов.

Рис. 13. Вирусные капсиды могут быть (а) спиральными, (б) многогранными или (в) иметь сложную форму. (кредит «микрофотография»: модификация работы USDA ARS; кредит b «микроснимок»: модификация работы Министерства энергетики США)

Цели обучения

• Различают литический и лизогенный жизненный цикл

Жизненный цикл вирусов с прокариотными хозяевами

Жизненный цикл бактериофагов является хорошей моделью для понимания того, как вирусы влияют на клетки, которые они заражают, поскольку аналогичные процессы наблюдались для эукариотических вирусов, которые могут вызвать немедленную гибель клетки или установить латентную или хроническую инфекцию. Вирулентные фаги обычно приводят к гибели клетки в результате лизиса клетки. Умеренные фаги , с другой стороны, могут стать частью хромосомы хозяина и реплицироваться с геномом клетки до тех пор, пока они не будут индуцированы для образования вновь собранных вирусов или вирусов-потомков .

Литический цикл

Во время литического цикла вирулентного фага бактериофаг захватывает клетку, воспроизводит новые фаги и разрушает клетку.В литическом цикле бактериофага пять стадий (см. Рисунок 14). Приложение — это первая стадия процесса заражения, на которой фаг взаимодействует со специфическими рецепторами бактериальной поверхности (например, липополисахаридами и белком OmpC на поверхности хозяина). Большинство фагов имеют узкий круг хозяев и могут инфицировать один вид бактерий или один штамм внутри вида. Это уникальное распознавание можно использовать для целенаправленного лечения бактериальной инфекции с помощью фаговой терапии или для фагового типирования для идентификации уникальных бактериальных подвидов или штаммов.Вторая стадия заражения — проникновение или проникновение . Это происходит за счет сокращения оболочки хвоста, которая действует как игла для подкожных инъекций, вводя вирусный геном через клеточную стенку и мембрану. Головка фага и остальные компоненты остаются вне бактерий.

Рис. 14. Вирулентный фаг показывает только литический цикл, изображенный здесь. В литическом цикле фаг реплицирует и лизирует хозяйскую клетку.

Третья стадия заражения — биосинтеза новых вирусных компонентов.После попадания в клетку-хозяина вирус синтезирует кодируемые вирусом эндонуклеазы для разрушения бактериальной хромосомы. Затем он захватывает клетку-хозяин, чтобы реплицировать, транскрибировать и транслировать необходимые вирусные компоненты (капсомеры, оболочку, базовые пластины, хвостовые волокна и вирусные ферменты) для сборки новых вирусов. Гены полимеразы обычно экспрессируются в начале цикла, тогда как капсидные и хвостовые белки экспрессируются позже. Во время фазы созревания создаются новые вирионы. Для высвобождения свободных фагов стенка бактериальной клетки разрушается фаговыми белками, такими как холин или лизоцим.Заключительный этап — релиз. Зрелые вирусы вырываются из клетки-хозяина в процессе, называемом лизисом , и потомки вирусов высвобождаются в окружающую среду для заражения новых клеток.

Лизогенный цикл

В лизогенном цикле геном фага также проникает в клетку посредством прикрепления и проникновения. Во время лизогенного цикла, вместо того, чтобы убивать хозяина, геном фага интегрируется в бактериальную хромосому и становится частью хозяина. Интегрированный геном фага называется профагом .Процесс, при котором бактерия заражается умеренным фагом, называется лизогенией . Для фагов умеренного климата типично быть латентными или неактивными внутри клетки.

Некоторые бактерии, такие как Vibrio cholerae и Clostridium botulinum , менее вирулентны в отсутствие профага. Фаги, инфицирующие эти бактерии, несут в своем геноме гены токсина и усиливают вирулентность хозяина, когда гены токсина экспрессируются. В случае В.холера , токсин, кодируемый фагом, может вызывать тяжелую диарею; в C. botulinum токсин может вызывать паралич. Во время лизогении профаг будет сохраняться в хромосоме хозяина до индукции , что приводит к удалению вирусного генома из хромосомы хозяина. После индукции умеренный фаг может пройти литический цикл, а затем подвергнуться лизогению во вновь инфицированной клетке (см. Фиг. 15).

Рис. 15. Бактериофаг умеренного климата имеет как литический, так и лизогенный циклы.В лизогенном цикле ДНК фага включается в геном хозяина, образуя профаг, который передается последующим поколениям клеток. Стрессовые факторы окружающей среды, такие как голод или воздействие токсичных химикатов, могут вызвать удаление профага и его включение в литический цикл.

Это видео иллюстрирует стадии лизогенного жизненного цикла бактериофага и переход к литической фазе.

Культивирование вирусов

Вирусы можно выращивать in vivo, (в целом живом организме, растении или животном) или in vitro, (вне живого организма, в клетках в искусственной среде, такой как пробирка, колба для культивирования клеток или агар). пластина). Бактериофаги можно выращивать в присутствии плотного слоя бактерий (также называемого бактериальным газоном ), выращенного на 0,7% мягком агаре в чашке Петри или плоской (горизонтальной) колбе (см. Рисунок 16). Концентрация агара снижена с 1,5%, обычно используемых при культивировании бактерий. Мягкий 0,7% агар позволяет бактериофагам легко диффундировать в среде. Для литических бактериофагов лизинг бактериальных хозяев может быть легко обнаружен, когда обнаруживается прозрачная зона, называемая бляшкой (см. Фигуру 16).Поскольку фаг убивает бактерии, на мутной бактериальной лужайке наблюдается множество бляшек.

Рис. 16. (a) Такие колбы можно использовать для культивирования клеток человека или животных для культивирования вирусов. (b) Эти чашки содержат бактериофаг Т4, выращенный на газоне Escherichia coli . На месте лизирования бактериальных клеток-хозяев видны прозрачные бляшки. На пластинах слева увеличиваются титры вирусов. (кредит А: модификация работы Национальных институтов здравоохранения; кредит b: модификация работы Американского общества микробиологии)

Вирусы животных требуют наличия клеток в организме животного-хозяина или клеток культуры ткани, полученных от животного.Культивирование животных вирусов важно для 1) идентификации и диагностики патогенных вирусов в клинических образцах, 2) производства вакцин и 3) фундаментальных научных исследований. Источниками хозяина in vivo могут быть развивающийся эмбрион в яйце птицы с эмбрионом (например, курица, индейка) или целое животное. Например, большая часть из вакцины против гриппа , производимой для ежегодных программ вакцинации против гриппа, выращивается в куриных яйцах.

Эмбрион или животное-хозяин служит инкубатором для репликации вируса (см. Рисунок 17).Расположение внутри эмбриона или животного-хозяина важно. Многие вирусы обладают тканевым тропизмом, и поэтому для роста их необходимо занести в определенное место. Внутри эмбриона целевые участки включают амниотическую полость, хориоаллантоисную мембрану или желточный мешок. Вирусная инфекция может повредить тканевые мембраны, вызывая поражения, называемые оспой; нарушить эмбриональное развитие; или вызвать гибель эмбриона.

Рис. 17. (a) Клетки куриных яиц используются для культивирования различных типов вирусов.(b) Вирусы могут реплицироваться в различных местах яйца, включая хориоаллантоисную мембрану, амниотическую полость и желточный мешок. (кредит а: модификация работы «Chung Hoang» / YouTube)

Для исследований in vitro можно использовать различные типы клеток для поддержки роста вирусов. Первичная клеточная культура свежеприготовленная из органов или тканей животных. Затем в культуру добавляют вирус, чтобы он проник в клетки и инфицировал их. смесь клеток и вирусов собирается, и клетки лизируются.Как только клетки лизируются, вирусы высвобождаются, и микробиолог может собирать вирусы фильтрацией или центрифугированием.

Обнаружение вируса

Независимо от метода культивирования, после того, как вирус был введен во весь организм-хозяин, эмбрион или клетку тканевой культуры, можно получить образец инфицированного хозяина, эмбриона или клеточной линии для дальнейшего анализа в ярком поле. электронный или флуоресцентный микроскоп. Цитопатические эффекты (ЦПЭ) — отчетливые наблюдаемые клеточные аномалии, вызванные вирусной инфекцией.CPE могут включать потерю сцепления с поверхностью контейнера, изменение формы клетки с плоской на круглую, сжатие ядра, вакуолей в цитоплазме, слияние цитоплазматических мембран и образование многоядерных синцитий, телец включения в ядре или цитоплазме. , и полный лизис клеток (см. Таблицу 3).

Дальнейшие патологические изменения включают вирусное нарушение генома хозяина и превращение нормальных клеток в трансформированные клетки, которые являются типами клеток, связанных с карциномами и саркомами.Тип или серьезность CPE зависит от типа вируса. В таблице 1 перечислены CPE для конкретных вирусов.

Таблица 3. Цитопатические эффекты определенных вирусов
Вирус	Цитопатический эффект	Пример
Парамиксовирус	Синцитий и слабые базофильные цитоплазматические тельца включения
Поксивирус	Розовые эозинофильные цитоплазматические тельца включения (стрелки) и набухание клеток
Вирус герпеса	Цитоплазматическая скрутка (стрелки) и тельца ядерных включений (пунктирная стрелка)
Аденовирус	Увеличение клеток, округление и отчетливые гроздья, похожие на виноградные

Вироиды и прионы

Попытки исследования выявить возбудителей ранее не исследованных болезней привели к открытию неживых возбудителей болезней, весьма отличных от вирусов.К ним относятся частицы, состоящие только из РНК или только из белка, которые могут самораспространяться за счет хозяина. На сегодняшний день к этим открытиям относятся вироиды и прионы.

Вироиды

Рис. 18. Этот картофель был инфицирован вироидом веретеновидных клубней картофеля (PSTV), который обычно распространяется, когда инфицированные ножи используются для резки здорового картофеля, который затем высаживают. (Источник: Памела Робертс, Институт продовольственных и сельскохозяйственных наук Университета Флориды, USDA ARS)

В 1971 году Теодор Динер , патолог, работающий в Службе сельскохозяйственных исследований, обнаружил бесклеточную частицу, которую он назвал вироидом, что означает «похожий на вирус». Вироиды состоят только из короткой цепи кольцевой РНК, способной к саморепликации. Было обнаружено, что первый обнаруженный вироид вызывает болезнь веретена клубней картофеля , которая вызывает более медленное прорастание и различные деформации растений картофеля (см. Рис. 18). Подобно вирусам, вироиды веретеновидных клубней картофеля (PSTV) берут под контроль механизмы хозяина для репликации своего генома РНК. В отличие от вирусов, вироиды не имеют белковой оболочки для защиты своей генетической информации.

Вироиды могут привести к разрушительным потерям коммерчески важных сельскохозяйственных продовольственных культур, выращиваемых на полях и в садах.С момента открытия PSTV были обнаружены и другие вироиды, вызывающие заболевания растений. Tomato planta macho viroid (TPMVd) заражает растения томатов, вызывая потерю хлорофилла, обезображивание и ломкость листьев, а также очень мелкие помидоры, что приводит к потере урожайности этой полевой культуры.

Подумай об этом

• Из чего состоит геном вироида?

Прионы

Когда-то ученые считали, что любая инфекционная частица должна содержать ДНК или РНК.Затем, в 1982 году, Стэнли Прусинер , врач, изучающий скрейпи (смертельное дегенеративное заболевание овец), обнаружил, что болезнь вызывается белковыми инфекционными частицами, или прионами . Поскольку белки являются бесклеточными и не содержат ДНК или РНК, выводы Прусинера первоначально были встречены сопротивлением и скептицизмом; однако его исследования в конечном итоге были подтверждены, и он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1997 году.

Прион представляет собой неправильно свернутую форму нормального белка (PrPc), обнаруженного в клетке.Этот ложный прионный белок (PrPsc), который может быть вызван генетической мутацией или возникать спонтанно, может быть инфекционным, стимулируя другие эндогенные нормальные белки к неправильной укладке с образованием бляшек (см. Фигуру 19). Сегодня известно, что прионы вызывают различные формы трансмиссивной губчатой ​​энцефалопатии (TSE) у человека и животных.

Рисунок 19. Эндогенный нормальный прионный белок (PrPc) превращается в вызывающую заболевание форму (PrPsc), когда встречается с этой вариантной формой белка.PrPsc может возникать спонтанно в ткани мозга, особенно если присутствует мутантная форма белка, или может происходить из неправильно свернутых прионов, потребляемых с пищей, которые в конечном итоге попадают в ткань мозга. (кредит b: модификация работы USDA)

TSE — редкое дегенеративное заболевание, поражающее мозг и нервную систему. Накопление чужеродных белков приводит к тому, что ткань мозга становится похожей на губку, убивая клетки мозга и формируя дыры в тканях, что приводит к повреждению мозга, потере координации движений и слабоумию (см. Рисунок 20).Инфицированные люди имеют психические отклонения и теряют способность двигаться и говорить. Лечения нет, и болезнь быстро прогрессирует, в конечном итоге приводя к смерти в течение нескольких месяцев или лет.

Рис. 20. Болезнь Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ) — это смертельное заболевание, которое вызывает дегенерацию нервной ткани. (а) Эти снимки мозга сравнивают нормальный мозг с мозгом с БКЯ. (б) По сравнению с нормальным мозгом, ткань мозга пациента с БКЯ полна губчатых повреждений, которые возникают в результате аномального образования прионного белка.(кредит a (справа): модификация работы доктора Лафлина Доуэса; кредит b (вверху): модификация работы Сюзанны Ваким; кредит b (внизу): модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

TSE у людей включают куру , фатальную семейную бессонницу и болезнь Крейтцфельдта-Якоба (см. Рисунок 3). TSE у животных включают коровьего бешенства , скрепи (у овец и коз) и хронического истощения (у лосей и оленей).TSE могут передаваться между животными и от животных к человеку при употреблении в пищу зараженного мяса или кормов для животных. Передача от человека к человеку может происходить по наследству или при контакте с зараженной тканью, как это может происходить при переливании крови или трансплантации органов. Доказательств передачи инфекции при случайном контакте с инфицированным человеком нет.

Прионы чрезвычайно трудно уничтожить, потому что они устойчивы к нагреванию, химическим веществам и радиации. Даже стандартные процедуры стерилизации не гарантируют уничтожения этих частиц.В настоящее время не существует лечения или излечения от болезни TSE, и с зараженным мясом или инфицированными животными необходимо обращаться в соответствии с федеральными руководящими принципами для предотвращения передачи.

Подумай об этом

• Есть ли у приона геном?

Ключевые концепции и резюме

• Микроорганизмы очень разнообразны и встречаются во всех трех сферах жизни: археи, бактерии и эукарии.
• Археи и бактерии классифицируются как прокариоты, потому что у них отсутствует клеточное ядро.Археи отличаются от бактерий эволюционной историей, генетикой, метаболическими путями, составом клеточных стенок и мембран.
• Архей населяют почти любую среду на Земле, но ни один из архей не был идентифицирован как патогенные микроорганизмы человека.
• Эукариоты , изученные в микробиологии, включают водоросли, простейшие, грибы и гельминты.
• Протисты представляют собой разнообразную группу эукариотических организмов, которые могут быть одноклеточными или многоклеточными.
• Водоросли — протисты, похожие на растения; простейшие — животные, похожие на протистов
• Микроскопические грибки включают плесневых грибов и дрожжей .
• Вирусы — это бесклеточные микроорганизмы, для воспроизводства которых требуется хозяин.

Множественный выбор

Какой из следующих типов микроорганизмов фотосинтезирует?

1. дрожжи
2. вирус
3. гельминт
4. водоросли

Показать ответ

Ответ d. Водоросли фотосинтезируют.

Что из перечисленного является прокариотическим микроорганизмом?

1. гельминт
2. простейшие
3. цианобактерии
4. форма

Показать ответ

Ответ c.Цианобактерии — прокариотические микроорганизмы.

Что из перечисленного является бесклеточным?

1. вирус
2. бактерия
3. гриб
4. простейшие

Показать ответ

Ответ а. Вирусы бесклеточные.

Что из перечисленного является типом грибковых микроорганизмов?

1. бактерия
2. простейшие
3. водоросль
4. дрожжи

Показать ответ

Ответ d. Дрожжи — это разновидность грибковых микроорганизмов.

Что из перечисленного не относится к области микробиологии?

1. бактериология
2. ботаника
3. клиническая микробиология
4. вирусология

Показать ответ

Ответ б. Ботаника — это не раздел микробиологии.

Заполните бланк

A ________ — болезнетворный микроорганизм.

Покажи ответ

Патоген является болезнетворным микроорганизмом.

Многоклеточные паразитические черви, изученные микробиологами, называются ___________.

Покажи ответ

Многоклеточные паразитические черви, изученные микробиологами, получили название гельминтов .

Исследование вирусов ___________.

Покажи ответ

Изучение вирусов — , вирусология .

В клетках прокариотических организмов отсутствует _______.

Покажи ответ

В клетках прокариотических организмов отсутствует ядро ​​ .

Подумай об этом

1. Опишите различия между бактериями и археями.
2. Назовите три структуры, которые различные простейшие используют для передвижения.
3. Опишите действительные и относительные размеры вируса, бактерии и клетки растения или животного.
4. Сравните поведение вируса снаружи и внутри клетки.
5. Где на этой диаграмме должны находиться вирус, бактерия, животная клетка и прион?

---

Тип простейших — Классификация, структура, жизненный цикл и микроскопия

Классификация, структура, жизненный цикл и микроскопия

Введение

---

По сути, простейших — одноклеточные эукариоты.Это означает, что это одноклеточные организмы, у которых есть ядра, а также ряд других важных органелл в цитоплазме и окруженных мембрана.

Они существуют как свободноживущие организмы или как паразиты. Этот делает этот тип разнообразной группой одноклеточных организмов, различающихся по форме и размер.

Примеры включают:

Анатомия (строение тела)

---

Учитывая, что они эукариоты, простейшие более крупные ячейки диаметром от 10 до 100 микрометров (по сравнению с prokaryotes) с более сложным строением.Это означает, что у них есть ячейка мембрана, которая связывает органеллы, ДНК, которая также связана мембраной, ядрышки, рибосома, аппарат Гольджи и множественные линейные хромосомы с гистонами среди другие.

Стоит отметить, что в этих клетках присутствуют органеллы. будет варьироваться от одного типа к другому.

Есть также ряд органелл которые являются исключительными для простейших, к ним относятся:

• Трихоцисты Paramecium
• Определенные скелетные структуры
• Сократительные вакуоли

По сравнению с другими инфузориями, ядро простейшие везикулярные.Таким образом, хроматика рассеивается, что приводит к ядро, которое имеет диффузный вид. Однако это также варьируется от одного к другому. Например, в Phylum Apicomplexa везикулярное ядро ​​имело одно или несколько ядрышек с ДНК, в то время как эндозон трипаносом не содержит ДНК.

Простейшие также имеют локомоторные структуры, такие как псевдоподии, жгутики и реснички, которые используются для движения. Эти структуры также окружены плазматической мембраной.

Также пленка (внешняя поверхность некоторых, таких как лямблии) достаточно жесткая, чтобы поддерживать и поддерживать отличительную форму, в то же время позволяя скручивание и сгибание при движении.

Классификация Phylum Protozoa

---

Простейшие из-за своего разнообразия присутствуют несколько проблем, связанных с классификацией. Считается, что они относятся к протистам суб-царства с более чем 50 000 видов, описываемых как свободноживущие (это те виды, которые напрямую не зависят от другие для выживания).

Свободноживущие простейшие можно найти практически в каждом возможная среда обитания. Основываясь на морфологии световой и электронной микроскопии, они были разделены на шесть основных типов с большинством болезней. вызывая простейшие, подпадающие под типы Sacromastigophora и Apicomplexa.

Ниже приведены некоторые из подтипов и классы внутри этих подтипов на основе структур локомотивов:

Plasmodroma — локомотивные структуры этого подтипа могут быть жгутики, псевдоподии или их вообще нет. Классы, подпадающие под это подтипы включают; Мастигофоры (используют один или несколько жгутиков для передвижения), Sarcodina (используются псевдоподии для передвижения и захвата пищи) и Sporozoa в которых отсутствуют локомотивные конструкции.

Ciliophora — они находятся в подтипе Цилиофоры используют реснички или сосущие щупальца на некоторых этапах или на протяжении всего их продолжительность жизни.Реснички (которые используют реснички повсюду) и Suctoria (которые используют реснички в молодом возрасте и щупальца в зрелом возрасте) относятся к классу, подпадающему под это подтип.

Sarcomastigopohora — Локомотивные конструкции используемые в этом подтипе включают псевдоподии или жгутики. Здесь ядра также одного вида (мономорфный). Мастигофора суперкласса, которая подпадает под этот подтип — жгутиковые и таким образом используйте жгутики для передвижения.

Phytomastogophoerea также подпадает под это sub-phyla и в некоторых случаях используют жгутики.Под классом Phytomastogophoerea это отряд Chrysomonadida, в который входят такие организмы, как Chrys amoeba, сынура и охромонас среди других.

** Это лишь некоторые из них. Это обширен и содержит гораздо больше организмов.

Классификация по образцу существования

---

Из существующих простейших насчитывается около 21000 виды, которые живут свободно в различных средах обитания, в то время как еще 11000 видов встречаются как паразитические микробы как у позвоночных, так и у беспозвоночных-хозяев.

Свободноживущие виды встречаются в различных средах обитания, особенно в почве и воде. Эти виды простейших мало влияют на здоровье человека, поскольку не зависят напрямую от других организмов для их выживания. Однако некоторые вольноживущие могут вызвать патология при попадании в организм человека-хозяина.

Другие также влияют на человека здоровье, производя токсины.

Ниже приведены некоторые из свободноживущих амеб. которые также могут вызывать болезни человека:

• Naegleria fowleri — Это вид в основном встречается во влажной почве и может быть обнаружен по всему миру.Это вызывает острый первичный амебный менингоэнцефалит.
• Acanthamoeba — Найдено в почва и вода, акантамеба может вызывать хронический гранулематозный амебный энцефалит, амебный кератит, гранулематозная кожа, а также поражения легких.
• Balamuthia mandrillaris — Вызывает подострый или хронический гранулематозный амебный энцефалит, а также гранулематозные поражения кожи и легких.
• Sappinia diploidea

Паразитические простейшие

---

Паразитические простейшие — это тип, который зависит от хозяина для выживания.Таким образом, они живут внутри хозяина и даже вызвать проблемы со здоровьем.

Вот некоторые из паразитов:

Sarcodina (например, Entamoeba ) — Entamoeba histolytica это вид амебы, обитающей в пищеварительном тракте человека. По большей части, они безвредны и питаются различными бактериями и частицами, которые могут быть присутствует в кишечнике.

Хотя в большинстве своем они безвредны, этот паразит может проникают в стенку кишечника или прямую кишку, где вызывают язвы и даже кровотечение вместе с болью, рвота и диарея среди других симптомов.

Трипаносомы — это жгутик, обитающий в крови поток. Различные виды этого паразита вызывают такие заболевания, как:

Мастигофора (например, лямблии ) — это жгутиконосцы, которые в основном встречаются у мелких кишечник хозяина. Лямблии обычно прикрепляются к слизистая оболочка кишечника, вызывающая воспаление, диарею, а также боль в животе среди других типов симптомов.

Sporozoa (например, Plasmodium ) — Виды плазмодиев это паразит, который живет в кровотоке человека, попав в красный цвет кровяные тельца паразит питается их цитоплазмой. По мере того как они продолжают размножаясь внутри клеток, это приводит к тому, что клетки лопаются, что, в свою очередь, приводит к тому, что гораздо больше паразитов попадает в систему кровообращения.

Жизненный цикл

---

Паразитические простейшие

Для паразитических форм стадии жизненного цикла может происходить межклеточно, внутриклеточно или в просвете данных органов.Так как разнообразия невозможно описать ни одного, ни одного общая последовательность жизненного цикла. Поэтому здесь мы рассмотрим три самых общие широкие образцы, демонстрируемые этой группой простейших.

Первый образец

Этот образец распространен в типе Apicomplexa и включает в себя чередование бесполой и половой репродуктивной стадий.

Процесс начинается с циклов бесполого размножения, где циклы шизогония (включающая митоз и цитокинез) в тканях хозяина приводит к увеличению населения.

После этого этапа некоторые в популяции начать проходить гаметогонию (сексуальный процесс) для производства гамет. Эти затем гаметы объединяются и делятся бесполым путем, образуя спорозоиты через процесс, известный как спорогения.

Именно эти спорозоиты затем способны к заражает новый хост, и процесс продолжается. Здесь стоит отметить, что переход к новому хозяину через кисты, которые устойчивы в стрессовых условиях. Кисты могут выжить во внешних условиях (вне тела) и содержать спорозоиты.

Оказавшись в новом хозяине, спорозоиты начинают цикл размножения. очередной раз. Некоторым видам этого типа (Apicomplexa) требуется два хозяина для завершить свой жизненный цикл. Это включает в себя позвоночного хозяина, в котором паразит проходит через шизогонию, гаметогонию и беспозвоночное, где гаметы объединяются и возникают спориогонии в тканях.

См. Также Заказать Piroplasmida

Второй узор

Второй узор распространен среди большинства жгутиконосцев и включает бесполое размножение.Для них ряд морфологические преобразования происходят в течение цикла. Однако все они воспроизводятся через двойное деление.

Некоторые виды этой группы будут завершают этот цикл у позвоночного-хозяина, поскольку они передаются от одного хозяина к другой — через кисты, который лучше переносит тяжелые условия. Следовательно, как в случае с типом Apicomplexa некоторые виды этой группы также будут требуется два хоста для завершения своего жизненного цикла.

Третий образец

Это особенно часто встречается среди амеб и предполагает бесполое размножение.В отличие от других, для завершить цикл воспроизведения. Здесь трофозоиты хозяина обитают в просвет кишечника и продолжать умножаются за счет двойного деления.

Здесь при определенных условиях трофозоиты могут стимулироваться к энцисту, поскольку они подвергаются ядерному делению внутри кисты. После того, как киста попадает в организм другого хозяина, цикл продолжается.

Жизненный цикл свободноживущих простейших

---

Для этой группы жизненный цикл в значительной степени включает рост и увеличение размера организма, который затем с последующим бинарным делением (или другими формами бесполого размножения).

Для свободноживущий, половое размножение происходит только при неблагоприятных условиях условия (неблагоприятная температура, сокращение запасов пищи и т. д.). Тем не мение, эти факторы часто меняются от одного вида к другому.

Во время цикла роста и разделения свободноживущие простейшие, есть фаза синтеза ДНК, репликации хромосом а также рост клеток.

Фазы цикла включают:

• Фаза первого деления
• Фаза окончания деления и начало синтеза ДНК
• Синтез ДНК
• Конец синтеза ДНК и начало следующего раздела

Классификация по питанию (как они получают энергию)

---

Есть три основные категории, основанные на питании.

К ним относятся:

• Фотоавтотрофы
• Фотогетеротрофы
• Хемогетеротрофы

Автотрофы

Автотрофы, как некоторые из флагштоков синтезирует углеводы из углекислого газа и воды с помощью хлорофилла. Здесь, используется лучистая энергия солнца.

Большинство фотоавтотрофных жгутиконосцев включая представителей Euglenida, Cryptomonadida, а также Volvocida, также совмещать автотрофию с гетеротрофией.По этой причине они часто описываются как ацетат жгутиковые.

Некоторые из их источников углерода включают ацетаты, простые жирные кислоты, а также спирты. Пока они автотрофы в на свету эти жгутиконосцы в темноте переходят в гетеротрофов.

Гетеротрофы

Большинство свободноживущих простейших падают под этой категорией. Таким образом, они зависят от широкого диапазона диет. В то время как некоторые питаются бактериями (микробоядными животными), другие питаются водорослями и описываются как травоядные.Плотоядные питаются обоими трофиками (травоядные и микробоядные животные).

Свободножители также делятся на две группы (морфологические). К ним относятся те, у кого есть рот / цитостом и те, у которых нет рта или определенной точки входа для еды. Например, тогда как некоторые жгутиконосцы и многие инфузории (кроме некоторых апостоматид) имеют цитостом у Sarcodina отсутствует ротовая полость.

Хемогетеротрофный — В эту группу входят те, которые требуют энергии и источников органического углерода.

Микроскопия

---

Как упоминалось ранее, простейшие очень разнообразный. Таким образом, они отличаются друг от друга на основе их различные особенности строения, средства передвижения, а также формирование споры.

С помощью светового микроскопа можно просматривать различные типы простейшие.

Сбор проб

Protozoa можно получить практически из любого среда обитания.В то время как свободноживущие виды могут быть найдены как в воде, так и в различные влажные места обитания, паразиты встречаются у большинства многоклеточных животных. (развитые животные).

Студентам было бы проще использовать вольную жизнь простейшие, которые могут быть получены из таких местообитаний, как грязь, пруды и переходные тела. Здесь стоит отметить, что они очень хрупкие. За это причина, с ними следует обращаться осторожно.

Также важно соблюдать осторожность, учитывая, что даже свободноживущие простейшие могут стать паразитическими.Простейшие также можно культивировать, чтобы увеличить их численность для наблюдение. Некоторые из используемых сред включают горох колотый (для Eglena), дистиллированный. вода с зернами пшеницы (от хиломонад), а также сено (от перанемы) среди другие.

Микроскопическое наблюдение

Некоторые из требований к микроскопии включают:

• Микроскоп
• Предметные стекла микроскопа
• Зажимы для микроскопа
• Дистиллированная вода (или из крана вода)
• Капельница

Метод мокрого монтажа

Метод мокрого монтажа — это метод, который просто поместите образец / образец в каплю воды и осмотрите ее под микроскопом.

Если образец взят из пруда, то можно использовать следующий процесс:

• Осторожно встряхните контейнер (для распределения простейших в воде)
• Используя пипетку, получить проба прудовой воды из емкости
• Поместите каплю пробы на центр предметного стекла микроскопа и накройте покровным стеклом (всегда следите за тем, чтобы предметное стекло микроскопа и чистые, чтобы избежать проникновения других микроорганизмов)
• Поместите предметное стекло на столик микроскопа для просмотра

В некоторых случаях можно использовать окрашивание для увеличения контрастировать и получить более четкое изображение.Некоторые из использованных здесь пятен включают:

• Bismarck Brown
• Brilliant Cresyl Blue
• Bromothymol Blue
• Карминовый порошок
• Метиленовый синий

---

Подробнее о клетках:

Eukaryotes12
Структура и различия клеток Различия

Диатомовые водоросли — Классификация и характеристики

Протисты — Обнаружение Kingdon Protista при микроскопии

Грибы — Плесень под микроскопом

---

Специальное изучение Vorticella, Rhizopoda

Более подробное изучение паразитологии. Бактерии, простейшие, грибы, водоросли и археи здесь

Прочтите о паразитах под микроскопом здесь

Также проверьте «Микроорганизмы, особенно в прудовой воде».

Взгляните на подготовку предметного стекла под микроскопом.

А если вам нужен микроскоп, обязательно прочтите наше Руководство покупателя микроскопа Darkfield и Руководство покупателя фазоконтрастного микроскопа.

Взгляните на протозоологию как на область исследований

Вернуться к клеточной биологии — компоненты, циклы, процессы и методы микроскопии

Вернуться от простейших к лучшей информации и исследованиям для микроскопов

сообщить об этом объявлении

Список литературы

---

Ward’s Science (2005) Работа с простейшими.

Джоанна Лейборн-Парри (1984) Функционал биология свободноживущих простейших.

Гэри Н. Калкинс (1906) Жизненный цикл простейших.

J. P. Kreier и J. R. Baker (1987) Анатомия и физиология простейших.

Р. В. Хегнер (1926) Гомологии и аналогии Между свободноживущими и паразитическими простейшими.

Мартинес А.Дж., Висвесвара Г.С. (1997) Свободная жизнь, амфизоидные и условно-патогенные амебы.Мозговой путь. 7: 583-598.

Mackean & Ian Mackean (2017) Паразитический Простейшие, Введение.

Ссылки

http://parasite.org.au/para-site/contents/protozoa-intoduction.html

Простейшие Определение, классификация, характеристики, структура, болезни, примеры

У простейших нет клеточных стенок, вместо этого они содержат пленку. По строению простейшие похожи на эукариотические клетки. Некоторыми примерами простейших являются Trypanosoma, Trichonympha, Plasmodium, Paramecium.

Теперь простейшие — это строго описательный термин, они больше не признаются как формальная группа в существующих системах биологической классификации.

Простейшие распространены повсеместно, что означает, что простейшие можно найти от Южного полюса до Северного полюса, они есть везде. Большинство из них обитает во влажных или водных средах обитания.

Их режим питания гетеротрофный. Некоторые протисты также демонстрируют миксотрофные признаки, что означает, что они демонстрируют как гетеротрофные, так и автотрофные признаки.Chrysophytes — пример миксотрофов простейших.

Простейшие Определение

Простейшие также известны как простейшие, это одноклеточные, эукариотические, микроскопические животные, которые могут быть свободноживущими или паразитическими, и получают свою энергию от органического углерода.

В 1818 году зоолог Георг Август Гольдфус впервые ввел термин «простейшие». Оно происходит от греческого слова protos, что означает «первый», а zôon — «животное».

Все простейшие содержат в своей цитоплазме «истинное», или мембраносвязанное, ядро ​​и мембраносвязанные органеллы.Простейшие содержат жгутики, реснички или псевдоподии, что означает, что они подвижны.

Пример простейших: Giardia, Trypanosoma, Trichonympha, Plasmodium, Paramecium и т. Д.

Характеристика простейших

1. Размер

• Размер простейших колеблется от 1 микрометра до нескольких миллиметров и более.
• Самые крупные простейшие обитают в глубоководных жилищах, известных как ксенофиофоры, которые могут достигать 20 см в диаметре.
• Самым маленьким из них является Plasmodium falciparum, размер которого может достигать 1-2 микрометров в диаметре.

2. Кормление

• Они гетеротрофны по своей природе. Получайте питательные вещества от других организмов.
• Некоторые простейшие получают пищу путем фагоцитоза, при котором они захватывают целые органические частицы с помощью псевдоподий, таких как амебы. Некоторые грибы получают пищу через цитостом, который представляет собой специальное отверстие в форме рта.
• Некоторые грибы также получают пищу, поглощая растворенные питательные вещества через свои клеточные мембраны. Этот процесс известен как осмотрофия.
• Плазмодий на стадии незрелого трофозоита поглощает пищу путем пиноцитоза. Когда они созреют, у них развивается специальная питательная органелла, известная как цитостом.
• Некоторые простейшие выглядят как миксотрофы, имеющие как гетеротрофную, так и автотрофную природу.
• Простейшие также демонстрируют симбиотические отношения с фотосинтезирующими водорослями, где они предоставляют питательные вещества хозяину в обмен на то, что они живут и растут в организме хозяина.
• Некоторые грибы подвергаются клептопластике, когда они крадут хлоропласты у водорослей и производят питательные вещества путем фотосинтеза.Например, Mesodinium rubrum получают пластиды из водорослей криптофитов.

3. Среда обитания

• Простейшие обитают в пресной, солоноватой и соленой воде. В основном они обитают во влажной среде, например, в почвах и мхах. Они могут выжить в засушливой среде, образуя цисты в состоянии покоя, что является стадией покоя простейших. Пока условия не улучшатся, они остаются в стадии покоя.
• Некоторые простейшие могут выжить в экстремальных условиях, например в горячих источниках, гиперсоленых озерах и лагунах.
• Паразитические и симбиотические простейшие живут внутри или на теле хозяина или других микроорганизмов, таких как позвоночные и беспозвоночные, растения и другие одноклеточные организмы.

4. Подвижность

• Простейшие подвижны, содержат жгутики, реснички и псевдоподии. Что помогает им передвигаться.
• Жгутики представляют собой плетевидную структуру, реснички представляют собой структуру, подобную волосам, а псевдоподии представляют собой структуру, напоминающую ступню.

5. Пелликул

• Простейшие не содержат жесткой клеточной стенки, вместо этого они содержат эластичные структуры мембран, которые помогают им двигаться.
• Инфузории и эвгленозойные имеют гибкую и эластичную или довольно жесткую мембранную оболочку, известную как «пленка». Во время передвижения он придает клетке форму.
• У инфузорий и Apicomplexa пелликула поддерживается альвеолами, которые представляют собой плотно упакованные пузырьки.
• У некоторых простейших он образован из белковых полосок, расположенных спирально по длине тела, таких как эвглениды.

6. Жизненный цикл простейших

• У простейших есть две стадии в их жизненном цикле, такие как стадии пролиферации (напр.g., трофозоиты) и покоящиеся цисты.
• Когда простейшие подвергаются воздействию экстремальных условий окружающей среды, таких как высокая температура, вредные химические вещества или недостаток питательных веществ, они образуют спящую структуру, называемую цистами. Разговор трофозоита с кистой известен как энцистация. На этом этапе они могут передавать данные от одного хоста к другому.
• Когда условия возвращаются к нормальным, они образуют трофозоитную стадию. На стадии трофозоитов (греч. Trophy = питать) они активно питаются.Преобразование цисты в трофозоит известно как эксцистация.
• Они воспроизводятся путем двойного или множественного деления. Некоторые простейшие также передают свой генетический материал посредством конъюгации.

Структура простейших

• Простейшие — это эукариотические клетки.
• Это одноклеточные организмы.
• Их размер колеблется от 1 микрометра до 200000 или может достигать 200000 микрометров в диаметре.
• Размер более мелких простейших составляет от 1 до 10 мкм в длину.
• Они содержат в своей цитоплазме связанные с мембраной органеллы, такие как рибосома, аппарат Гольджи.
• Простейшие содержат хорошо организованное ядро, покрытое мембраной.
• Типы органелл, присутствующих в простейших, варьируются от вида к виду. Они содержат некоторые характерные органеллы, такие как трихоцисты Paramecium, определенные скелетные структуры, сократительные вакуоли.
• Простейшие содержат везикулярное ядро. Таким образом, хроматика рассеяна, и ядро ​​приобретает размытый вид.
• Везикулярное ядро ​​типа Apicomplexa содержит одно или несколько ядрышек с ДНК, тогда как ДНК отсутствует в эндосоме трипаносом.
• Они содержат псевдоподии, жгутики и реснички, которые помогают им передвигаться. Эти двигательные структуры покрыты плазматической мембраной.
• Некоторые простейшие также содержат жесткую структуру, известную как пленка, которая придает им форму, а также помогает скручиваться и сгибаться во время передвижения.

Классификация простейших

Классификация Phylum Protozoa

Существуют различные типы простейших, такие как;

(i).Тип Euglenida

.

• Они содержат пленку и жгутики, которые помогают им передвигаться.
• Пелликула расположена под клеточной мембраной и состоит из белковых полосок. Это характерная черта эвглениды.
• Некоторые эвглениды являются автотрофами, они содержат хлоропласты, которые помогают им в фотосинтезе для приготовления пищи.
• Другие используют растворенные питательные вещества для получения пищи. Пока мало кто из них паразитирует.

(ii). Тип Kinetoplastida

• Они защищены пленкой, состоящей из микротрубочек.
• Они содержат одну, значительно увеличенную и удлиненную митохондрию.
• Некоторые из них являются паразитическими, например лейшманиоз, вызывающий заболевание у людей

(iii). Тип Ciliophora

• Они содержат реснички для передвижения, которые представляют собой структуры гораздо меньшего размера, чем жгутики.
• Они действуют как паразиты в пищеварительном тракте более крупных организмов.
• Вся клетка покрыта ресничками, которые продвигают клетку вперед. Каждая ресничка совершает силовой удар вперед, а затем возвращается в исходное положение в ходе восстановления.
• Некоторые инфузории встречаются на дне морской среды, известной как бентосная зона.
• Свободноплавающие и сидячие организмы используют реснички для фильтрации пищи из воды.

(iv). Тип Apicomplexa

• Это паразитические организмы, которые проникают в свои хозяйские клетки с помощью , используя апикальных комплексов. Они гораздо более устойчивы внутри клетки и имеют лучший доступ к питательным веществам.
• Они могут прятаться от иммунной системы, изменяя белки, выставленные на их клеточной поверхности, поэтому их трудно лечить лекарствами.

(в). Тип Dinoflagellata

• Они содержат жгутики для передвижения и пленки. Пленка Dinoflagellata состоит из серии пузырьков под клеточной мембраной, что делает их жесткими.
• Некоторые из них защищают свои клетки, заполняя свои пузырьки полисахаридами и формируя броню.

(vi). Тип Stramenopila

• Этот тип содержит различные разновидности организмов, от очищенных диатомовых водорослей до коричневых и золотистых водорослей.
• Они содержат оболочки, весы или тесты, поддерживающие ячейку.
• Тесты диатомовых водорослей сделаны из силиката, другие используют карбонат кальция или белок для изготовления панцирей.

(vii). Тип Rhizopoda

• К этому типу относятся амебы. Это небольшие одноклеточные простейшие, не имеющие твердого покрытия.
• Они расширяют свою цитоплазму в окружающей среде для передвижения. Эти расширения амебы известны как псевдоподии.

(viii).Тип Actinopoda

• Имеют характерные аксоподии. Это острые колючки; выходят из клетки; используется для передвижения и кормления.

(ix). Тип Granuloreticulosa

• Granuloreticulosa имеет огромное промышленное значение.
• Они производят тесты на дне океана, где они вместе окаменелости и образуют мел, известняк и мрамор.

Пирамиды Египта были построены из камней, которые произошли от панцирей этих простейших.

(х). Тип Diplomonodida

• Они содержат жгутики (около 8) для передвижения.
• Примером Diplomonodida является род Giardia , который вызывает симптомы гриппа и диарею у людей.

(xi). Тип Parabasilida

• Они содержат тысячи жгутиков и волокно, которое прикрепляет аппарат Гольджи к основанию жгутиков.
• Некоторые из них демонстрируют симбиотические отношения с насекомыми, в основном эти насекомые поедают древесину.
• Они выделяют ферменты, разрушающие целлюлозу.

Классификация простейших по способу существования

Существует около 21 000 видов свободноживущих простейших и 11 000 видов паразитических микробов, обитающих как у позвоночных, так и у беспозвоночных.

Свободноживущие простейшие обитают повсюду, их можно найти в воде, почве и т. Д. Они вызывают болезни у людей. Следовательно, на основе среды обитания свободноживущих простейших они классифицируются на следующие группы, такие как;

(а).Акантамеба

• Их можно найти в почве и воде.
• Они вызывают хронический гранулематозный амебный энцефалит, амебный кератит, гранулематозную кожу, а также поражения легких.

(б). Naegleria fowleri

• В основном встречаются во влажной почве.
• Они вызывают острый первичный амебный менингоэнцефалит.

(в). Баламутия мандрилларис

• Они вызывают подострый и хронический гранулематозный амебный энцефалит, а также вызывают гранулематозные поражения кожи и легких.

(г). Саппиния диплоидия

• Их можно найти в фекалиях лося и буйвола, почве, воде.
• Следующие симптомы могут наблюдаться у пациента, инфицированного Sappinia; Головная боль, Чувствительность к свету, Тошнота или расстройство желудка, Рвота, Нечеткое зрение, Потеря сознания.

Классификация простейших по режиму питания

Простейшие классифицируются на три основные категории в зависимости от их режима питания, такие как:

(а).Автотрофы

• Они производят углеводы или пищу из углекислого газа и воды посредством фотосинтеза. Они содержат хлорофилл.
• В качестве основного источника углерода они используют ацетаты, простые жирные кислоты и спирты.
• На свету они действуют как автотрофы, а в темноте переходят в гетеротрофов.
• Некоторыми примерами фотоавтотрофных простейших являются Euglenida, Cryptomonadida, Volvocida (как автотрофные, так и гетеротрофные).

(б).Гетеротрофы

• Большинство простейших попадает в эту категорию. Они питаются бактериями (микробоядные) или водорослями (травоядными) или могут быть как бактериями, так и водорослями (плотоядные).
• Они делятся на две отдельные группы в зависимости от точки входа в пищу, например, те, у которых есть рот / цитостом, и те, у которых нет рта или определенной точки входа для пищи.

(в). Хемогетеротрофный

• Эта группа простейших нуждается в источниках энергии и органического углерода.

Жизненный цикл простейших

Жизненный цикл простейших | Автор изображения: LadyofHats

Паразитические простейшие

Жизненный цикл паразитических простейших протекает внутриклеточно или в просвете данных органов. Из-за разнообразия разные виды следуют разным образцам жизненного цикла.

У простейших были обнаружены три наиболее распространенных паттерна, такие как:

(я). Первая выкройка

• Этот образец в основном встречается у филума Apicomplexa.В этом методе происходит чередование бесполой и половой репродуктивной стадий.
• Цикл начинается с бесполого размножения. На первом этапе популяция ткани хозяина увеличивается за счет шизогонии (включая митоз и цитокинез).
• После этого популяция подвергается гаметогонии (половому процессу) и развивает гаметы.
• Эти гаметы подвергаются спорогонии (бесполому отростку) и образуют спорозоиты. Эти спорозоиты обладают способностью инфицировать новую клетку-хозяин.
• Когда спорозоит попал в хозяйскую клетку, они снова запустили цикл размножения.
• Apicomplexa требовалось два хозяина (позвоночное и беспозвоночное) для завершения своего жизненного цикла. Внутри позвоночных они претерпевают шизогонию и гаметогонию. Внутри беспозвоночного гаметы объединяются, и в тканях возникает спорогония.

(ii) Второй шаблон

• Это наиболее распространенный образец среди жгутиконосцев, при котором происходит бесполое размножение.
• В этом цикле происходит ряд морфологических преобразований. Все они воспроизводятся двойным делением.
• Некоторые из них используют позвоночных хозяев для завершения своего жизненного цикла, где они передаются от одного хозяина к другому через цисты.

(iii). Третий образец

• В основном встречается у амеб и происходит путем бесполого размножения.
• Для их воспроизведения требовался единственный хост. Например; трофозоиты живут в просвете кишечника, где они непрерывно увеличивают свое количество за счет бинарного деления.
• Здесь, при определенных условиях, трофозоиты стимулируются к энцисте, поскольку они подвергаются ядерному делению внутри кисты. Цикл продолжается, когда другой хозяин проглотит кисту.

Свободноживущие простейшие

• Жизненный цикл Free Living Protozoa сопровождается ростом и увеличением размера организма, за которым следует бинарное деление (или другие формы бесполого размножения).
• При неблагоприятных условиях (неблагоприятная температура, ограниченные запасы пищи и т. Д.) Free Living Protozoa начинают половое размножение.
• Цикл роста и деления свободноживущих простейших завершается различными фазами, такими как
  • Фаза первого деления
  • Конец фазы деления и начало синтеза ДНК
  • Синтез ДНК
  • Конец синтеза ДНК и начало следующего отдел

Протозойная болезнь

Малярия

• Малярия у людей вызывается шестью видами Plasmodium , но среди них два наиболее значимых, такие как Plasmodium falciparum и Plasmodium vivax .
• Это заболевание в основном встречается в тропических и субтропических регионах мира.
• Симптомы этого заболевания включают озноб, усталость, лихорадку, ночную потливость, дрожь или потливость, боль в животе или мышцах, диарею, тошноту или рвоту и т. Д.

Токсоплазмоз

• Это заболевание вызывается Crytoptosporidium parvum и Cryptosporidium hominis.
• Симптомы: водянистая диарея, спазмы или боль в желудке, обезвоживание, тошнота, рвота, лихорадка, потеря веса.

Африканский трипаносомоз

• Это заболевание также известно как африканская сонная болезнь. Это заболевание вызывается родом Trypanosoma.
• Trypanosoma brucei gambiense и Trypanosoma brucei rhodesiense, соответственно T. b. gambiense вызывают трипаносомоз в Западной и Восточной Африке.
• Симптомы этого заболевания включают боль в суставах или мышцах, бессонницу или сонливость, потерю мышц и слабость или потерю веса, лихорадку, головную боль, зуд, спутанность сознания, изменение личности, проблемы с координацией, кожную сыпь или увеличение лимфатических узлов.

Болезнь Шагаса

• Он также известен как американский трипаносомоз. Trypanosoma cruzi вызывает это заболевание в Латинской Америке.
• Симптомы этого заболевания включают боль в животе или мышцах, лихорадку или ломоту в теле, головную боль, безболезненный отек вокруг глаз, сердцебиение или кожную сыпь.

Лейшманиоз

• Это заболевание вызывается паразитами Leishmania .
• Симптомы включают лихорадку, потерю веса, увеличение (набухание) селезенки и печени и отклонения от нормы в анализах крови (низкое количество эритроцитов (анемия), низкое количество лейкоцитов (лейкопения) и низкое количество тромбоцитов. (тромбоцитопения)).

Примеры простейших

(i) Лямблии: Это кишечные паразиты, ответственные за диарейные заболевания у людей. Их можно найти в тонком кишечнике человека и других животных.

(ii) Трипаносома: Они могут процветать в системе кровообращения хозяина и несут ответственность за заболевание трипаносомоз.

(iii) Трихонимфа: Это симбиотические простейшие с множеством жгутиков, обитающие в кишечнике термитов.

(iv) Leishmania: Они ответственны за лейшманиоз у людей. Они могут передаваться от одного хозяина к другому через укусы песчаных мух (Phlebotomus spp.).

(v) Entamoeba: Это не жгутиковые амебы, которые вызывают заболевание амебиаз у людей.

(vi) Plasmodium: присутствуют различные виды рода Plasmodium, такие как P. vivax, P. ovale, P. malariae и P. falciparum. Они несут ответственность за заболевание малярией, от которой ежегодно страдают от 200 до 300 миллионов человек.

(vii) Токсоплазма: Они ответственны за заболевание токсоплазмоз. Симптомами этого заболевания всегда являются боль в горле и увеличение селезенки, печени и лимфатических узлов. Они передаются через домашних кошек.

(viii) Paramecium: Они похожи на тапочки. Они содержат большое количество ресничек по всей поверхности. Реснички помогают собирать твердую пищу через рот. Они также содержат пленку, покрывающую цитоплазму.

(ix) Tetrahymena: Это род свободноживущих инфузорий.Tetrahymena может переключаться с комменсалистических на патогенные способы выживания. Их можно найти в пресноводных прудах.

Клеточная стенка простейших

Практически все эукариотические клетки содержат клеточные стенки, и каждая из них содержит различный состав. Простейшие не содержат клеточных стенок; вместо этого они содержат гибкое белковое покрытие, известное как пленка.

Простейшие — клетки, простейшие, виды и продукты питания

Простейшие — это очень разнообразная группа одноклеточных организмов, насчитывающая более 50 000 различных типов.Подавляющее большинство из них микроскопические, многие из них имеют размер менее 1/200 мм, но некоторые, такие как пресноводный Spirostomun , могут достигать 0,17 дюйма (3 мм) в длину, что достаточно для того, чтобы его можно было увидеть обнаженным. глаз . Ученые даже обнаружили несколько образцов окаменелостей диаметром 0,78 дюйма (20 мм). Однако независимо от размера простейшие хорошо известны своим разнообразием и тем фактом, что они эволюционировали в очень разных условиях. Одним из основных требований всех простейших является наличие воды , но в рамках этого ограничения они могут жить в море, в реках, , озерах или даже стоячих водоемах с пресной водой, в почвах, и даже в некоторых разлагающихся. имеет значение.Многие из них являются одиночными организмами, но некоторые из них колониальны; одни живут свободно, другие сидячие; и около видов являются даже паразитами растений и животных — от других простейших до человека. Многие из них имеют сложные, изысканные формы, и их красоту часто упускают из виду из-за их миниатюрных размеров.

Корпус ячейки часто ограничен тонкой гибкой мембраной , хотя некоторые сидячие формы могут иметь упрочненный внешний слой, образованный из целлюлозы , или даже отдельные оболочки, сформированные из смеси материалов.В этой клеточной стенке происходят все жизненные процессы. Внутренняя часть мембраны заполнена жидкообразным материалом, называемым цитоплазмой, в которой плавает множество крошечных органов. Самым важным из них является ядро, которое необходимо для роста и размножения. Также присутствуют одна или несколько сократительных вакуолей, которые напоминают пузырьки воздуха, работа которых заключается в поддержании правильного водного баланса цитоплазмы, а также в содействии усвоению пищи. Простейшим, живущим в соленой воде , не требуются сократительные вакуоли, поскольку концентрация солей в цитоплазме аналогична концентрации солей в морской воде и, следовательно, нет чистой потери или увеличения жидкости.Пищевые вакуоли образуются при приеме пищи и уменьшаются по мере развития пищеварения. Если в клетку попадает слишком много воды, эти вакуоли раздуваются, перемещаются к краю клеточной стенки и выпускают воду через крошечную пору в мембране.

Некоторые простейшие содержат зеленый пигмент , хлорофилл , который чаще ассоциируется с высшими растениями, и могут производить собственные продукты питания аналогично растениям. Другие питаются, поглощая мелкие частицы растений или животных материи.Чтобы помочь в поимке жертв , предметы, многие простейшие развили способность передвигаться. Некоторые из них, такие как Euglena и Trypanosoma , оснащены одним плетевидным жгутиком , который при быстром движении вперед и назад проталкивает тело через окружающий водоем. Другие простейшие, такие как Paramecium , развили большое количество крошечных ресничек вокруг Простейшие. © Эрик Грейв / Science Source, Коллекция Национального общества Одубона / Photo Researchers, Inc.Воспроизведено с разрешения автора. мембрана; ритмичное биение этих волосковидных структур продвигает клетку, а также переносит пищу, такую ​​как бактерий , к пищеводу. Третьи способны изменять форму своей клеточной стенки. Например, амеба способна обнаруживать химические вещества, выделяемые потенциальными частицами пищи, такими как диатомовые водоросли , водоросли , бактерии или другие простейшие. Поскольку клеточная стенка не имеет определенной формы, цитоплазма может выдавливаться с образованием псевдоподий (греч. pseudes , ложно; pous , фут) различных размеров и в любой точке поверхности клетки.Когда амеба приближается к своей добыче, две псевдоподии выходят из основной клетки, окружают и поглощают пищу, которая затем медленно переваривается.

В этой группе развились различные формы воспроизводства, одна из самых простых включает расщепление клетки в процессе, известном как двойное деление. У таких видов, как амеба, этот процесс происходит в течение примерно одного часа: ядро ​​делится, и две части дрейфуют к противоположным концам клетки. Цитоплазма также начинает делиться, и клетка принимает форму гантели.В конце концов клетка разделяется, давая начало двум идентичным «дочерним» клеткам, которые затем возобновляют движение и питание. Они, в свою очередь, могут дальше делиться в этом процессе, известном как бесполое воспроизводство , в котором участвует только один человек.

Некоторые виды, которые могут размножаться бесполым путем, могут иногда размножаться половым путем, который включает соединение или слияние ядер из двух разных клеток. В случае парамеция у каждого человека есть два ядра: более крупное макроядро, отвечающее за рост, и гораздо меньшее микроядро, контролирующее размножение.Когда парамеций размножается половым путем, два человека соединяются в области ротовой бороздки — неглубокой бороздки в клеточной мембране, которая открывается наружу. Когда это произошло, макроядра каждого из них начинают распадаться, а микроядра делятся на четыре. Затем три из них дегенерируют, а оставшееся ядро ​​снова делится с образованием двух генетически идентичных микроядер. Затем две клетки обмениваются одним из этих ядер, которое, достигнув микроядра другого человека, сливается, образуя так называемое «ядро зиготы».«Вскоре после этого две клетки разделяются, но внутри каждой клетки будет продолжать происходить ряд других клеточных и цитоплазматических делений, что в конечном итоге приведет к образованию четырех дочерних клеток от каждой особи.

Простейшие эволюционировали, чтобы жить в самых разных условиях окружающей среды. Когда эти условия неблагоприятны, например, когда пищи не хватает, большинство видов могут войти в неактивную фазу, когда клетки становятся неподвижными и выделяют окружающую кисту, которая предотвращает высыхание и защищает клетку от экстремальных температур.Цисты могут также служить полезным средством распространения, поскольку клетки переносятся ветром или ногами животных. Как только киста достигает более благоприятной ситуации, внешняя стенка разрушается, и клетка возобновляет нормальную деятельность.

Многие виды представляют значительный интерес для ученых, не в последнюю очередь из-за медицинских проблем, которые они вызывают. Крошечные простейшие Plasmodium , вызывающие малярийных заболеваний у людей, являются причиной сотен миллионов случаев заболеваний каждый год, причем многие из них умирают в бедных странах.Этот паразит передается от больного малярией здоровому человеку при укусе самок комаров рода Anopheles. Когда комар питается кровью жертвы , паразит перешел из его слюнных желез в открытую рану. Оттуда они попадают в печень, где размножаются, а затем попадают непосредственно в эритроциты. Здесь они еще больше размножаются, в конечном итоге вызывая разрыв клетки крови и высвобождение от шести до 36 инфекционных тел в кровь плазма .Комар, питающийся кровью такого пациента, может поглотить некоторые из этих организмов, позволяя паразиту завершить свой жизненный цикл и начать процесс заново. Шок, вызванный выбросом такого количества паразитов в кровоток человека, приводит к серии ознобов и лихорадок — типичных симптомов малярии. Острые случаи малярии могут продолжаться в течение нескольких дней или даже недель и могут исчезнуть, если организм сможет выработать иммунитет к болезни . Однако рецидивы являются обычным явлением, и малярия по-прежнему является основной причиной смерти в тропиках.Хотя были разработаны определенные лекарства для защиты людей от Plasmodium , в настоящее время развились многие формы малярии, некоторые из которых даже невосприимчивы к самым сильным лекарствам.

В то время как малярия является одним из наиболее известных заболеваний, вызываемых простейшими, широкий спектр других не менее разрушительных заболеваний также вызывается простейшими инфекциями. Например, амебная дизентерия вызывается Entamoeba histolytica ; Африканская сонная болезнь , передающаяся при укусе мухи це-це, вызывается жгутиковидными простейшими Trypanosoma ; родственный вид T.cruzi вызывает болезнь Шагаса в Южной и Центральной Америке; Eimeria вызывает кокцидиоз у кроликов и домашних птиц; и Бабезия , передаваемая клещами, вызывает красноводную лихорадку у крупного рогатого скота.

Однако не все простейшие являются паразитами, хотя это гораздо более специализированный образ жизни, чем у свободноживущих форм. Некоторые простейшие образуют уникальные неразрушающие отношения с другими видами, такими как те, что обнаруживаются в кишечнике древесных термитов .Проживающие в кишечнике термитов, простейшие обеспечиваются бесплатным питанием и жильем, поскольку они потребляют древесных волокон для своего собственного питания . В процессе этого они также выделяют белков , которые могут быть поглощены пищеварительной системой термитов , которая в противном случае не может разрушить жесткие целлюлозные стенки древесных волокон. Благодаря этим мутуалистическим отношениям термиты получают пользу от источника питания, который в противном случае они не могли бы переварить, в то время как простейшие получают безопасный дом и постоянный запас пищи.

При таком огромном количестве видов в этом типе неудивительно, что о подавляющем большинстве видов все еще мало что известно. Многие простейшие служат основным источником пищи для широкого круга других животных и, следовательно, необходимы для экологических пищевых сетей высших организмов. Многие из них, конечно, также важны для медицинских целей, в то время как другие сейчас используются в ряде предприятий, которые включают очистку фильтров и сточных вод. Несомненно, по мере того, как будут проводиться дальнейшие исследования этих крохотных организмов, мы узнаем, чем большее количество этих видов может быть полезным, возможно, даже в борьбе с некоторыми из основных болезней, поражающих цивилизацию, в том числе вызываемых другими простейшими.

простейших — обзор | Темы ScienceDirect

4 ПРОТОЗОАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ

Простейшие демонстрируют широкий спектр стратегий питания, четыре типа которых представлены простейшими, обнаруженными в системах очистки сточных вод. Некоторые представители Phytomasti-gophorea являются первичными продуцентами и способны к фотоавтотрофному питанию в дополнение к более обычному хемогетеротрофному питанию.

Гетеротрофия среди жгутиковых простейших способствует процессу удаления биохимической потребности в кислороде (БПК), а поглощение растворимого органического материала происходит либо путем диффузии, либо путем активного транспорта.Простейшие, которые получают свой органический материал таким образом, известны как сапрозойные и вынуждены конкурировать с более эффективными гетеротрофными бактериями за доступный БПК. Амебы и ресничные простейшие также способны образовывать пищевую вакуоль вокруг твердой пищевой частицы (которая включает бактерии) с помощью процесса, известного как фагоцитоз. Затем органическое содержимое частицы может быть использовано после ферментативного расщепления в вакуоли, процесс, который занимает от 1 до 24 часов. Это называется голозойным или фаготрофным питанием и не связано с прямой конкуренцией с бактериями, которые не способны поглощать частицы.

Последний способ питания простейших — это хищничество. Эти хищники — в основном инфузории, некоторые из которых способны питаться водорослями (и, следовательно, являются травоядными), а также другие инфузорийные и жгутиковые простейшие формы.

Все простейшие полагаются на фагоцитоз для получения энергии и углерода для создания клеточного материала (рис. 4.2). Это включает в себя заключение твердой частицы пищи в вакуоль, которая покрыта мембраной и в которой происходит пищеварение.Растворенные питательные вещества удаляются из вакуоли, оставляя неусвояемые остатки. Они удаляются из клетки путем слияния вакуоли с поверхностной мембраной клетки. Типичный срок жизни пищевой вакуоли составляет около 20 минут, хотя это время сокращается, если клетка не питается.

Рис. 4.2. Разложение пищевой частицы путем фагацитоза. (а) Пищевая частица поглощается псевдоподиями и образуется вакуоль; (б) ферментное переваривание происходит внутри вакуоли, и продукты переваривания высвобождаются в цитоплазму; (c) непереваренные остатки выбрасываются из тела.

Помимо фагоцитоза, существуют другие механизмы, с помощью которых простейшие могут получать энергию и клеточные строительные блоки. Некоторые простейшие участвуют в симбиотических отношениях с фотосинтезирующими организмами, тогда как другие считаются способными поглощать растворенные питательные вещества. Однако сомнительно, что этот последний механизм играет какую-либо роль для свободноживущих простейших вне лабораторной культуры.

Хотя фагоцитоз практикуют все простейшие, существует ряд различных схем питания, которые используются для захвата твердых частиц, и их можно разделить на три категории, а именно: фильтрующие питатели, хищные питатели и диффузионные питатели.Подача через фильтр включает создание питающего тока, который затем пропускается через устройство, которое отфильтровывает твердые частицы в воде. У жгутиконосцев это воротничок из прямых жестких щупалец. У инфузорий вода проходит через расположение параллельных ресничек. Зазор между щупальцами в ошейнике и параллельными инфузориями определяет размер удерживаемых частиц. Обычно это значение составляет от 0,3 до 1,5 мкм и помогает объяснить, почему присутствие здоровой популяции инфузорий на установке с активным илом создает такие кристально чистые сточные воды с уменьшенным количеством индикаторных бактерий фекалий (Таблица 4.3).

ТАБЛИЦА 4.3. Влияние мерцательных простейших на качество сточных вод лабораторного завода по производству активного ила

Параметр	Без инфузорий	С инфузориями
БПК (мг / л)	53-70	7-24
ХПК (мг / л)	198-250	124-142
Органический азот (мгН / л)	14-21	10
Взвешенные частицы (мг / л)	86-118	6-34
OD 6 20	0.95-1,42	0,23-0,34
Количество жизнеспособных бактерий (КОЕ / мл × 10 6 )	106-160	1-9

(от Pike and Curds, 1971)

Copyright © 1971

Хищное питание практикуется у мелких жгутиконосцев и амеб, которые питаются бактериями. В этом режиме потоки воды направляются против клетки с помощью волосатого переднего жгутика. Частицы, которые контактируют с губообразной структурой простейших, фагоцитируются (рис.4.2). Поскольку каждая частица улавливается отдельно (по сравнению с фильтрующими устройствами, которые удерживают все частицы правильного размера), это позволяет простейшим различать, что попадает в организм. Это может зависеть от размера или типа жертвы, например, от водорослей или мелких жгутиконосцев. Простейшие также способны различать разные виды бактерий, выбирая предпочтительные типы.

Диффузное кормление практикуется саркодинами. Сукториане — обычные простейшие в активном иле, питающиеся диффузией, в основном другими инфузориями.Сукторианцы прикреплены к хлопьевидной частице стеблем, и у них есть пучки щупалец, поддерживаемые внутренним цилиндром из микротрубочек. Инфузории, которые касаются этих щупалец, прикрепляются и обездвиживаются. Затем щупальца проникают в прикрепленную инфузорию и втягивают содержимое через щупальце в присоску.

В двух последних режимах питания простейшие демонстрируют определенную степень избирательного питания. Более крупные формы амеб плотоядны, питаются в основном инфузориями и жгутиками, тогда как более мелкие амебы питаются в основном бактериями.Обнаружено, что хищные присоски питаются почти исключительно голотриховыми и спириотрихоподобными инфузориями, причем гипотрихи, жгутиконосцы и амебы отлавливаются редко. Перитриховидные инфузории в первую очередь питаются бактериями, но имеют ограниченное количество видов бактерий, которыми они могут питаться. Некоторые виды бактерий способны поддерживать рост в течение длительного времени, тогда как другие вызывают голод через короткое время. Кроме того, многие бактерии, особенно пигментированные, оказываются токсичными для инфузорий, которые их проглатывают.

Бактерии и вирусы

Микробные и органические загрязнители не всегда можно обнаружить по зрению, запаху или вкусу. Вы можете пройти годы, прежде чем осознаете, что проблема существует.

Хотя некоторые микробы, передающиеся через воду, могут вызывать болезни, многие микробы безвредны или даже полезны. Во многих источниках воды естественным образом присутствует очень небольшое количество микробов, но некоторые из них более опасны, чем другие. Некоторые из наиболее опасных микробных загрязнителей, такие как E. coli, Giardia, и Cryptosporidium, , могут вызывать проблемы с желудочно-кишечным трактом и симптомы гриппа, которые обычно приписываются недоваренной или неправильно хранимой пище.В их числе:

Бактерии: Одноклеточные организмы без четко выраженных ядерных мембран и других специализированных функциональных частей клеток, которые размножаются путем деления клеток или спор. Бактерии могут быть свободноживущими организмами или паразитами. Бактерии (наряду с грибами) являются разложителями, которые расщепляют отходы и тела мертвых организмов, делая их компоненты доступными для повторного использования. Бактериальные клетки имеют длину от 1 до 10 микрон и ширину от 0,2 до 1 микрона. Они существуют почти повсюду на Земле.Некоторые бактерии полезны для человека, а другие вредны.

Вирусы: Паразитарные инфекционные микробы, почти полностью состоящие из белка и нуклеиновых кислот, которые могут вызывать заболевания у человека. Вирусы могут воспроизводиться только в живых клетках. Их размер составляет от 0,004 до 0,1 мкм, что примерно в 100 раз меньше, чем у бактерий.

Цисты: Капсулы или защитные мешочки, производимые многими простейшими (а также некоторыми бактериями и водорослями) в качестве подготовки к переходу в стадию покоя или специализированную репродуктивную стадию.Как и споры, цисты более устойчивы к разрушению при дезинфекции. К счастью, цисты простейших обычно имеют диаметр от 2 до 50 микрон и могут быть удалены из воды тонкой фильтрацией.

Существуют как химические, так и физические способы дезинфекции воды. В химической дезинфекции часто используются галогены, такие как хлор, йод, бром или озон, тогда как обычными физическими вариантами являются ультрафиолет (УФ), ультрафильтрация и дистилляция. Эти процессы могут устранить 99.9 — 99,9999% вредных микроорганизмов.

Очистка воды позволяет бороться с патогенными микробиологами с помощью следующих методов:

Хлорирование

Процесс обработки, при котором газообразный хлор или раствор хлора добавляют в воду для дезинфекции и борьбы с микроорганизмами. Хлорирование также используется при окислении растворенных примесей железа, марганца и сероводорода. Этот метод дезинфекции включает добавление хлора в воду, чтобы сделать ее более безопасной для питья.Это обычная, экономичная и быстрая процедура, убивающая множество патогенных микроорганизмов. Он может даже окислять или расщеплять железо, марганец и сероводород, в результате чего вода становится более прозрачной и вкусной.

Некоторые люди считают, что хлор придает воде неприятный химический вкус и запах. Он также может производить побочные продукты дезинфекции (которые могут вызвать проблемы со здоровьем), вступая в реакцию с другими веществами в воде при хранении. Эти побочные продукты часто можно отфильтровать с помощью активированного угля.

Ультрафиолетовый (УФ) свет

Метод УФ-дезинфекции, в котором не используются химические вещества, давно стал популярным в коммерческих целях, но становится все более распространенным в домашних условиях. УФ-системы подвергают воду воздействию света с подходящей длиной волны для уничтожения микробов. Это способ убить бактерии, вирусы, грибки, простейшие и цисты, которые могут присутствовать в воде.

Эффективность УФ-обработки зависит от силы и интенсивности света, количества времени, в течение которого свет проходит через воду, и количества частиц, присутствующих в воде.Источник света необходимо содержать в чистоте, а УФ-лампу необходимо периодически заменять. Обработка УФ-светом не позволяет удалить газы, тяжелые металлы и твердые частицы; по этой причине системы более высокого уровня могут включать дополнительную фильтрацию, такую ​​как активированный уголь.

Озон

Озон образуется при воздействии на кислород высокого напряжения. Использование озона при очистке воды может уничтожить вирусы, бактерии и другие микроорганизмы, а также удалить железо, серу и марганец. Озон быстро выполняет свою работу, а затем быстро разлагается, сокращая попадание вредных побочных продуктов дезинфекции и неприятных привкусов или запахов, связанных с хлорированием.Этот процесс, как правило, более дорогостоящий и энергозатратный и обычно используется в коммерческих целях или в крупных муниципалитетах.

Щелкните здесь, чтобы найти поставщика по очистке воды, который может помочь с проблемами бактерий и вирусов.

простейших — Sacramento Splash

Общее название: Protozoa

Научное название: Существуют тысячи видов. простейших. Некоторые группы, встречающиеся в весенних прудах: Vorticella , Heliozoa и Ameoba
Тип: Protozoa
Среда обитания: наиболее водных сред обитания на Земле.
Размер: микроскопический, от 2 до 70 микрон (от 0,002 до 0,07 мм)

Описание : Простейшие — одноклеточные животные. которые бывают разных форм и размеров. Самые распространенные формы: круглые, овальные, колоколообразные и тапочки. Простейшие ясны. Они становятся цветом материалов внутри них, в том числе еда, которую они только что съели.

Интересные факты : Некоторые виды простейших используют другие твари в весеннем бассейне как такси! В микроскоп можно увидеть вид Vorticella , прикрепленный к телам семян Креветки и водяные блохи. Vorticella получает бесплатную поездку, и по пути находит еду.

Другой вид весеннего водоема Vorticella обитает в группы. Они позволяют определенным видам зеленых водорослей жить внутри их тела. Некоторые ученые считают, что Vorticella выращивают водоросли. Это означает, что они использовать пищу, производимую водорослями, для себя.

Heliozoa — простейшее, похожее на футбольный мяч. с шипами.Шипы покрыты липким веществом, которое ядовит для других простейших. Любое простейшее, которое касается Heliozoa мгновенно парализуется. Heliozoa отстой изнутри своей добычи и съедает ее.

Жизненный цикл : большинство простейших размножаются клеткой разделение. Ячейка разделяется и образует две ячейки, которые идентична исходной ячейке. Когда еда заканчивается или становится слишком сухо и жарко в весеннем бассейне, простейшие образуют цисту покоя с дополнительными слоями стен вокруг него.Стены защищают кисту пока бассейны снова не станут влажными. Они вылупляются всего за несколько минут как только дожди вернутся зимой.