Среда обитания амеба: Среда обитания, особенности строения и жизнедеятельности амёбы обыкновенной?

ОБЫКНОВЕННАЯ АМЕБА. СРЕДА ОБИТАНИЯ. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ.

Амёба пресноводная обитает в илистых отложениях дна болот,

прудов, сточных канав. Тело амёбы размером 0,2-0,5 мм состоит из

цитоплазмы, ограниченной элементарной плазматической мембраной, и

одного ядра. Цитоплазма подразделяется на два слоя — наружный —

эктоплазму, и внутренний — эндоплазму. Наружный слой более вязкий,

однородный; внутренний-более жидкий, зернистый. В эндоплазме располагается ядро, органоиды общеклеточного значения, сократительная и пищеварительные вакуоли.

ПИТАНИЕ.На теле амёбы постоянно образуются ложноножки, что связано с изменением коллоидных свойств цитоплазмы и попеременным переходом эктоплазмы в эндоплазму и наоборот. Благодаря образованию ложноножек амёба перемещается в среде. Наталкиваясь при движении на пищевые частицы, она обволакивает их ложноножками, поглощает цитоплазмой, образуя фагоцитарный пузырёк. Последний сливается в эндоплазме с лизосомой и образует пищеварительную вакуоль, в которой происходит переваривание пищи. Непереваренные остатки пищи выбрасываются в любом участке тела путём экзоцитоза.

ДЫХАНИЕ. Дыхание осуществляется путём диффузии через плазматическую мембрану кислорода, растворённого в воде. Углекислый газ, образующийся в процессах внутриклеточного метаболизма выделяется через мембрану клетки или частично с водой сократительной вакуолью.

ВЫДЕЛЕНИЕ. Выделение продуктов диссимиляции осуществляется через плазматическую мембрану, а также сократительной вакуолью. Пульсируя с частотой 1-5 раз в минуту, она выполняет функции осморегуляции, т.к. удаляет из цитоплазмы избыток воды, а вместе с ней и растворённые продукты обмена.

РАЗДРАЖИМОСТЬ.Приспособление к изменяющимся условиям среды осуществляется за счёт раздражимости, которая проявляется у амёбы в форме таксисов. Таксисы — это направленные ответные реакции одноклеточных организмов на действие определенных (химических, физических, биологических) раздражителей. Они могут быть положительными, если простейшее движется в сторону раздражителя, и отрицательными, если организм удаляется от раздражителя.

ОБРАЗОВАНИЕ ЦИСТЫ. Если интенсивность действия внешних факторов среды превышает пределы выносливости вида, то амёба переживает неблагоприятные условия в форме цисты. Процесс образования цисты — инцистирование — сопровождается прекращением активных движений, исчезновением ложноножек, выделением защитной оболочки, покрывающей тело, замедлением процессов обмена. При попадании в благоприятные условия амёба выходит из цисты. Таким образом инцистирование обеспечивает сохранение вида в неблагоприятных условиях среды.

Размножение у амёбы бесполое. Материнская клетка делится посредством митоза на две генетически ей идентичные дочерние.

МОРСКИЕ ПРОСТЕЙШИЕ.Многие саркодовые являются обитателями морей. Это фораминиферы и радиолярии. Фораминиферы имеют наружную раковину из органического вещества, которое выделяется эктоплазмой. Размножаются бесполым и половым путями. Большинство видов живут на дне водоёмов. Отмирая, они образуют осадочные породы: толстые слои известняков, мела, зелёного песчаника, которые состоят преимущественно из раковин фораминифер. Обнаружение определенных видов фораминифер в древних пластах земной коры может указывать на близость нефтяных месторождений. Известняк используют как строительный материал.

Лучевики ведут планктонный образ жизни и обладают минеральным внутренним скелетом, состоящим, как правило, из окиси кремния. Скелет выполняет защитную функцию и обеспечивает парение в воде. Лучевики, отмирая, образуют кремнийсодержащие осадочные породы, которые используют для изготовления абразивных порошков.

Среди корненожек есть виды, паразитирующие в организме человека. Например, дизентерийная амёба поражает слизистую оболочку толстого кишечника, вызывая образование кровоточащих язв. Заражается человек, проглатывая цисты, которые выделяются во внешнюю среду носителями этого паразита.

КЛАСС ЖГУТИКОВЫЕ. Объединяет около 8 тысяч видов простейших, органоидами движения которых являются жгутики. Число их колеблется от одного до множества. Жгутики — это цилиндрические фибриллярные цитоплазматические структуры. Они состоят из 9 пар периферических и пары центральных фибрилл, покрытых цитоплазмой. Фибриллы начинаются в эндоплазме от базальных ядер и представляют собой микротрубочки, состоящие из сократимых белков.

Жгутиковые покрыты плотной эластичной оболочкой — пелликулой, благодаря которой и цитоскелету сохраняют постоянную форму тела. В цитоплазме находятся одно или несколько ядер, общеклеточные органоиды. Большинство представителей класса гетеротрофы, но некоторые виды при определенных условиях могут питаться и аутотрофно.

Среди жгутиковых есть колониальные формы, например, вольвокс. Считается, что именно от подобной группы простейших берут начало многоклеточные животные.

Размножаются делением надвое, но у некоторых видов встречается чередование бесполого размножения с половым процессом.

ЭВГЛЕНА ЗЕЛЕНАЯ.Представляет интерес как организм, занимающий промежуточное положение между растениями и животными.

Эвглена обитает в пресных стоячих водоёмах, загрязнённых гниющими органическими остатками. Тело веретеновидное, размером около 0,05 мм, покрыто пелликулой. На переднем, закруглённом конце тела располагается жгутик, который берёт начало в цитоплазме от базального ядра. Его вращательные движения обеспечивают поступательное движение в воде. Вблизи жгутика у переднего конца тела локализуется сократительная вакуоль-органоид выделения и осморегуляции. Рядом с ней виден красный светочувствительный глазок. С помощью его осуществляются положительные фототаксисы, т.к. свет играет важную роль в питании эвглены. По способу питания эвглена относится к миксотрофным организмам. На свету она питается как аутотроф, осуществляя с помощью хроматофоров, в которых содержится хлорофилл, реакции фотосинтеза. Хроматофоры располагаются в цитоплазме, число их доходит до 20. Синтезируемые на свету углеводы превращаются в процессе анаболизма в парамил, вещество подобное крахмалу. Он откладывается в виде гранул в цитоплазме. В темноте эвглена питается как гетеротроф, органическими веществами, содержащимися в воде. Таким образом, сочетая в себе особенности питания зелёных растений и животных, эвглена является как бы переходной формой между первыми и вторыми. О родстве с животными свидетельствует также наличие в стигме пигмента — астаксантина, который присущ только животным. Кроме того, даже при аутотрофном питании, эвглена нуждается в поступлении из вне витаминов В-1 и В-12, аминокислот. Ближе к заднему концу тела в цитоплазме лежит крупное ядро. Оно отделено от цитоплазмы двойной мембраной с порами. В кариоплазме находится хроматин и ядрышко. Дыхание осуществляется за счёт диффузии кислорода из омывающей клетку воды.

Размножение эвглены происходит бесполым путём. Оно начинается с митотического деления ядра и удвоения жгутика. Затем на переднем конце тела между жгутиками в цитоплазме образуется углубление. Распространяясь в продольном направлении оно делит материнскую клетку на две дочерних. В благоприятных условиях среды эвглена существует в виде вегетативных форм, которые периодически делятся. В неблагоприятной среде эвглена инцистируется.

Жгутиковые имеют важное медицинское значение, т.к. некоторые виды являются паразитами человека. Например, лямблии паразитируют в тонком кишечнике человека, трихомонада влагалищная — в мочеполовых путях мужчин и женщин, лейшмании в клетках кожного эпителия.

ТИП ИНФУЗОРИИ.

Тип инфузории или ресничные объединяет около 9000 видов одноклеточных, органоидами движения которых являются реснички. Они по структуре идентичны жгутикам, но значительно короче последних. Среди простейших инфузории имеют наиболее сложную организацию, которая связана с дифференцировкой у них определенных цитоплазматических структур и ядерного аппарата, выполняющих специфические функции. Характерные признаки и биологию типа можно рассмотреть на примере инфузории-туфельки. Она обитает в стоячих пресных водоёмах с большим количеством разлагающихся органических остатков. Форма тела постоянная, удлиненная, передний конец закруглен, задний заострен. Размеры от 0,1 до 0,3 мм. Оно покрыто тонкой, эластичной пелликулой, которая имеет сложное ячеистое строение. Цитоплазма дифференцирована на экто- и эндоплазму. Эктоплазма прозрачная, в ней находятся базальные ядра ресничек и особые палочковидные образования — трихоцисты, которые выполняют защитную функцию. Реснички располагаются на поверхности тела в определенном порядке. Их согласованная работа обеспечивает направленное движение инфузорий в воде. Ближе к переднему концу на поверхности тела находится околоротовая воронка, которая ведёт в клеточную глотку. На дне последней расположен клеточный рот-цитостом. В области околоротовой воронки реснички более длинные. Они направляют поток воды со взвешенными в ней пищевыми частицами через клеточную глотку к цитостому. На дне его вокруг пищевых частиц образуются пищеварительные вакуоли, которые совершают упорядоченное движение в эндоплазме клетки. Непереваренные остатки пищи через порошицу, располагающуюся вблизи заднего конца тела, выбрасываются наружу.

Функции выделения и осморегуляции выполняют две сократительные вакуоли, расположенные на противоположных концах тела. Они окружены радиальными приводящимися каналами, в которые из цитоплазмы осуществляется постоянный приток воды и продуктов обмена, растворенных в ней. Приводящие каналы и пульсирующие вакуоли сокращаются попеременно каждые 20-30 секунд. Заполняясь водой, каналы периодически опорожняются в пульсирующие вакуоли. При сокращении вакуолей их содержимое выталкивается во внешнюю среду.

В центре тела инфузории находятся два ядра. Большое, бобовидной формы полиплоидное — макронуклеус — управляет процессами метаболизма и дифференцировки. Малое, диплоидное ядро — микронуклеус — контролирует процессы размножения и хранит видоспецифическую наследственную информацию.

Дышат инфузории кислородом, растворённым в воде и диффундирующим в организм через плазматическую мембрану.

Раздражимость играет важное значение в приспособлении к изменению условий среды и проявляется в форме таксисов — положительных или отрицательных. Это можно проследить на двух опытах. Поместим рядом на два предметных стекла по капле культуры инфузорий и чистой воды. Внесём в культуру инфузорий на одном стекле кристалл соли, а в каплю чистой воды на другом стекле взвесь бактерий. Соединим капли на каждом стекле тонким водяным мостиком и пронаблюдаем за поведением инфузорий. В первом опыте простейшие из культуры с кристаллом переходят в каплю чистой воды (отрицательный хемотаксис). Во втором, инфузории из культуры будут передвигаться в каплю с суспензией бактерий (положительный хемотаксис).

Для инфузорий характерно бесполое размножение путём поперечного деления. Но у многих видов оно чередуется с половым процессом, который называется конъюгацией.

При бесполом размножении после удвоения ДНК оба ядра принимают вытянутую форму. Полиплоидный макронуклеус перешнуровывается в поперечном направлении с образованием двух дочерних макронуклеусов с почти одинаковыми наборами хромосом.

Микронуклеус делится митотически. Образующееся при этом ахроматиновое веретено деления обеспечивает равномерное распределение хромосом и образование двух генетически идентичных дочерних микронуклеусов

После деления ядер посередине тела инфузории появляется поперечная перетяжка, которая углубляется и делит клетку на две части. У дочерних клеток в процессе их последующего развития формируются ротовые аппараты, недостающие сократительные вакуоли, трихоцисты, реснички.

При конъюгации две инфузории прикрепляются друг к другу перистомами и между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеусы конъюгантов растворяются, а микронуклеусы делятся путем мейоза. Три из образовавшихся гаплоидных ядер каждой особи растворяются. Четвёртое ядро делится митотически на два пронуклеуса. Один из пронуклеусов каждой инфузории остаётся в материнской клетке. Второй пронуклеус — блуждающий, через цитоплазматический мостик переходит к партнёру. После обмена пронуклеусы сливаются и инфузории расходятся. Из образовавшихся диплоидных ядер происходит формирование новых макро- и микронуклеусов.

При конъюгации не происходит увеличения числа особей в популяции. Но благодаря ей осуществляется обмен наследственной информацией и создаётся генетическое разнообразие в популяциях инфузорий. За счёт этого повышается приспособленность вида, его выживание. Неблагоприятные условия среды инфузория переживает в форме цисты.

Экология инфузорий разнообразна. Они встречаются в пресных и морских водоёмах, почве, полостных органах многоклеточных животных. В водоёмах они входят в состав планктона или донных сообществ. В природе играют определенную роль в цепях питания. Питаясь микроорганизмами,водорослями инфузории способствуют очистке водоёмов. В тоже время эти простейшие служат пищей различных видов водных многоклеточных.

Некоторые виды инфузорий являются симбионтами жвачных млекопитающих. Поселяясь в рубце и сетке их желудка, они участвуют в

процессах пищеварения хозяев.

Паразитические формы многочисленны. Они поражают жабры и кожу рыб. У человека в толстом кишечнике паразитирует единственная инфузория — балантидий. Его вегетативные формы вызывают образование язв в стенке органа.

ТИП СПОРОВИКИ.

Простейшие этого типа интересны тем, что ведут исключительно паразитический образ жизни. Для их жизненного цикла характерно развитие с чередованием бесполого и полового размножения. Оно может протекать со сменой или без смены хозяев.

Одним из представителей типа является возбудитель малярии человека — малярийный плазмодий. Тело спорозоидов плазмодия веретеновидное, длиной до 5-8 мкм, органоиды движения отсутствуют, ядро одно. В организм человека паразит попадает при укусе малярийным комаром, в слюне которого содержится возбудитель болезни. Малярийный паразит проникает в эритроциты, где размножается бесполым способом и разрушает их. Человек — промежуточный хозяин паразита, т.к. в его организме идёт бесполое размножение плазмодия. В некоторых эритроцитах паразит развивается в незрелые половые клетки (гаметоциты). При сосании крови у малярийного больного они попадают в желудок комара и развиваются в мужские и женские гаметы. Последние, сливаясь попарно, образуют зиготы, при делении которых в теле комара образуется новое поколение паразитов. Таким образом комар является окончательным хозяином возбудителя малярии. В послевоенные годы на территории России малярия была ликвидирована.

Конспект урока биологии «Амёба обыкновенная» | План-конспект урока по биологии (7 класс) по теме:

Амеба обыкновенная

Цель: Сформировать знания учащихся об особенностях строения, жизнедеятельности и образа жизни одноклеточных животных на примере амебы простейшей. Дать первоначальное представление об обмене веществ и раздражимости.

Ход урока

I. Введение в тему

На Земном шаре насчитывается около 1,5 млн видов животных. Все они объединяются в одно царство Животные. Но это царство, исходя из уровня организации животных, можно разделить на два подцарства: Одноклеточные и Многоклеточные.

Сегодня мы подробно начнем наше знакомство с одноклеточными животными.

II. Изучение нового материала

В: Как вы думаете, почему их назвали одноклеточными?

— их тело состоит из одной клетки. Эта клетка выполняет все функции живого организма: самостоятельно перемещается, питается, перерабатывает пищу, дышит, удаляет из своего организма ненужные вещества, размножается. Таким образом, простейшие сочетают в себе функции клетки и самостоятельного организма (у многоклеточных животных эти задачи выполняются различными группами клеток, объединенных в ткани и органы). Так как тело этих животных представлено одной клеткой, их назвали простейшими.

1.        История открытия простейших организмов

О существовании простейших узнали лишь в 17 веке. Дело в том, что практически все простейшие имеют ничтожно малые размеры, и их открытие и изучение тесно связано с изобретением и микроскопа. Первым человеком, увидевшим простейших под микроскопом, стал голландский натуралист Антонии Ван Левенгук. Свое открытие он сделал в 1675 году, но истинные представления о простейших сложились лишь в середине 19 века, тогда эти мельчайшие организмы были выделены в тип Простейшие.

В настоящее время известно около 70 тыс. видов простейших. Вы познакомитесь лишь с некоторыми из них.

2. Амеба обыкновенная. Систематическое положение

Царство Животные

Подцарство Простейшие или Одноклеточные животные

Тип Саркожгутиконосцы

Класс Саркодовые (Корненожки)

Обыкновенная амеба

3. Среда обитания и внешнее строение

Амеба обитает на дне пресных водоемов с застойной водой.

Внешне она напоминает маленький студенистый комочек, величиной около 0,2 – 0,5 мм, постоянно меняющий свою форму. Тело амёбы представлено цитоплазмой. Наружный слой цитоплазмы – эктоплазма – прозрачный и более плотный. Внутренний слой цитоплазмы –  эндоплазма –  зернистый и более текучий. В цитоплазме расположено ядро и сократительная вакуоль. Сверху клетка амёбы покрыта неплотной цитоплазматической мембраной. Цитоплазма амёбы находится в постоянном движении.  Если ток цитоплазмы направляется к поверхности мембраны, образуются выпячивания – ложноножки (псевдоподии). Ложноножки напоминают корни деревьев, поэтому амёбу и других простейших, способных образовывать ложноножки, относят к группе корненожек.

4. Движение 

За счет образования ложноножек амеба передвигается. Передвигаясь, амеба как бы медленно перетекает по дну. Сначала у нее в каком-либо месте тела появляется выступ – ложноножка. Она закрепляется на дне, а затем в нее медленно перемещается цитоплазма. Выпуская ложноножки, амеба ползет со скоростью до 0,2 мм в минуту.

5.        Питание

Амеба, как и все животные, питается готовой пищей – бактериями, одноклеточными животными и водорослями, мелкими органическими частицами – остатками умерших животных и растений. Наталкиваясь на добычу, амеба захватывает ее ложноножками и обволакивает со всех сторон. Вокруг добычи образуется пищеварительная вакуоль. Из цитоплазмы выделяется пищеварительный сок, благодаря которому пища переваривается. Питательные вещества, образующиеся в результате пищеварения, всасываются в цитоплазму, а непереваренные остатки перемещаются к поверхности тела амебы и выбрасываются наружу. Для переваривания пищи с помощью одной вакуоли амебе требуется от 12 часов до 5 суток.

6.        Дыхание

Дышит амёба кислородом, растворённым в воде. Специальных органов дыхания у амёбы нет. Кислород проникает в клетку через оболочку. При участии кислорода сложные питательные вещества разлагаются на более простые. В результате этого процесса выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности амебы. При этом образуются вода, углекислый газ и некоторые другие химические соединения, которые удаляются из организма.

7. Выделение

В теле амебы в процессе жизнедеятельности образуются вредные вещества, которые собираются в особый пузырёк – сократительную вакуоль. Также в тело амёбы из внешней среды проникает вода.  

В: Что может произойти с клеткой, если в неё будет постоянно поступать вода?

Чтобы клетка не погибла, избыток воды удаляется из организма также через сократительную вакуоль. Один раз в несколько минут вакуоль наполняется и, достигнув предельной величины, подходит к поверхности тела. Там содержимое сократительной вакуоли выталкивается наружу.

8. Обмен веществ

В клетку амёбы поступает кислород, питательные вещества, вода. В результате жизнедеятельности они претерпевают изменения. При участии кислорода сложные вещества распадаются на более простые и выделяется энергия, которая расходуется на процессы жизнедеятельности. Переваренная пища служит строительным материалом для построения клетки амёбы.  

Продукты распада питательных веществ и углекислый газ удаляются из клетки.

Процесс поступления веществ в клетку и удаление продуктов жизнедеятельности называется обменом веществ.

Обмен веществ происходит постоянно внутри любого живого организма. Без обмена веществ не может существовать ни один живой организм.

9. Размножение

Питание амёбы приводит к росту её тела. Выросшая амёба приступает к размножению.

Амебы размножаются путем  делением клетки надвое. Сначала пополам делится ядро амебы. Оно вытягивается и поперечной бороздкой делится на две половинки. Потом появляется перетяжка и на теле амебы. Цитоплазма разрывается. Образуется две новых амёбы. В благоприятных условиях амеба делится примерно раз в сутки. Размножение амебы путем деления клетки пополам представляет бесполый способ размножения.

10. Образование цисты

Питание и размножение амёбы происходит в течение всего лета. При наступлении неблагоприятных условий амёба перестаёт питаться, её тело становится округлым, а на его поверхности формируется плотная защитная оболочка. Временная форма покоя, характеризующаяся наличием защитной оболочки, называется – циста. Образование цисты в природе происходит осенью, когда в водоемах понижается температура, или летом, если водоемы пересыхают. Легкие цисты переносятся ветром на большие расстояния – так происходит заселение амебами других водоемов. При попадании в благоприятные условия амеба покидает оболочку цисты и переходит к активному образу жизни, начинает питаться и размножаться.

11. Раздражимость

Как и все животные, амеба реагирует на сигналы, поступающие в ее организм, отвечает на воздействие (раздражение) окружающей среды. Свойство организма реагировать на воздействия внешней среды называется раздражимостью.

Амеба распознает разные микроскопические организмы, служащие ей пищей, уползает от яркого света, механического раздражения и повышенных концентраций растворенных в воде веществ (например, от расположенного рядом с ней кристаллика поваренной соли).

12. Многообразие  простейших класса Саркодовые

Сообщения или самостоятельная работа учащихся с текстом учебника и заполнение таблицы:

Виды Простейших	Особенности строения тела	Образ жизни Место обитания
Радиолярии
Солнечники
Споровики

III. Закрепление.

1.        Где обитает амеба обыкновенная?

2.        Как передвигается амеба?

4.        Как дышит амеба?

5.        Как происходит процесс пищеварения у амебы?

6. Как называется процесс поступления веществ в клетку и удаление продуктов жизнедеятельности?

7. Какую функцию выполняет сократительная вакуоль?

8.        Как называется способность живого организма реагировать ни воздействие
внешней среды?

9.Что происходит с амёбой при наступлении неблагоприятных условий?

Вывод:

Тело амебы состоит из одной клетки и выполняет все функции живого организма. Амеба протей не имеет постоянной формы тела, так как цитоплазма постоянно образует выпячивания – ложноножки, с помощью которых она передвигается. Она обладает раздражимостью – способностью отвечать на воздействие окружающей среды. При неблагоприятных условиях амеба образует цисту.

Шило С.А.                                                                                                         Биология животных

Выжили 3%. Все, что вы не хотели бы знать про амебу, пожирающую мозг

Раз в несколько лет СМИ рассказывают об ужасных случаях гибели людей, которые имели неосторожность искупаться в водоеме. Сперва они чувствуют недомогание, головную боль и головокружение, затем начинаются припадки и галлюцинации, а после выясняется, что их мозг медленно, но верно пожирает амеба Naegleria fowleri. В подавляющем большинстве случаев человек сгорает за несколько дней: эффективного средства против этой мелкой твари пока не изобрели.

Не обошелся без жертвы амебы Неглерия Фоулера и уходящий октябрь. 29-летний серфингист Фабрицио Стабиле развлекался в волновом бассейне в Техасе в середине сентября, а уже через несколько дней начал испытывать сильную головную боль, от которой не спасали ни одни таблетки. Боль была такой, что мужчина утратил возможность связно выражаться. За несколько дней до смерти анализы выявили у Фабрицио первичный амебный менингоэнцефалит, причиной которого является микроскопический организм Naegleria fowleri.

За два года до этого случая подобное произошло с пловцом из Южной Каролины. Амебу он подцепил 24 июля, а уже 3 августа о его смерти писали научно-популярные издания. Шансы выжить у обоих мужчин были ничтожными. Это заболевание крайне редкое, но смертоносное. За последнее десятилетие в США было зарегистрировано всего около 40 случаев заражения человека амебой Naegleria fowleri. Давайте знакомиться с ней поближе.

Знакомьтесь, Неглерия Фоулера

Во-первых, что такое амеба? Одноклеточный бесформенный организм, который хлюпает своей цитоплазмой тут и там в поисках бактерий и прочих питательных веществ. Некоторые амебы являются паразитами животных и человека, некоторые живут в воде или влажной почве. Не все из них считаются возбудителями заболеваний, большинство абсолютно безвредны для людей. Но не наш сегодняшний антигерой.

Амеба Naegleria fowleri живет в пресных водоемах с водой, имеющей температуру от 25 до 30 градусов по Цельсию. Организм этот весьма теплолюбивый. А так как климатологи рапортуют о растущей средней температуре и мы все чаще наблюдаем аномально жаркую погоду в различных уголках мира, то и благоприятных условий для жизни Неглерии Фоулера становится все больше.

Возбудитель болезни проникает в организм человека через нос. Эпидемиолог из Южной Каролины, комментируя смерть своего земляка, отметила, что в подавляющем большинстве случаев это происходит во время нахождения людей в загрязненной воде. Особенно когда купающиеся ныряют вперед ногами и не закрывают нос хотя бы пальцами.

По обонятельному нерву, пучкам аксонов и кровеносным сосудам Naegleria fowleri пробирается к обонятельным луковицам головного мозга человека, где обнаруживает для себя богатую питательную среду. Амеба приступает к пиршеству, попутно размножаясь и вызывая симптомы менингита — воспаления оболочки головного мозга. О Неглерии Фоулера начинают говорить тогда, когда состояние пациента только ухудшается, а прописанное лечение не приводит к положительной динамике.

Но если с традиционными возбудителями менингита врачи знают как бороться, то первичный амебный менингоэнцефалит практически гарантированно приводит к смерти. У нас есть мощные антибиотики и противовирусные препараты, но аналогичного по эффективности оружия против амебы пока не существует.

Выжили 3% зараженных

Неглерия Фоулера размножается питаясь нервными тканями, вызывает воспаление, отмирание тканей мозга и внутреннее кровотечение. К 2012 году врачи насчитали около 310 случаев первичного амебного менингоэнцефалита. В 97% из них пациенты умерли. Однако есть и случаи, которые дают надежду на выздоровление. Они редки, но регистрируются.

Такое счастье ждало 73-летнего американского пациента. Он находился совсем не в той типичной группе риска, о которой сказано выше. Мужчина не плавал в пруду и в принципе никак не контактировал с водоемами перед заражением. Врачи предположили, что патогенный организм на протяжении некоторого времени мог находиться в носу пациента до тех пор, пока у него не началась ринорея спинномозговой жидкости — истечение жидкости, окружающей мозг, из носа. С этими симптомами американец и поступил в клинику.

При этом у мужчины наблюдалась ригидность мышц шеи, их болезненная скованность. Ему вкололи противосудорожные препараты, вставили эндотрахеальную трубку для вентиляции легких и принялись лечить. Доктор начал с антибиотиков против бактериального менингита, на который сперва и пало подозрение.

На пятый день нахождения в клинике состояние пациента никак не улучшилось. Он по-прежнему не приходил в сознание. Было решено провести повторную люмбальную пункцию (забор спинномозговой жидкости). Среди прочего в ней была обнаружена Naegleria fowleri в стадии трофозоита — активного размножения. Сразу же были изменены препараты, которые вводились в организм, но улучшение последовало только на десятый день — мужчина пришел в сознание и после извлечения из трахеи трубки стал дышать самостоятельно.

Спустя две недели образцы спинномозговой жидкости по-прежнему показывали наличие смертоносной амебы. Лечение продолжалось еще месяц, после чего состояние пациента все-таки пришло в норму.

Экспансия на север

Листая в архиве Национальной библиотеки медицины США описания клинических случаев, связанных с заражением амебой Неглерия Фоулера, чаще всего натыкаешься на заголовки, содержащие фразу «fatal case»: тут смерть 12-летнего мальчика, там 13 смертей в Пакистане (среди которых лишь одна наступила после купания), здесь смерть 4-летнего ребенка, подцепившего амебу в водопроводной воде.

Американские исследователи отмечают, что в последние пять лет наблюдается миграция случаев первичного амебного менингоэнцефалита в северные штаты страны (Канзас, Индиана, Миннесота). Нет, они не приобретают особой массовости, чтобы можно было говорить об эпидемии и бить в колокола. Но риск заражения увеличивается для большего количества людей. И связывать это принято с изменением климата и потеплением.

Куда большее беспокойство у исследователей вызывает тот факт, что угрозу заражения может нести в себе обычная водопроводная вода. После смерти одного из жителей Луизианы пробы воды были взяты из всех возможных источников в его квартире. Анализ показал, что Naegleria fowleri присутствует во всех образцах, в то время как в муниципальной системе очистки воды не было и намека на эту амебу. Всем жильцам посоветовали почаще включать горячую воду и на протяжении пяти минут пропускать ее через все краны, которыми только пользуются в семье. Чтобы предотвратить реколонизацию, данную процедуру нужно было повторять раз в несколько недель. Несмотря на это, спустя два года 4-летний ребенок из того же района Луизианы также умер от первичного амебного менингоэнцефалита.

---

Центр контроля заболеваний США относит инфекцию, связанную с Неглерией Фоулера, к разряду редких заболеваний. Все-таки даже в кишащей амебами воде еще надо постараться, чтобы подцепить заразу. К счастью, от человека к человеку это заболевание никак не передается. К несчастью, оно маскируется под бактериальный менингит, а многим умершим врачи только постфактум поставили верный диагноз.

Не удивительно, что Naegleria fowleri уже побывала героиней телесериала про лучшего диагноста в мире. Амеба фигурировала сразу в двух эпизодах второго сезона культового «Доктора Хауса», став причиной предсмертного состояния одного из главных героев. Правда, в отличие от большинства вполне реальных пациентов, персонаж телевизионного шоу отделался лишь легким испугом.

Ингаляторы в каталоге Onliner.by

Читайте также:

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. [email protected]

В критической ситуации одноклеточные выживают за счет близкого генетического родства

Если наступают трудные времена, то и самостоятельные амебы собираются в «многоклеточные» псевдоорганизмы. При этом часть одноклеточных добровольно погибают, позволяя остальным выжить и распространиться. Добровольной смертью движет сила межклеточной адгезии, позволяющая генетически близким организмам образовывать «струи», спасающие на своей верхушке жизнеспособных представителей штамма.

Одноклеточные амебы — простейшие из животных, ведут уединенный, как правило, водный образ жизни. Передвигаются, периодически выпячивая цитоплазму, с помощью тех же «выростов» захватывая пищу из внешней среды. Когда пищи становится недостаточно или меняются условия среды обитания, некоторые виды амеб организуют агломерации:

простейшие объединяются в многоклеточные «сгустки», и четверть амеб жертвуют собой, формируя «постамент», на котором остальные и переживают неблагоприятные условия, образуя споры.

Такое социальное поведение амеб, когда часть популяции добровольно расстается с жизнью, долгое время вызывало определенное недоумение ученых, ведь в процессе разделения социума на жертв обстоятельств и выживших не хватало какого-то эволюционного принципа. Каким-то образом должна была осуществляться передача генетического материала жертв будущим поколениям, это бы объяснило ту легкость, с которой одноклеточные расстаются с собственной жизнью ради популяции. В противном случае они неизбежно пытались бы выжить за счет других и мы бы вряд ли наблюдали в микроскоп массовое самоубийство.

Амебы вида Dictyostelium discoideum подтвердили гипотезу эволюционистов и микробиологов. Обнаруженный принцип немногим отличается от «кровного родства», очень распространенного и в куда более сложно организованных сообществах разумных многоклеточных организмов. Статья Элизабет Островски и её коллег из университета Райса, описывающая генетические основы социального поведения амеб, вышла в свет в свежем номере журнала PLoS Biology.

Амебы

одноклеточные организмы, характеризующиеся наличием псевдоподий (ложноножек), т.е. постоянно меняющих свою форму выпячиваний цитоплазмы, с помощью которых клетка передвигается и захватывает пищу. Амеб относят либо к классу корненожек…

Dictyostelium discoideum распространена в сырых лесных почвах на востоке североамериканского континента, а также в восточной части Азии. Сталкиваясь с неблагоприятными условиями, амебы собираются в комок из десяти-ста тысяч особей, который медленно передвигается в сторону более теплых и более влажных условий, после чего примерно 20% сгустка отмирает, оставляя сферический комок спор стоять на постаменте. Этот постамент помогает популяции распространиться при помощи ветра, а так же защищает от неблагоприятных условий в почве во время спорообразования.

В своем эксперименте ученым удалось непосредственно наблюдать разделение различных штаммов амеб в отдельные агрегации при образовании многоклеточного тела. При этом Островски сумела количественно оценить степень пространственного разделения в зависимости от степени генетического родства.

Конечно, в случае взаимодействия простейших организмов нельзя говорить о распознавании «родственников» и «чужих» в многоклеточной мешанине.

Однако то, что в таком образовании разделение идет, несмотря на отсутствие внешних признаков генетического родства, ученые все же догадывались, тем более что подобное разделение было описано для других амеб — D.purpureum. Но последние в «асоциальном» поведении, когда генетически не родственные организмы выживают за счет посторонних, замечены не были, в то время как отдельные особи «героини этого исследования» D.discoideum нередко выживают за счет других.

close

100%

Работа была поставлена сравнительно просто: ученые попарно смешивали в тестовой емкости несколько природных штаммов амеб с одним и тем же хорошо изученным «штаммом сравнения». Генетическую же дистанцию между штаммами исследователи оценивали за счет сравнения двенадцати микросателлитных локусов из всего генома.

Смешиваясь, штаммы образовывали многоклеточные тела на поверхности смоченных нитроцеллюлозных фильтров. За счет того, что штамм сравнения был предварительно покрашен флуоресцентной краской, для ученых не составило трудности определить картину пространственного распределения штаммов разного происхождения. Оказалось, что принцип, лежащий в основе разделения амеб, не просто «свой — чужой».

Амебы оказались тем лучше разделены, чем дальше друг от друга в генетическом смысле оказывались их штаммы. Генетически же близкие штаммы разделялись очень неохотно.

Хотя механизм формирования «струй» остался до конца неизученным, ученые предполагают, что дело в межклеточной адгезии, более сильной в случае близкородственных организмов и ослабевающей по мере генетического удаления штаммов. Эта адгезия позволяет одноклеточным сформировать «струи» клеток еще на стадии формирования многоклеточного тела, до разделения клеток на жертв и выживших.

close

100%

Эволюционно такое разделение вполне логично, ведь если один штамм лучше приспособился к условиям окружающей среды, чем другой, то ему выгоднее самостоятельно провести формирование многоклеточного тела и спорообразование, чем тащить на себе груз менее приспособленного сородича. Подобное разделение позволяет минимизировать количество асоциальных элементов в многоклеточном организме — «нахлебников», попросту выталкиваемых из многоклеточного тела.

Без нарушителей закона все же не обходится:

многоклеточные тела D.discoideum, образующиеся как в лабораторных условиях, так и в дикой природе, всегда содержат некоторую долю таких жуликов, умудряющихся выжить в генетически не родственном окружении за счет супрессии определенных генов. Вероятно, такое самозванство тоже имеет эволюционные основы.

Учёные рассказали, как не подхватить во время купания смертельно опасных «плотоядных» бактерий

Американские учёные бьют тревогу: всё больше опасных микроорганизмов, обитающих не только в естественных водоёмах, но и даже в хлорированной воде, становятся причиной тяжёлых заболеваний и даже гибели людей.

Когда на улице невыносимо жарко, приятно плескаться в океане, озере или даже бассейне. Но по мере роста глобальной температуры шансы поймать неприятного или даже смертельного «жука» растут, предостерегают учёные в MedicalXpress.

Так, один из наиболее опасных микроорганизмов – это Vibrio vulnificus (Вибрио вульнификус), получивший с СМИ уже название «плотоядная бактерия». Он обитает в тёплой солёной и солоноватой воде. В США ежегодно регистрируется более 200 случаев заболевания инфекцией, вызванных Vibrio vulnificus, некоторым пациентам помочь не удаётся. Попадая в организм через мельчайший порез или царапину, бактерия без адекватного лечения стремительно приводит к сепсису, ампутации конечности и даже смерти.

В пресноводных водоёмах купающихся может подстерегать другая опасность – амёба Naegleria fowleri (Неглерия фоулера), известная как «амёба, поедающая мозг». Этот микроорганизм безвреден, если его проглотить: в кислой среде желудка он погибает. Но если амёба попадает в нос, то может подняться вверх по носовому проходу и вызвать смертельное заболевание мозга – неглериаз. Амёбы могут обитать даже в водопроводной воде, если она тёплая. Так, этим летом пациент из Северной Каролины умер после заражения этой инфекцией в аквапарке.

Эксперты отмечают, что опасные микроорганизмы активно захватывает новые территории. «Бактерии, амёбы и паразиты имеют одну общую черту — они теплолюбивы, что означает, что они любят жару. Изменение климата создаёт более привлекательную среду для них всех. Тёплые места, такие как Флорида, становятся более горячими в течение более длительных периодов времени, и области, которые традиционно были слишком прохладными для любого из этих патогенов, также нагреваются. Более высокие концентрации Vibrio vulnificus, например, уже начали появляться дальше на север в Атлантическом океане, совсем недавно у Северной Каролины», – отмечает Андрия Раск, доцент кафедры общественного здравоохранения Международного Университета Флориды.

Для того, чтобы обезопасить себя во время купания, эксперты рекомендуют не подвергать открытые раны, включая укусы насекомых, воздействию соли или солоноватой воды. Купаться лучше в специальной обуви, чтобы исключить порезы и царапины от камней или раковин.

Если рана становится больше или образуются волдыри после воздействия океанской воды, то нужно немедленно обратиться к врачу, так как именно позднее обращение пациентов часто становится причиной их гибели. Даже промедление в одни сутки может иметь решающее значение!

Для ныряния рекомендуется использовать специальные зажимы для носа. В группу риска входят люди со слабой иммунной системой – дети, пожилые люди, пациенты, проходящие лечение рака, ВИЧ-инфицированные.

Интересные факты об амебах

В мировой экосистеме обитают множество простых, одноклеточных существ. Они не имеют органов и состоят из одной клетки. Таким простейшим является амеба. Представляем интересные факты об амебе.

Строение и питание

Амеба — это животное. Для данного простейшего характерными признаками является движение, размножение, питание, выведение из организма продуктов обмена и поглощение кислорода.

Амеба микроскопическое существо, не имеющее постоянной формы. Тело находится в движении и изменяется за счет перемещения ложноножек. Снаружи имеется мембрана, а внутри желеобразное содержимое – цитоплазма. В последней содержится ядро, сократительная и несколько пищеварительных вакуолей.

В процессе передвижения амеба сталкивается с мельчайшими простейшими. Она обтекает их своим телом со всех сторон и поглощает. В действие вступают пищеварительные вакуоли, содержащих ферменты. Полезные вещества поступают в эндоплазму, а непереваренные остаются. Затем вакуоль направляется к поверхности и опорожняет содержимое наружу.

Сократительная вакуоль выполняет функцию регулирование осмотического давления, которое повышается в результате жизнедеятельности. Еще одна важная функция – вывод из тела наружу продуктов обмена веществ.

Передвижение

Ложноножки обеспечивают передвижение. Процесс заключается в следующем. Содержимое клетки, находясь в постоянном движении, направляется к точке на поверхности амебы. В этом месте начинает образовываться выпячивание или ложноножка. Затем сюда перемещается цитоплазма. В другом месте опять образуется ножка. Процесс перетекания цитоплазмы в поисках пищи постоянно повторяется.

Дыхание и реакция на раздражение

Амеба всасывает кислород по всей поверхности тела. У нее нет легких или жабр, как у рыб. Газ необходим ей для дыхания и участвует в процессе расщепления питательных веществ. Простейшая дышит сквозь мембрану. В результате переваривания получаются простые составляющие, идущие на получения энергии для жизни.

Если воду закипятить, амеба погибает.

При наблюдении ученые выявили, что данное существо реагирует на прикосновение. Ее раздражает слишком холодная или горячая жидкость. Тело моментально сжимается в фигуру шарообразной формы.

Среда обитания

У амебы нет мужского и женского рода. Данные простейшие размножаются делением надвое. Первым этот процесс начинает ядро. Оно удлиняется и с помощью перегородки разъединяется на два самостоятельных. Затем делится цитоплазма. По аналогу, она делится перетяжкой на две особи. Внутри каждой есть ядро. Вакуоли не делятся. Они произвольно попадают в одну из амеб. Во второй происходит самостоятельное формирование вакуоль.

Обитает амеба в пресной воде. При исследованиях ее находили в больших количествах в прудах, реках, влажной земле. Некоторые виды способны обитать в соленых водоемах, а также в организме животных и человека.

В весенне-летний период одноклеточные чувствуют себя комфортно. Они размножаются и растут. При наступлении засухи или наоборот холода — формируют цисту, покрытую в несколькими слоями белковой оболочки. Порывами ветра или водяными потоками цисты распространяются на большое расстояние. В таком состоянии нахождение возможно продолжительное время. При наступлении благоприятных условий амеба приобретает привычную форму и снова продолжает свою жизнедеятельность.

Это интересно. Чем опасна дизентерийная амёба

Дизентерийная амёба – представитель класса саркодовых, родственник свободноживущих амёб. Она паразитирует в организме человека и других приматов.

В большинстве случаев дизентерийная амёба не вызывает никаких заболеваний у человека: примерно 90% инфекций протекают бессимптомно и не требуют лечения. Амёбы мирно существуют и размножаются в просвете толстого кишечника, питаясь бактериями и остатками непереваренной пищи, которых они поглощают путем фагоцитоза. Человек при этом здоров, но является носителем дизентерийной амёбы. При размножении амёбы образуют цисты, которые выходят в окружающую среду и могут заражать других.

Внешний вид дизентерийной амёбы. Видны ядро и цитоплазма

Однако в некоторых случаях дизентерийные амёбы проникают в слизистую оболочку кишечника, вырабатывая специальные ферменты, которые поражают стенку кишки и приводят к образованию язв. В такой форме амёбы питаются эритроцитами или всасывают питательные вещества через плазматическую мембрану. У больного наблюдаются признаки интоксикации организма, боли в животе, кровавая диарея, обезвоживание. При отсутствии лечения нередко развивается амёбный абсцесс печени, так как патогенные формы амёб могут проникать в кровеносные сосуды и поражать другие органы человека.

Амёбы с поглощенными эритроцитами

Дизентерийная амёба не имеет жесткой формы тела. От внешней среды клетка отграничена плазматической мембраной. Внутри клетки хорошо заметно крупное ядро. Поскольку дизентерийная амёба обитает в бескислородной среде, у нее редуцированы митохондрии: вместо них обнаруживаются некрупные тельца, получившие название митосом, не имеющие митохондриального генома и не выполняющие типичных функций митохондрий. Энергию амёба получает за счет брожения. Для дизентерийных амёб свойственно спиртовое брожение, с преобразованием глюкозы в пируват, а пирувата в этанол.

Интересно, что у дизентерийной амёбы ранее не удавалось обнаружить также типичных мембранных структур эукариотических клеток – эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. Однако, по последним данным, эндоплазматический ретикулум у дизентерийных амёб все-таки есть.

Эндоплазматический ретикулум в живой дизентерийной амёбе.
Зеленым цветом окрашен белок, локализованный в ЭПР.
Интересно, что ЭПР, образующий единую сеть в клетке, отсутствует в ложноножке амёбы.

Патоген и окружающая среда | Naegleria fowleri

Naegleria fowleri обычно встречается в естественной среде и хорошо приспособлена к выживанию в различных средах обитания, особенно в теплой воде. Хотя стадия трофозоитов относительно чувствительна к изменениям окружающей среды, цисты более устойчивы к окружающей среде. Пока не известны средства, которые позволили бы контролировать естественный уровень Naegleria fowleri в озерах и реках.

Сушка: Сушка, по-видимому, мгновенно делает трофозоиты нежизнеспособными, а цисты нежизнеспособными менее чем за 5 мин. ¹ .

Температура: Naegleria fowleri — теплолюбивая (термофильная) амеба, способная расти и выживать при более высоких температурах, например, в горячих источниках и в организме человека, даже при высокой температуре. Naegleria fowleri лучше всего растет при более высоких температурах до 115 ° F (46 ° C) ² . Хотя амебы могут плохо расти, Naegleria fowleri все же могут выживать при более высоких температурах в течение коротких периодов времени.Трофозоиты и цисты могут выжить от минут до часов при 122–149 ° F (50–65 ° C), при этом цисты более устойчивы при этих температурах ^{1, 3} . Хотя трофозоиты быстро погибают при охлаждении, цисты могут выживать от недель до месяцев при низких температурах выше нуля, хотя они, по-видимому, чувствительны к замораживанию ^{1, 3} . В результате более низкие температуры, вероятно, заставят Naegleria fowleri энцистировать в озерах и речных отложениях, где циста обеспечивает большую защиту от отрицательных температур воды.

Дезинфекция: Naegleria fowleri трофозоиты и более устойчивые цисты чувствительны к дезинфицирующим средствам, таким как хлор ^{1, 3-7} и монохлорамин ^{7, 8} . Хлор — это наиболее распространенное дезинфицирующее средство, используемое для обработки питьевой воды и бассейнов. Чувствительность к хлору у Naegleria fowleri умеренная и находится в том же диапазоне, что и у цист из Giardia Кишечник, другого патогена, передающегося через воду, ^{9, 10} .Данные по инактивации для Naegleria ограничены, но были получены последние значения CT (концентрация дезинфицирующего средства [мг / л] X время контакта [в минутах]) ⁶ . В лабораторных условиях добавление хлора в концентрации 1 ppm (1 мг / л) к прозрачной (немутной) колодезной воде при 104,4 ° F (38 ° C) при pH 8,01 уменьшит количество жизнеспособных и более устойчивых Naegleria fowleri на 99,99% (4 логарифма) за 56 минут (КТ 56) ⁶ . Мутная (мутная) вода требует более длительного времени дезинфекции или более высоких концентраций дезинфицирующего средства.

Соленость: Naegleria fowleri не выживает в морской воде и не обнаружена в морской воде ^{1, 3} .

Список литературы

1. Чанг SL. Устойчивость возбудителя Naegleria к некоторым распространенным физическим и химическим агентам. значок pdf [PDF — 8 страниц] внешний значок Appl Environ Microbiol. 1978; 35: 368-75.
2. Griffin JL. Температурная толерантность патогенных и непатогенных свободноживущих амеб. Внешний значок Наука.1972; 178 (63): 869-70.
3. Тевчароен С., Джунну В. Факторы, влияющие на жизнеспособность патогенных видов Naegleria, выделенных от тайских пациентов. J Trop Med Parasitol. 1999; 22: 15-21.
4. Де Йонкхере Дж., Ван де Вурде Х. Различия в разрушении хлором цист патогенных и непатогенных Naegleria и Acanthamoeba . значок pdf [PDF — 4 страницы] внешний значок Appl Environ Microbiol. 1976; 31: 294-7. (1 мг / л в час при кистах)
5. Cursons RT, Brown TJ, Keys EA.Влияние дезинфицирующих средств на свободноживущие патогенные амебы: в аксенических условиях. значок pdf [PDF — 5 страниц] внешний значок Appl Environ Microbiol. 1980; 40: 62-6.
6. Саркар П., Герба С. Инактивация Naegleria fowleri хлором и ультрафиолетом. Внешний значок J AWWA. 2012; 104: 51-2.
7. Робинсон Б.С., Кристи ЧП. Обеззараживание воды для борьбы с амебами. Воды. 1984; 11: 21-4.
8. Эркен Д., Верелст Л., Деклерк П., Дювивье Л., Ван Дамм А., Оллевье Ф.Влияние перуксусной кислоты и монохлорамина на инактивацию Naegleria lovaniensis. внешний значок Water Sci Technol. 2003; 47 (3): 167-71.
9. Джарролл Э.Л., Бингхэм А.К., Мейер Э.А.. Влияние хлора на жизнеспособность цист Giardia lamblia . значок pdf [PDF — 5 страниц] внешний значок Appl Environ Microbiol. 1981; 41: 483-7.
10. Райс EW, Hoff JC, Schaefer FW 3-е место. Инактивация цист Giardia хлором. значок pdf [PDF — 2 страницы] внешний значок Appl Environ Microbiol.1982; 43: 250-1.

CDC — DPDx — Кишечные (непатогенные) Amebae

Некоторые виды амеб способны колонизировать желудочно-кишечный тракт человека, но, в отличие от Entamoeba histolytica , не считаются патогенными. Непатогенные кишечные амебы включают несколько видов Entamoeba ( E. coli, E. hartmanni, и E. polecki ), Endolimax nana, и Iodamoeba buetschlii ( = I.bütschlii ) . Entamoeba вида в комплексе E. histolytica рассматриваются в разделе «Амебиаз».

Entamoeba coli , E. hartmanni, E. Pocki, Endolimax nana, и Iodamoeba buetschlii обычно считаются непатогенными и находятся в просвете толстой кишки человека-хозяина. И цисты, и трофозоиты этих видов выводятся с калом и считаются диагностическими. Кисты обычно обнаруживаются в стуле, тогда как трофозоиты обычно обнаруживаются в стуле при диарее.Колонизация кишечника непатогенными амебами происходит после попадания зрелых кист с фекально-загрязненной пищей, водой или фомитами. Эксцистация происходит в тонком кишечнике; высвобождаются трофозоиты, которые мигрируют в толстую кишку. Трофозоиты размножаются путем бинарного деления и образуют цисты, и обе стадии проходят с фекалиями. Благодаря защите, обеспечиваемой их клеточными стенками, цисты могут выживать от нескольких дней до недель во внешней среде и несут ответственность за передачу инфекции.Трофозоиты, попавшие со стулом, быстро разрушаются после выхода из организма, и в случае попадания в организм они не выдерживают воздействия желудочной среды.

Хосты

Люди считаются основным хозяином для всех обсуждаемых видов, за исключением Entamoeba Polecki, , который обычно ассоциируется с приматами и свиньями.

Географическое распространение

Эти амебы встречаются по всему миру. Распространенность наиболее высока в районах с неадекватной санитарией.

Клиническая презентация

Ни одна из этих амеб не вызывает у человека симптоматических заболеваний; колонизация неинвазивна.Однако наличие трофозоитов или цист непатогенных амеб в стуле указывает на то, что человек, у которого был взят образец, подвергся воздействию фекалий.

Исследователи нацелены на амебу-убийцу Флориды, Naegleria fowleri

Смертоносная амеба Naegleria fowleri обитает во многих озерах Флориды и каждое лето попадает в заголовки газет, когда температура воды повышается и эксперты по здоровью предупреждают пловцов держаться подальше от воды.

Он ответственен за редкую инфекцию мозга, в результате которой погибло 30 человек во Флориде, в том числе трое мальчиков из Центральной Флориды в 2007 году, но исследователи и представители здравоохранения все еще мало знают об амебе.И многое из того, что они знают, относится к исследованиям 1970-х годов.

Теперь ученые из Университета Флориды начинают новый раунд исследований амебы-убийцы.

«Мы действительно считаем, что это серьезное заболевание. Им пренебрегают с точки зрения финансирования и внимания, пока не случится трагедия», — сказала д-р Аманда Райс из Института новых патогенов Университета Флориды. «Хотя это не очень распространенная болезнь, когда она поражает, это невероятно трагично».

Райс сотрудничает с командой Центров по контролю за заболеваниями и Департамента здравоохранения Флориды, чтобы узнать больше о среде обитания амебы и о том, как она растет.Они также надеются рассказать врачам о признаках первичного амебного менингоэнцефалита — редкой инфекции мозга, вызываемой амебой, — и разработать более быстрое медицинское тестирование, чтобы определить, есть ли у пациента инфекция.

Работа уже началась. Используя амебы, подаренные CDC, команда UF выращивает амебы Naegleria fowleri в пробирках. Они будут сравнивать генетику этих амеб с теми, что обитают в озерах Флориды.

Исследователи также начинают тестировать воду в восьми озерах на севере центральной и центральной части Флориды, надеясь собрать достаточно данных, чтобы определить, где можно найти амеб и когда население подвергается наибольшему риску.

«Эти ответы не очень хорошо известны», — сказала Райс. «Мы знаем, когда вы видите большинство случаев» — во время периодов жары и периодов засухи — «но помимо этого, нет реальной, достоверной экологической информации о самих амебах или о том, что требуется для жизни».

Чтобы узнать больше о среде обитания амебы, команда Райс опробует различные озера — родниковые и искусственные, большие и маленькие, а также те, которые находятся в середине жилой застройки, по сравнению с изолированными.Это исследование, которое завершится в 2012 году, включает в себя отбор проб воды из многих слоев озер и отложений на их дне.

По всей стране с 1962 года было зарегистрировано и подтверждено официальными органами здравоохранения штата 111 случаев первичного амебного менингоэнцефалита.

Из 30 подтвержденных случаев во Флориде 17 произошли в округе Ориндж, где находится почти 500 озер.

Но официальные лица CDC и UF подозревают, что многие другие случаи по всей стране, возможно, никогда не были диагностированы правильно — и пациенты умирали от того, что их врачи считали менингитом.

Так много неизвестного

Naegleria fowleri вызывает недоумение ученых. Они подозревают, что амеба обитает в иле или иле на дне озер, поэтому пловцам не рекомендуется взбалтывать илистое дно озера. Но это не объясняет, почему некоторые люди, катающиеся на водных лыжах посреди озера, были заражены амебой.

Точно так же, хотя эксперты предостерегают избегать озер, когда температура воды поднимается выше 80 градусов, не так много доказательств того, что 80 градусов — это какое-то магическое число.Ученые также задаются вопросом, какое влияние глобальное потепление может оказать на амебу.

«Я думаю, мы все согласимся с тем, что мы многого не знаем», — сказал Джонатан Йодер, координатор по эпиднадзору за болезнями, передаваемыми через воду, и эпиднадзором в Центре контроля заболеваний. «Исследований амебы не так много».

Например, каков географический ареал этой смертоносной амебы? Хотя Naegleria fowleri связана с южной половиной Соединенных Штатов — с Флоридой и Техасом, где зарегистрировано наибольшее количество случаев заболевания, — чиновники Министерства здравоохранения Миннесоты были шокированы прошлым летом, когда семилетняя девочка умерла от первичного амебного менингоэнцефалита.По словам Йодера, смерть ребенка была первым случаем в северном штате, хотя ее заражение произошло после двух недель очень теплой погоды.

И еще есть случай с двумя озерами в Ричмонде, штат Вирджиния, где около дюжины жителей умерли от первичного амебного менингоэнцефалита в 1960-х и 1970-х годах, сказал Йодер. Чиновники залили озера грязью и устранили проблему. С 1979 года в Вирджинии только одна смерть была связана с амебным менингоэнцефалитом.

Однако одна из самых больших проблем, с которыми сталкиваются чиновники здравоохранения, заключается не в самой амебе, а в поиске способа лечения жертв, которые попали в носовую воду из озера или другую зараженную воду.

Они могут появиться в кабинете врача или в отделении неотложной помощи с жалобами на головную боль и жар, тошноту и рвоту, даже судороги и галлюцинации. Инфекция прогрессирует так быстро, что большинство пациентов умирают в течение трех-семи дней после появления симптомов.

Заболевание, как обнаружило большинство исследователей, почти всегда приводит к летальному исходу.

Даже в Центральной Флориде, где процветает амеба, врачи редко наблюдают случай первичного амебного энцефалита, сказал Дэвид Оверфилд из Департамента здравоохранения округа Ориндж.Поэтому они не могут спрашивать пациента с высокой температурой, купался ли он в пресноводном озере в последние две недели.

Если врачи спросят — и они подозревают, что пациент может быть заражен амебой — они не смогут подтвердить это, пока образец спинномозговой жидкости пациента не будет отправлен в лаборатории CDC в Атланте.

Быстрое прохождение теста — а затем использование правильных лекарств — может спасти жизни, сказал Оверфилд.

«Возможно, мы не сможем остановить людей от его приобретения.«Мы не можем закрыть озера, и мы действительно не можем упустить эту возможность для отдыха», — сказал он. «Но мы можем обучать, мы можем оценивать и изучать».

И если «мы сможем уберечь людей от смерти», — сказал он. добавил: «Тогда я буду считать эти совместные усилия успешными».

[email protected] или 407-420-5433

Как амеба убивает

Инфекция Naegleria fowleri может произойти, если вода, содержащая амебу, насильно попадает в нос, когда человек плавает или ныряет.Затем амеба достигает головного и спинного мозга через обонятельный нерв.

Инфекция Naegleria fowleri вызывает заболевание, известное как первичный амебный менингоэнцефалит. Это воспаление головного мозга, оболочки головного и спинного мозга, которое ведет к разрушению ткани головного мозга.

Симптомы амебного менингоэнцефалита включают головную боль, лихорадку, тошноту и рвоту, потерю аппетита, ригидность шеи, недостаток внимания к людям и окружающим, потерю равновесия и контроля над телом, галлюцинации, судороги и кому.Заболевание быстро прогрессирует, и инфекция обычно приводит к смерти в течение трех-семи дней после появления симптомов.

Недавние смерти от амеб

Округ Ориндж является эпицентром первичного амебного менингоэнцефалита во Флориде, вызываемого амебой Naegleria fowleri. От амебы недавно умерли четыре человека:

• 2009: 22-летний мужчина умер после вейкбординга в комплексе Orlando Watersports

• 2007: 10-летний Ричард Алмейда из Киссимми после вейкбординга в Orlando Watersports Complex

• 2007: Уилл Селларс, 11 лет, из Орландо, после вейкбординга на озере Джезамин

• 2007: Анхель Арройо Васкес, 14 лет, из Орландо после купания в бассейне, который, возможно, был плохо хлорированным

Кочево-колониальные жизненные стратегии допускают парадокс выживание и рост, несмотря на разрушение среды обитания

[…] Как вы увидите, рецензенты высказали ряд опасений по поводу статьи.Главными из них являются биологический реализм и актуальность некоторых модельных предположений и интерпретаций. Эти опасения требуют серьезного пересмотра. После того, как мы получим исправленную версию, мы примем решение о том, подходит ли ваша статья для eLife, исходя из того, как был решен каждый из следующих пунктов:

1) Высказывались опасения по поводу реалистичности некоторых допущений при моделировании. В частности, в статье предполагается, что емкость среды обитания колонизаторов изменяется в том же быстром экологическом масштабе времени, что и сама плотность населения.Это кажется нереальным. Можно ли сформулировать альтернативную модель, например с разделением по шкале времени между динамикой популяции и динамикой пропускной способности? Если нет, то каково обоснование предположения об одинаковых временных масштабах для этих двух динамик?

Мы начали с более простой модели популяции для функционального понимания роста и выживания и убедились, что эту модель можно легко модифицировать для различных приложений. Мы добавили новый подраздел «Выживание и рост при дополнительных ограничениях», в котором реализованы все ограничения, предложенные рецензентами.В частности, подраздел «Сниженные параметры» и подраздел «Выживание и рост при дополнительных ограничениях», первый параграф посвящен тому, как можно достичь разделения во времени между динамикой популяции и динамикой пропускной способности путем изменения параметров скорости существующей модели. Мы отмечаем, что есть много видов, которые демонстрируют кочевое поведение с динамикой роста, которая может легко произойти в те же временные рамки, что и изменение среды обитания. Споры грибов и плесневые грибки являются одним из таких примеров.Тем не менее, чтобы продемонстрировать обобщаемость нашей модели, мы выполнили новое моделирование, используя r ₂ >> 1 (r ₂ = 100) и r ₁ >> 1 (r ₁ = 10), так что темпы роста колоний и кочевого распада были по крайней мере на порядок выше, чем скорость разрушения среды обитания. Соответствующие результаты также представлены в подразделе «Выживание и рост при дополнительных ограничениях». Аналогичные результаты были получены и для r ₁ = 100 и r ₂ = 1000.Как видно из результатов, как выживание, так и долгосрочный рост все еще возможны при предлагаемом разделении шкалы времени. Эти новые результаты удовлетворительно решат опасения рецензентов.

2) Кроме того, предположения о динамике несущей способности подразумевают, что в отсутствие колонизаторов (то есть, если плотность населения колонизаторов равна 0), несущая способность неограниченно возрастает. Ясно, что это нереально, и вопрос в том, можно ли получить те же результаты с более реалистичными предположениями, которые могли бы e.грамм. убедитесь, что пропускная способность насыщается на некотором уровне даже в отсутствие колонизаторов.

Да, аналогичные результаты можно получить даже без неограниченного увеличения грузоподъемности. Используя логистическое уравнение (уравнение 14), мы выполнили дополнительное моделирование, которое ограничило рост грузоподъемности до некоторого максимального значения K _max . См. Новый подраздел «Выживание и рост при дополнительных ограничениях» и рисунки 6 и 7.При достаточно высоких значениях K _max как выживаемость, так и долгосрочный рост остаются возможными.

3) Как указывает судья 1, предполагаемое поведение переключения также может быть не очень реалистичным. По крайней мере, такое переключение должно быть обосновано биологически. Существуют ли другие, биологически более релевантные способы переключения, которые привели бы к таким же результатам?

Ответ: различные механизмы могут запускать предполагаемое переключение в биологических системах.Например, поскольку кочевые организмы очень мобильны, они могут часто повторно входить в свою первоначальную колониальную среду обитания после того, как покидают ее, и, таким образом, могут определять, достаточно ли высок уровень ресурсов для повторного заселения. В качестве альтернативы, в случае выживания посредством периодического чередования, биологических часов было бы достаточно для реализации стратегии периодического переключения, избегая необходимости полностью определять уровни ресурсов. Также следует отметить, что решение о переключении не всегда должно быть « рациональным » (т.е. приводят к более высокой скорости роста) для каждого человека. Вместо этого переключение поведения может быть генетически запрограммировано (жестко запрограммировано), так что «непроизвольное» индивидуальное жертвоприношение в конечном итоге будет способствовать долгосрочному выживанию вида. Как могло развиться такое «бескорыстное» поведение, выходит за рамки нашего исследования. Мы просто отмечаем, что жертвенное поведение возможно и распространено в природе, как в случае клеточных слизистых форм, которые приносят себя в жертву при коллективном формировании плодового тела.Подраздел «Переключение поведения», последний абзац и подраздел «Выживание посредством периодического чередования», третий абзац теперь включают наше обоснование.

4) В целом, все другие комментарии и проблемы рецензента должны быть рассмотрены удовлетворительным образом, прежде чем может быть принято окончательное решение относительно публикации.

Рецензент № 1:

[…] Технически работа выглядит хорошо, но у меня есть некоторые опасения относительно биологической значимости работы.Главным из них является тот факт, что предполагается, что пропускная способность изменяется в том же масштабе времени, что и плотность населения (т.е. «t» в уравнениях (1) и (4) одинаковы). Исходя из интуиции, я ожидал бы, что динамика несущей способности будет намного медленнее, чем динамика популяции.

Как отмечалось выше, разделение по шкале времени между динамикой популяции и динамикой несущей способности может быть достигнуто путем изменения параметров скорости существующей модели.В частности, этого можно достичь, задав r ₁ >> 1 и r ₂ >> 1, так что колониальный рост и кочевой распад происходят намного быстрее, чем изменение среды обитания. Подраздел «Сниженные параметры» и подраздел «Выживание и рост при дополнительных ограничениях», первый абзац теперь посвящен этому вопросу. Как видно из новых результатов в подразделе «Выживание и рост при дополнительных ограничениях», как выживание, так и долгосрочный рост все еще возможны при предлагаемом разделении шкалы времени.

Кроме того, при отсутствии какой-либо популяции в среде обитания, в которой способность к переносимости изменяется, несущая способность будет неограниченно расти в соответствии с ур. (4), что явно нереально. Я думаю, что можно получить более разумную с биологической точки зрения модель, если предположить какое-то временное разделение между динамикой несущей способности и динамикой популяции (например, предположив, что \ α и \ β в уравнении (4) равны << 1), и предположив, что пропускная способность насыщается, когда размер популяции в среде обитания приближается к 0.Тогда возникает вопрос, сохранится ли явление, наблюдаемое авторами, в таких условиях.

Мы благодарим рецензента №1 за предложения, которые мы с тех пор учли в подразделе «Выживание и рост при дополнительных ограничениях». О разделении шкалы времени уже говорилось выше. Насыщение пропускной способности было реализовано путем модификации Уравнения 6 (сокращенная версия Уравнения 4), чтобы включить поведение, подобное логистике, как указано в Уравнении 14.Это ограничивает рост пропускной способности до максимального значения K _max , учитывая тот факт, что ресурсы не растут бесконечно большими.

Рисунок 6 учитывает это ограничение, показывая, что выживание посредством периодического чередования достижимо как при ограниченной пропускной способности, так и при медленном изменении среды обитания, пока максимальная пропускная способность достаточно высока ( K _max = 20). Как показано на рисунке 7, при этих ограничениях также возможен долгосрочный рост, при этом пропускная способность K приближается к максимальному значению по мере приближения к K _max .Пожалуйста, обратитесь к подразделу «Выживание и рост при дополнительных ограничениях» для полного описания этих результатов.

Я также не совсем уверен в предлагаемом режиме переключения (подраздел «Поведенческое переключение»). Авторы стремятся к тому, чтобы индивиды переходили от кочевого поведения к колониальному, когда несущая способность колониальной динамики достаточно высока. Но как кочевые особи смогут оценить вместимость колониального образа жизни (я могу понять, как колониальные особи оценили бы эту несущую способность)?

Как отмечалось выше, предполагаемое переключение может запускаться различными механизмами.Например, поскольку кочевые организмы очень мобильны, они могут часто повторно входить в свою первоначальную колониальную среду обитания после того, как покидают ее, и, таким образом, могут определять, достаточно ли высок уровень ресурсов для повторного заселения. Это теперь объясняется в последнем абзаце подраздела «Переключение поведения».

В качестве альтернативы, в случае выживания посредством периодического чередования, биологических часов было бы достаточно для реализации стратегии периодического переключения, избегая необходимости полностью определять уровни ресурсов.Теперь это обсуждается в третьем абзаце подраздела «Выживание за счет периодического чередования». И колониальные, и кочевые организмы могут быть просто «жестко запрограммированы» на изменение поведения через определенный промежуток времени, генерируя периодическое поведение, которое синхронизируется с регенерацией колониальной среды. Это вполне могло объяснить существование множества форм жизненных циклов, таких как у медуз, которые чередуются между колониальными полипами и кочевыми медузами.

Более сложное правило переключения, данное в (13), еще менее интуитивно понятно: зачем колониальным людям переключаться на монадический образ жизни, когда они достигают своей вместимости? В конце концов, это означает, что индивиды обменивают темп роста на душу населения, равный 0 (потому что они учитывают несущую способность), с отрицательными темпами роста на душу населения (как в случае кочевого образа жизни по предположению).Я думаю, что было бы разумнее переключиться, когда темпы роста колоний станут «достаточно отрицательными», например более отрицательный, чем (постоянный) отрицательный темп роста на душу населения в отношении кочевого образа жизни. И снова возникает вопрос, можно ли по-прежнему наблюдать стойкость при таких более реалистичных предположениях.

Мы благодарим рецензента №1 за то, что он поднял эту проблему. Как отмечалось ранее, это беспокойство справедливо только в том случае, если мы рассматриваем колониальные организмы как эгоистичные «рациональные агенты», которые никогда не хотят нести убытки.Теперь этот вопрос рассматривается в последнем абзаце подраздела «Переключение поведения». Общеизвестно, что кажущееся иррациональным «бескорыстное» поведение можно генетически запрограммировать (жестко запрограммировать), поэтому вполне вероятно, что колониальные организмы могут обменять временное снижение скорости роста на долгосрочную выгоду. Например, клеточные плесневые грибки приносят в жертву себя во время формирования колониального плодового тела, хотя не гарантируется, что споры, высвобождаемые плодовым телом, немедленно попадут в более благоприятные условия.Таким образом, мы считаем, что вполне возможно, что колониальные организмы могут обменять нулевую скорость роста на потенциально отрицательную.

Как могло развиться такое «бескорыстное» поведение, выходит за рамки нашего текущего исследования, но является потенциальной областью для будущей работы. Одна из возможностей заключается в том, что темпы роста кочевников не всегда отрицательны, что может побудить эволюцию к локальной оптимизации в сторону перехода к кочевому поведению при достижении колониальной вместимости. Тогда в суровые времена, даже когда темпы кочевого роста отрицательны, вид все равно сможет выживать и расти, используя ту же стратегию переключения.Как отмечалось в четвертом абзаце «Обсуждение» и в Теореме A.7 Приложения, предложенная нами стратегия переключения выгодна для вида независимо от того, моделируется ли кочевничество как проигрышная игра или нет.

В целом, я думаю, что статья интересна, но требует более тщательного рассмотрения биологического реализма, лежащего в основе различных предположений, и, как следствие, гораздо более тщательного обсуждения биологической значимости полученных результатов.

Мы начали с более простой модели популяции, чтобы лучше прояснить основные механизмы, с помощью которых парадокс Паррондо может возникать у видов, ведущих как кочевое, так и колониальное поведение.Для демонстрации парадокса было наложено минимальное количество ограничений, поэтому полученные теоретические результаты можно широко обобщить. Как мы теперь показываем в подразделе «Выживание и рост при дополнительных ограничениях», при наложении дополнительных ограничений для более точного моделирования характеристик определенных биологических систем все еще может наблюдаться парадокс выживания и долгосрочного роста. Мы полагаем, что теперь мы удовлетворительно ответили на комментарии наших рецензентов.

Рецензент № 3:

Общая оценка:

В рассматриваемой рукописи («Кочево-колониальное чередование может способствовать росту популяции, несмотря на разрушение среды обитания: экологический парадокс Паррондо») представляет и анализирует новую модель популяции, в которой люди являются одним из двух типов поведения, которые моделируются как субпопуляции в Модель ODE.Колониальные типы сотрудничают, конкурируют и (в долгосрочной перспективе) снижают свою несущую способность. Кочевники медленно отмирают (в анализируемом пространстве параметров). Потомство каждого типа может «переключаться» на другого, и в модели они делают это в зависимости от емкости населения колониальной субпопуляции.

Благодаря тщательному и подробному анализу, в статье показано, что модель демонстрирует парадоксальное поведение: в ситуациях, когда чисто колониальные или кочевые стратегии исчезнут, переключение может привести к настойчивости.Такие результаты хорошо известны в области экологии и эволюции, но чаще всего происходят из-за изменчивости окружающей среды [1]. Здесь результаты возникают не из-за изменений окружающей среды, а из-за смоделированного правила переключения, зависящего от пропускной способности. Это обеспечивает более близкий аналог игр Паррондо, чем во многих экологических исследованиях, которые (где это биологически реалистично) могут помочь объединить различные исследования такого обратного поведения (как это предусмотрено в [1]).

Спасибо рецензенту №3 за внимательное чтение.Действительно, многие биологические исследования выявили связь с этим парадоксом, но часто не учитывают зависимость от капитала и зависимость от истории, которые характерны для игр Паррондо. Парадокс часто возникает из-за наличия внешних изменений окружающей среды. Главный вклад нашей модели состоит в том, что она отражает динамику, зависящую от капитала и истории, в реалистичной экологической обстановке, тем самым демонстрируя парадокс без необходимости внешних воздействий окружающей среды.

Конкретная ситуация, изучаемая в модели чередования кочевых и колониальных типов, представляет большой эволюционный интерес, поскольку она отражает как эволюцию кооперативных колоний из модульных организмов, так и даже эволюцию самой многоклеточности. Действительно, при описании последнего процесса использовался язык храпового механизма [2]. Совсем недавно та же самая группа исследовала стабилизацию многоклеточности посредством трещотки в генетической модели ([3], которую следует процитировать и обсудить в любом пересмотре).

[Libby et al., 2016] «Стабилизация многоклеточности с помощью трещотки» — очень актуальное исследование, и мы включили его в качестве справочного материала, чтобы мотивировать нашу работу. Работа обсуждается во введении, третьем абзаце.

Модель в рецензируемой рукописи, хотя и не является явно эволюционной, предоставляет интересный путь, с помощью которого эти вопросы могут быть исследованы в будущем. Однако продемонстрированное поведение основано на некоторых особенностях модели и ее предположениях.

Проблемы:

Несмотря на то, что модель является многообещающей, она демонстрирует странное и, возможно, нереалистичное поведение, которое может быть связано с нетипичными предположениями. В частности, моделирование несущей способности K как функции самой популяции (уравнение 3) в модели одного вида не является распространенным в экологии (например, такая модель отсутствует в таблице 1 в [4]). Одна из причин может заключаться в том, что, как здесь видно, K будет расходиться до бесконечности, когда популяции станут небольшими (например,g., если колонисты вымирают; Рисунок 1А).

Спасибо, рецензент №3, за то, что поднял эти опасения. Исходя из первых принципов, можно предположить, что моделирование несущей способности K как функции популяции полностью возможно, поскольку организмы влияют на среду, в которой они живут. Другое исследование, подтверждающее этот подход, — это Yukalov et al., 2009, который демонстрирует, как такая обратная связь может привести к прерывистой эволюции и росту. Таким образом, модели, в которых K зависит от размера популяции, могут быть очень продуктивными для понимания сложных экологических явлений.

Тем не менее, мы признаем, что для K нереально расходиться в сторону бесконечности, предполагая конечный размер среды обитания. Чтобы решить эту проблему, мы добавили новый подраздел «Выживание и рост при дополнительных ограничениях», наложив все ограничения, предложенные рецензентами. Как отмечалось в нашем ответе рецензенту №1, насыщение пропускной способности было реализовано путем модификации уравнения 6 (сокращенная версия уравнения 4), чтобы включить поведение, подобное логистике. Новая динамика K указана в уравнении 14.С помощью этого уравнения рост K ограничен максимальным значением K _max . Таким образом, K можно рассматривать как краткосрочную пропускную способность, а K _max как долгосрочную пропускную способность.

Важно отметить, что когда K _max >> K, уравнение 14 сводится к уравнению 6. Это означает, что все наши ранее представленные результаты по-прежнему остаются в силе (и полностью действительны) с учетом этого условия. Даже когда K _max установлено значительно ниже ( K _max = 20), рисунки 6 и 7 показывают, что выживание и долгосрочный рост все еще возможны.Мы считаем, что эти результаты должны адекватно ответить на опасения рецензентов по поводу биологического реализма.

Вячеслав И. Юкалов, Е. П. Юкалова и Дидье Сорнетт. Прерывистая эволюция из-за задержки несущей способности. Physica D: нелинейные явления, 238 (17): 1752–1767, 2009

Динамика K также играет роль в странном поведении, рассмотренном на Рисунках 3 и 4, где огромное количество кочевников образуется в течение длительного периода переключения, в течение которого K уменьшается.Поскольку динамика переключения (уравнение 5) основана на динамике K и является ключом к управлению анализируемым поведением, общность этого поведения связана с разумностью и общностью этого предположения.

После ограничения роста K до максимального значения K _max , всплески кочевого роста, наблюдаемые на рисунках 3 и 4, все еще можно наблюдать на рисунке 7A. Мы признаем, что наличие всплесков роста может быть артефактом конкретной используемой модели и может быть уникальным для биологических систем, которые строго придерживаются такой модели.Однако это не умаляет нашего более широкого и важного вывода о том, что выживание и долгосрочный рост возможны. Как теперь показывает наш новый подраздел «Выживание и рост при дополнительных ограничениях», это остается возможным даже при немного иных предположениях моделирования. В общем, наши результаты остаются верными при полном моделировании, включающем все наши предыдущие предположения и условия, предложенные нашими рецензентами.

https://doi.org/10.7554/eLife.21673.sa2

Инфекция Dientamoeba Fragilis: основы практики, патофизиология, эпидемиология

Автор

Мария Гарсия Фернандес, доктор медицины Врач, отделение инфекционных заболеваний, Детская исследовательская больница Св. Иуды

Раскрытие информации: не подлежит разглашению.

Соавтор (ы)

Мария Каррильо-Маркес, доктор медицины Доцент кафедры педиатрии отделения инфекционных заболеваний детской больницы Ле Бонер Медицинского научного центра Университета Теннесси Медицинский колледж

Мария Каррильо-Маркес, доктор медицины, является членом следующие медицинские общества: Американская академия педиатрии, Американское общество инфекционных заболеваний, Общество педиатрических инфекционных болезней

Раскрытие: Ничего не разглашать.

Специальная редакционная коллегия

Мэри Л. Виндл, PharmD Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Главный редактор

Рассел Стил, доктор медицины Профессор-клиницист, медицинский факультет Тулейнского университета; Врач, штатный врач, Ochsner Clinic Foundation

Рассел Стил, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии педиатрии, Американской ассоциации иммунологов, Американского педиатрического общества, Американского общества микробиологии, Американского общества инфекционных болезней, Медицинского центра штата Луизиана. Общество, Общество детских инфекционных болезней, Общество педиатрических исследований, Южная медицинская ассоциация

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Дополнительные участники

Дэвид Р. Мак, доктор медицины, FRCPC Профессор кафедры педиатрии медицинского факультета Оттавского университета; Заведующий отделением гастроэнтерологии, гепатологии и питания, Отделение педиатрии, Детская больница Восточного Онтарио, Канада

Дэвид Р. Мак, доктор медицины, FRCPC является членом следующих медицинских обществ: Канадского педиатрического общества, Канадской ассоциации гастроэнтерологов, Америки Гастроэнтерологическая ассоциация, Североамериканское общество детской гастроэнтерологии, гепатологии и питания

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Майкл Д. Ниссен, MBBS FRACP, FRCPA, доцент кафедры биомолекулярных, биомедицинских наук и здравоохранения, Университет Гриффита; Директор инфекционных заболеваний и руководитель отделения детской инфекционной лаборатории Квинсленда, Центр вирусных исследований сэра Альберта Сакжевски, Королевская детская больница

Майкл Д. Ниссен, MBBS, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия педиатрии, Королевский колледж патологов Австралии. , Королевский австралазийский колледж врачей, Американское общество микробиологии, Общество детских инфекционных болезней

Раскрытие информации: раскрывать нечего.

23.2B: Жизненные циклы и среда обитания простейших

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Ключевые моменты
2. Ключевые термины
3. Жизненный цикл слизистых форм
4. Плазмодиальные слизистые формы
5. Клеточные слизистые формы
6. Среды обитания различных протистов

Протисты живут в самых разных средах обитания, включая большинство водоемов, как паразиты у растений и животных, а также на мертвых организмах.

Задачи обучения

• Описать среду обитания и жизненные циклы различных простейших

Ключевые моменты

• Слизневые плесени классифицируются на основе их жизненных циклов на плазмодийные или клеточные типы, оба из которых заканчивают свой жизненный цикл в виде диспергированных спор.
• Плазмодиальные слизистые формы образуют одноклеточную, многоядерную массу, тогда как клеточные слизистые формы образуют агрегированную массу отдельных амеб, которые могут мигрировать как единое целое.
• Слизистые плесени питаются в основном бактериями и грибами и способствуют разложению мертвых растений.

Ключевые термины

• гаплоид : клетки, имеющей единственный набор непарных хромосом
• спорангии : полость, в которой образуются споры (также называемая плодовым телом)
• плазмодий : масса цитоплазмы, содержащая множество ядер, созданная агрегацией амебоидных клеток слизистой плесени во время их вегетативной фазы
• диплоид : клетки, имеющей пару хромосом каждого типа, одна из которых происходит от яйцеклетки, а другая — от сперматозоида

Жизненный цикл слизистой плесени

Жизненные циклы протистов варьируются от простых до чрезвычайно сложных.Некоторые паразитические протисты имеют сложные жизненные циклы и должны инфицировать разные виды хозяев на разных стадиях развития, чтобы завершить свой жизненный цикл. Некоторые протисты одноклеточные в гаплоидной форме и многоклеточные в диплоидной форме, что также используется животными. У других протистов есть многоклеточные стадии как в гаплоидной, так и в диплоидной формах, стратегия, называемая чередованием поколений, также используется растениями.

Плазмодийные слизистые формы

Слизневые плесени классифицируются на основе их жизненного цикла на плазмодийные и клеточные типы.Формы плазмодийной слизи состоят из больших многоядерных клеток и перемещаются по поверхностям, как аморфная капля слизи во время фазы питания. Слизистая плесень скользит, поднимая и поглощая частицы пищи, особенно бактерии. После созревания плазмодий приобретает сетчатый вид со способностью образовывать плодовые тела или спорангии во время стресса. Мейоз производит гаплоидные споры в спорангиях. Споры распространяются по воздуху или воде и потенциально могут приземлиться в более благоприятных условиях.Если это происходит, споры прорастают с образованием амебоидных или жгутиковых гаплоидных клеток, которые могут объединяться друг с другом и производить диплоидную зиготическую слизевую плесень для завершения жизненного цикла.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Жизненный цикл плазмодиальной слизистой плесени : гаплоидные споры развиваются в амебоидные или жгутиковые формы, которые затем оплодотворяются, образуя диплоидную многоядерную массу, называемую плазмодием. Этот плазмодий имеет сетчатую структуру и при созревании образует спорангий на вершине стебля. Спорангий образует гаплоидные споры посредством мейоза, после чего споры распространяются, прорастают и начинают свой жизненный цикл заново.Ярко окрашенный плазмодий на врезке представляет собой одноклеточную многоядерную массу.

Ячеистые слизевые формы

Клеточные слизистые плесени функционируют как независимые амебоидные клетки, когда питательных веществ много. Когда пища истощается, клеточные слизистые плесени объединяются в массу клеток, которые ведут себя как единое целое, называемое слизью. Некоторые клетки слизняка образуют стебель диаметром 2–3 миллиметра, который при этом высыхает и умирает. Клетки на вершине стебля образуют бесполое плодовое тело, содержащее гаплоидные споры.Как и в случае плазмодийных слизистых плесневых грибов, споры распространяются и могут прорасти, если попадут во влажную среду. Один представительный род клеточных слизистых плесневых грибов — Dictyostelium , который обычно встречается во влажных лесных почвах.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Жизненный цикл клеточной слизистой плесени : Клеточная слизистая плесень может участвовать в двух формах жизненного цикла: как одиночные амебы, когда питательных веществ много, или как агрегированные амебы (фото вставки), когда питательные вещества недостаточны .В совокупности некоторые особи способствуют образованию стебля, на вершине которого находится плодовое тело, полное споров, которые распространяются и прорастают в надлежащей влажной среде.

Среды обитания различных протистов

Существует более 100 000 описанных живых видов простейших. Почти все протисты существуют в водной среде того или иного типа, включая пресноводную и морскую среду, влажную почву и даже снег. Парамеции — частый пример водных протистов. Из-за их обилия и простоты использования в качестве исследовательских организмов они часто становятся объектами изучения в классных комнатах и ​​лабораториях.Помимо водных протистов, несколько видов протистов являются паразитами, которые заражают животных или растения и, следовательно, живут в своих хозяевах. Амебы могут быть паразитами человека и вызывать дизентерию, обитая в тонком кишечнике. Другие виды протистов питаются мертвыми организмами или их отходами и способствуют их разложению. Примерно 1000 видов слизистой плесени размножаются на бактериях и грибах на гниющих деревьях и других растениях в лесах по всему миру, внося свой вклад в жизненный цикл этих экосистем.

ЛИЦЕНЗИИ И АТРИБУЦИИ

CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, ПРЕДЫДУЩИЙ РАЗДЕЛ

• Курирование и проверка. Предоставлено : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, СПЕЦИАЛЬНАЯ АТРИБУЦИЯ

• Колледж OpenStax, Биология. 16 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Адрес: : http: // cnx.org / content / m44616 / latest … ol11448 / latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Биология. 23 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44616/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Биология. 14 ноября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44629/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• фагоцитоз. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/phagocytosis . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• многоядерный. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/multinucleate . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• фагосома. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/phagosome . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• аморфный. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/amorphous . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• пленка. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/pellicle . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• такси. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/taxis . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Характеристики протистов. 16 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44616/latest…_B23_02_02.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Характеристики протистов.16 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44616/latest…_B23_02_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Биология. 23 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44616/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Биология.16 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44616/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Группы протистов. 16 ноября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44617/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
• плазмодий. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/plasmodium . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• диплоид. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/diploid . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• гаплоид. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/haploid . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• спорангии. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/sporangia . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Характеристики протистов.16 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44616/latest…_B23_02_02.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Характеристики протистов. 16 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44616/latest…_B23_02_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Группы протистов.18 ноября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44617/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Группы протистов. 18 ноября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44617/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution

Таинственный 80-нм вирус амебы с почти полным «геномом ORFan» бросает вызов классификации ДНК-вирусов

Аннотация

Здесь мы сообщаем об открытии Yaravirus, новой линии амебного вируса с загадочным происхождением и филогенезом.Яравирус представляет собой частицы размером 80 нм и геном дцДНК размером 44 924 п.н., кодирующий 74 предсказанных белка. Более 90% (68) предсказанных генов Yaravirus никогда ранее не описывались и представляют собой ORF. Только шесть генов имели отдаленные гомологи в общедоступных базах данных: экзонуклеаза / рекомбиназа, упаковывающая АТФаза, бифункциональная ДНК-примаза / полимераза и три гипотетических белка. Кроме того, нам не удалось получить вирусные геномы, тесно связанные с Yaravirus, в 8 535 общедоступных метагеномах, охватывающих различные среды обитания по всему миру.Геном Yaravirus также содержал шесть типов тРНК, которые не соответствовали обычно используемым кодонам. Протеомика показала, что частицы Yaravirus содержат 26 вирусных белков, один из которых потенциально представляет собой новый капсидный белок, не имеющий значительной гомологии с основными капсидными белками NCLDV, но с предполагаемым доменом двойного желеобразного валика. Yaravirus расширяет наши знания о разнообразии ДНК-вирусов. Филогенетическая дистанция между Yaravirus и всеми другими вирусами подчеркивает нашу все еще предварительную оценку геномного разнообразия эукариотических вирусов, усиливая необходимость выделения новых вирусов простейших.

Заявление о значимости Было замечено, что у большинства известных вирусов амебы есть много общих черт, которые в конечном итоге побудили авторов классифицировать их в общие эволюционные группы.