Зовнішня будова інфузорії туфельки під мікроскопом. Інфузорія туфелька. Органи, що забезпечують харчування
Далі від людей у процесі еволюції мікроорганізми. Бактерії, наприклад, являють собою одноклітинні організми, які відтворюються шляхом поділу клітин. Розподіл клітин відбувається звичайним шляхом, де материнська клітина ділиться на дві рівні клітини дочірні. Далі не відрізняється батьківська та спадкова клітини, тому можна вважати, що ці організми не старіють.
Якщо немає насильницької смерті, бактерії донедавна були б безсмертні. Проте старіння найпростіших організмів з асиметричним поділом, як зниження репродуктивного виведення з віком відбувається, оскільки вони втрачають здатність відновлюватися і відтворювати. З іншого боку, деякі бактерії можуть формувати суперечки і залишатися в стані анабіозу протягом багатьох років. Тим не менш, незважаючи на основні клітинні функції бути однаковими для всіх живих організмів вони мають багато відмінностей у порівнянні з клітинами людини. Наприклад, бактерії мають кругові хромосоми, не мають мітохондрії та ін.
Таким чином, скільки бактерії живуть конкретно сказати не можна у зв'язку з особливістю розмноження.
Тривалість життя інфузорії
Статева генетична рекомбінація, що з'явилася в процесі еволюції в інфузорії, можна розглядати як адаптацію геному до навколишнього середовища з обміном генетичної інформацією. Такий процес є вигідним з погляду збільшення різноманітності.
Поява статевої відмінності відноситься до появи старіння багатьох еволюційних ліній.
Починаючи з інфузорії, у яких окремим клітинам «суджено померти». Процес, що нагадує програмовану смерть організмущо спостерігається і у тварин. Прикладом є найпростіші сиючі інфузорії Tokophrya без будь-яких засобів видалення відходів, що робить смерть неминучою, особливо швидку при рясному харчуванні.
Скільки живуть інфузорії залежить від харчування: від кількох днів до місяця.
Ця форма старіння внаслідок механічних обмежень у структурі організмів називається «Механічне старіння».
Геронтологи вивчають організми, які можуть розмножуватися безстатевим шляхом до сотень поколінь, але зрештою досягається зникнення клонів. І нарешті численні види серед інфузорії не показують жодних ознак клонового старіння при розмноженні шляхом розподілу.
Приклади зустрічаються серед таксонів та радіолярій. За відсутності статевої фази багато видів можуть розмножуватися не виявляючи старіння клону.
Дозволяє бачити найпростіші мікроорганізми як бактерії та інфузорії.
На землі зустрічаються різноманітні живі організми. Великі та не дуже, складні та найпростіші. За одними людина може спостерігати неозброєним оком, на дослідження інших потрібне спеціальне устаткування. Будь-яка жива істота складається з клітин – мільйонів, мільярдів.
Інфузорія-туфелька - один із найпростіших одноклітинних організмів. Найкращою відповіддю на запитання, що це таке, буде уявлення кола чи будь-якої іншої замкнутої фігури. Обмежує контур - стінки клітини або клітинні мембрани, всередині контуру знаходиться все необхідне для життєдіяльності організму.
Чому черевичок?
Інфузоріїбувають різних розмірів, але більшість їх невидимі неозброєним оком.Своєю назвою цей організм завдячує зовнішньому вигляду. Клітинибувають досить рухливими і можуть змінювати свою форму. У інфузорії-туфелькитаких можливостей немає.
Мембраназавжди нерухома, і вся клітка нагадує підошву взуття. Істота постійно рухається. Досягається це за допомогою вій, що покривають його зовнішню поверхню.
Усі вони рухаються синхронно, З однаковою частотою та силою. Цікаво, що плаває туфелька тупим кінцем уперед, а особливості будови та напрямок руху змушують її обертатися навколо поздовжньої осі.
Де мешкає інфузорія?
Проживають інфузорії в водоймахі дуже часто стають їжею для рибта інших мешканців морів та . Основне місце існування туфельки - прісні водойми зі стоячою водою. Харчуванням служать водорості та бактерії. Зустріти її можна й у домашніх акваріумах. Хвилястий рух вій дозволяє їй пересуватися зі швидкістю до 2 мм/с.
Напрямок руху може змінюватися двома способами:
- вигин самої клітини – звичайний варіант;
- зіткнення з якоюсь перешкодою.
В останньому випадку туфелькаможе розвернутися на 180 градусів. Вії туфельки допомагають їй не тільки в пересуванні. Вони також відповідають за живлення, створюючи струм рідини в напрямку ротового отвору інфузорії. Частина війпроганяє бактерії вздовж тіла інфузорії.Частина, склеєна у складніші форми, допомагає «заковтувати» їжу. Ротовий отвір, або клітинний рот, інфузорії знаходиться приблизно посередині увігнутої частини.
Увага!Розводять туфельку та штучним шляхом. Досвідчені акваріумісти знають, що ідеальним кормом для мальків риб є саме інфузорія-туфелька. Більше того, серед новонароджених є привереди, які, крім неї, нічим не харчуються. На багатьох інтернет-проектах, присвячених акваріумістиці, люди розповідають про способи її розведення.
Дихання та виділення
Окремих органів, відповідальних за ці функції, інфузорія немає. Дихання відбувається усією поверхнею тілаінфузорії-туфельки. Кисеньнадходження через цитоплазму клітини, розщеплює їжу на , вуглекислий газ, а також ряд інших з'єднань.
Процес супроводжується вивільненням енергії, необхідної суті підтримки життя. Другою функцією дихання є виведення вуглекислого газу. Він так само як і може виходити через всю поверхню інфузорії тіла.
Інші речовини виводяться в пару спеціальних порожнинрозташовані в різних кінцях туфельки. Їх називають вакуолі. В процесі розщеплення складних органічних речовинвони наповнюються водою із продуктами розпаду. У момент досягнення критичного наповненнявакуоля переміщається до поверхні тіла і спустошується. Таким чином, виділеннявиводяться з організму інфузорії-туфельки.
У спокійному становищівакуолі розташовані в передній (у «каблука») та задній («пальці») частинах клітини інфузорії. Вчені вирахували, що вакуолі, поперемінно скорочуючись, здатні за годину викинути. об'єм води, приблизно рівний самому розміру клітини.
Хімія життя
Інфузорія є першокласним хіміком. Рухаючись уперед, вона знаходить їжу за непомітними змінами складу води. У місці великого скупчення бактерій хімічний склад дещо змінюється, що дозволяє інфузорії-туфельці безпомилково знаходити собі їжу.
Хоч черевичок і живе у стоячих водах, поїдаючи бактерії та водорості, вона очищає водоймище. У таких місцях вода завжди чиста та прозора, адже першими забруднювачами природних водоймє саме бактерії та суперечки водоростей- найкращий корм для інфузорій.
Інфузорії-туфельки дуже перебірливі. Ідеальне середовищепроживання має бути прісною. Важливим фактором їх розмноження є велика кількість органічних залишків, бактерій та дрібних водоростей. Якщо останніх мало, інфузорії намагаються піти з такого місця. Відчувши несприятливі умови, інфузорії також намагатимуться переміститися.
До поганих умов для процесів, що сприяють їхньому проживанню, належать похолодання, поява у воді домішок солі, а також нестача світла. Прояв будь-якої із зазначених властивостей змусить інфузорії переміститися – з менш освітленихшарів рідини на поверхню, із солоного місця у чистіше, прісне. Якщо температура наближається до нуля, то інфузорії мігрують.
Важливо!Власникам рибних господарств треба розуміти, що черевичок – стартовий корм для мальків. Якщо у водоймищі планується розводити рибу, потрібно подбати і створити інфузоріям сприятливі умови для розмноження.
Міграції
При погіршенні умов життєдіяльності інфузорії можуть перебратися на нове місце проживання. Процес складається з кількох етапів:
- Сотні тисяч черевичків збираються групками.
- Кожна збирається в правильна кулька.
- Багатоклітинна особина переноситься на нове місце
- На новому місці розпадається окремі істоти.
Переміщатися інфузоріїможуть вітром або «пасажирами» на птахах та тваринах. Для кульки, у вигляді якої інфузорії подорожують, вчені вигадали назву - циста.
Можливо й інший варіант - інфузорії впадають у «спячку». Групи не збираються, а окремі істоти створюють власні панцирі-цисти, в яких можуть перебувати, доки умови не стануть сприятливими.
Хижаки
Є у найпростіших свої мисливці та свої жертви. У ролі останніх найчастіше виявляються саме туфельки. На протилежному кінці знаходяться спеціальні види інфузорій. Люди знайшли два види мисливців:
- бурсарію;
- дилептус.
Перша у кілька разів більшеінфузорії-туфельки. Її розміри можуть сягати 1 мм. Виглядає вона, як рибальська верша – лійка. У вузькому кінці знаходиться рот. Інфузорія ганяється за туфельками, пересуваючись різкими розгонистими рухами.
Наздогнавши жертву, вона завмирає та намагається «пообідати». Дається їй це не так просто. Вона має довгі ротові вії, які заганяють туфельку в рот. Та відчайдушно намагається вирватися. Часто досить вдало.
Але якщо туфелька потрапила зі струмом води всередину глотки, бурсаріюможе святкувати перемогу, вибратися назад інфузорія-туфелька просто не встигне. Протоплазмабурсарії стискається, умертвляючи видобуток, після чого та перетравлюється.
Пересуваючись неспішними рухами, на туфельок може полювати і дилептус- Інший хижак. На відміну від бурсарії, яка просто вистачає видобуток ротом, одноклітинна інфузорія ділептус діє хитріше. Маючи довгий хобот, Збагачений стріляними голками, інфузорія використовує його для умертвіння видобутку. Їм завдаються удари інфузоріям, що опинилися по сусідству, а уколи паралізують жертву. Далі починається трапеза. Дилептус відкриває рот, що широко розтягується, і заковтує видобуток, який може виявитися більше його розміром.
Термін життя туфельки
Вище були описані два найчастіші мисливці. Але відповідь на запитання, скільки живуть інфузорії, Залежить не тільки від кількості бажаючих ними пообідати. Свій вплив надає і спосіб розмноження (безстатеве або статеве), і місце існування, і відсутність або зміна якості харчування. У звичайному сприятливому середовищі інфузорії-туфельки розмножуються простим розподілом. Такий варіант названо безстатевим. Але можливість такого розмноження повинна обмежуватися певною кількістю разів, інакше інфузорія загине.
З іншого боку, статеве розмноження буває лише за серйозних загроз життя- різке похолодання або відсутність їжі. Враховуючи всі варіанти, термін життя інфузорії варіюється від кількох днів до одного місяця.
Інфузорія туфелька (Paramecium caudatum).
Безстатеве розмноження інфузорії туфельки
Висновок
Найпростіша одноклітинна істота - інфузорія-туфелька є однією з ланок у ланцюзі еволюції. Незважаючи на свій короткий термін, кожна особина приносить велику користь навколишньому світу. З одного боку, вона може очищати закриті водоймища, харчуючись бактеріями та мікроскопічними водоростями. З іншого боку є першокласним кормом для мальків риби.
Усі пам'ятають класичне зображення інфузорії-туфельки із підручника біології, що копіюється з видання до видання. Однак мало хто замислюється, чому честь представляти незліченну кількість одноклітинних організмів - найпростіших та бактерій - випала саме інфузорії-туфельці. Фото, отримане за допомогою одного з мікроскопів та відеоокуляра Альтамі, дозволить детально розглянути зразок вищої досконалості елементарного осередку життя.
Перш ніж ми розглянемо готовий мікропрепарат інфузорії-туфельки, будову її тіла- клітини під мікроскопом, Дізнаємося, що являє собою це найпростіше в середовищі проживання. Яку роль виконує інфузорія-туфелька в природі, яке місце займає в харчовому ланцюжку?
Інфузорія або парамеціяхвостата (від латів. Paramecium caudatum) мешкає у прісних водах. Свою назву одноклітинне отримало за подовжені вії на задній половині тільця. Між віями, яких налічується по всьому тільцю більше десяти тисяч, розташовані трихоцисти або дрібні веретеноподібні тільця. Вони являють собою органели (органи у багатоклітинних) нападу та захисту, які з силою викидаються та встромляються у вороже тіло або в жертву. Збоку на тільці інфузорії знаходиться передротове заглиблення, що переходить у рот. Їжу інфузорія перетравлює утворюючи спеціальні травні вакуолі, що відокремлюються від глотки, які проходять через весь організм, що захоплюються струмом цитоплазми. За сприятливих температурних умов і великої кількості їжі вакуолі утворюються щохвилини. Функцію виділення виконують дві скорочувальні вакуолі. Інфузоріяхарчується іншими найпростішими, одноклітинними водоростями, і сама служить кормом для личинок риб та амфібій. Саме тому найпростіші роди Paramecium інтенсивно вирощують на рибальських господарствах, а також в акваріумістиці.
Тепер можемо розпочати дослідження інфузорії під мікроскопом. Не біда, якщо готовий мікропрепарат не виявиться під рукою. Будь-який акваріуміст поділиться з вами кілька секретів розведення інфузорій-туфельок або самими особинами, разом з водою з акваріума. Також можна видобути найпростіших у будь-якій стоячій водоймі та для отримання критичної маси, достатньої для дослідження, створити найбільш сприятливі умови для розмноження туфельок. Ці найпростіші легко розлучаються в домашніх умовах на висушених бананових кірках або настої сінної потерті.
Ми поділимося з вами найпростішим, але від цього не менш ефективним способом розведення інфузорії на шматочку моркви. Замочений шматочок моркви (грам на літр) довго не розкладається бактеріями, а вода залишається прозорою. Місткість міститься в темне місце з температурою трохи вище за кімнатну. Через кілька діб можна побачити неозброєним поглядом білясту завись, навколишню моркву, яка являє собою скупчення інфузорій-туфельок, що хаотично плавають у товщі води.
Розмножується інфузорія-туфелька один-два рази на добу спочатку безстатевим способом, тобто поділом клітини навпіл за екватором. Через кілька таких поділок клітина готова розмножуватися статевим способом складним обміном частинками малого ядра. Причому при статевому розмноженні число особин залишається незмінним, не збільшується, але клітина отримує вдосконалену здатність пристосовуватися до навколишніх умов середовища.
Далі поміщаємо крапельку води між предметним та покривним склом. Живі інфузорії під мікроскопом, вже при 80-тикратному збільшенні, являють собою не перестає рухатися скупчення клітин довжиною 0,2-0,3 мм. Тому будова тваринної клітини під мікроскопомможна вивчити лише на гине від висихання найпростішим. Підсихають інфузорії під мікроскопомвиглядають більш одутлими і практично не рухаються. Змінюючи об'єктив, встановлюємо збільшення в 200 разів: картина та ж, але більша, помітна внутрішня будова найпростіших.
Двовимірне зображення найпростішого не відповідає тому, що ви побачите в об'єктиві. Клітина під мікроскопомзовсім не схожа на горезвісний жіночий черевичок чи веретено, як зображують інфузорію художники-анімалісти. Форма тіла одноклітинного організму має «хребет» і у поперечному розрізі виявляється не овалом, а ромбом. Мабуть, виступ посилює гідродинаміку та покращує маневреність інфузорії. Овальну форму тільце найпростішого набуває лише при усиханні.
Хоч інфузорія-туфелька під мікроскопомвиглядає трохи інакше, ніж на ілюстрації зі шкільного підручника, все ж таки, при восьмисоткратному збільшенні можна побачити основні елементи будови тваринної клітки. Під мікроскопомпомітні ядро, цитоплазма та інші формені елементи тваринної клітини. Що складається з полісахаридів та білків оболонка клітини під мікроскопом(Світловим) не видно. Її будову зможуть досліджувати щасливі власники електронного мікроскопа.
Ми впевнені, тепер ви будете проводити цілий годинник з мікроскопом Альтамі, ведучи спостереження за життям зовсім не примітивного найпростішого зі складною латинською назвою Paramecium caudatum або інфузорія туфелька. Фото, які ви зробите за допомогою відеоокуляра Альтамі, нагадуватимуть вам про те, що природа досконала.
Вчора неподалік саду в дрібному болоті зачерпнув води. Вибирав місце якомога темніше і смердюче, щоб зачепити більше живності. Основною метою були дрібні ракоподібні, на кшталт дафній та циклопів. Коли ж я розглядав краплю цієї води детальніше, побачив і зовсім дрібних і спритних організмів. У них крім оболонки з війками, що рухаються, чітко проглядалися всередині великі органоїди чомусь коричневого і зеленого кольору. Основна форма цих дрібних організмів була еліптична, але при деяких поворотах був добре помітний профіль, що нагадує слід взуття. Так, це напевно інфузорія, можливо навіть із роду параметрів (інфузорії-туфельки, Paramecium). На відео добре видно, як вони копошаться поряд зі шматочками мулу, намагаючись пульсуючими віями загнати собі в глотку бактерій та іншу дрібну органіку. На представленому відео перші півхвилини зняті при слабкому збільшенні, і інфузорії схожі на дрібні крапки, що крапляться, а далі збільшення сильніше в кілька разів, і їх форму можна розглянути в деталях.
Інфузорії, або війкові (лат. Ciliophora) – тип найпростіших із групи Alveolata. Форма тіла інфузорій може бути різноманітною, розмір одиночних форм від 10 мкм до 4,5 мм. Живуть у морях та прісних водоймах у складі бентоса та планктону, деякі види – в інтерстиціалі, ґрунті та у мохах. Назва «інфузорія» походить від латів. infusum («настойка») за місцем початкового виявлення найпростіших – у трав'яних настойках.
Парамеції або інфузорії туфельки (лат. Paramecium) - рід інфузорій, що включає кілька сотень видів, у тому числі безліч видів-двійників. Довжина тіла різних представників становить від 50 до 350 мікрометрів. Клітини у формі туфельки (звідси народна назва – «інфузорії-туфельки»). Мешкають зазвичай у прісних річках та ставках.
Клітина парамеції складається з твердої пелікули, тобто. плазматичної мембрани з шаром плоских вакуолей (альвеол), що лежить під нею, яка оточує клітинний вміст – цитоплазму. Поверхня вкрита волосоподібними структурами - віями, за допомогою яких парамеції плавають. Світлий зовнішній шар цитоплазми (ектоплазма) містить веретеноподібні структури, які називають трихоцистами. При дії на парамеції сильного подразника чи атаці іншого організму трихоцисти «вистрілюють» із клітини довгі білкові нитки. Можливо це захисний механізм.
Зерниста внутрішня цитоплазма (ендоплазма) містить одне велике ядро (макронуклеус), одне або кілька дрібних ядер (мікронуклеусів), травні вакуолі та дві скорочувальні вакуолі. Збоку клітини знаходиться ротова западина. Хвилясті биття вій, що вистилають її, женуть харчові частинки вглиб – в «ковтку». Наприкінці її на рівні ендоплазми формується травна вакуоля. Вона відокремлюється від глотки, мігрує по певному маршруту в цитоплазмі, перетравлюючи матеріал, потім викидає назовні неперетравлені залишки через певну ділянку поверхні за ротовою западиною, званий анальною часом, і одночасно з цим руйнується.
Харчуються парамеції найпростішими, бактеріями та водоростями. Метаболічні відходи дифузно видаляються через всю поверхню клітини, а скорочувальні вакуолі (по одній у кожного кінця парамеції) регулюють вміст у ній води.
Безстатеве розмноження парамеції відбувається шляхом поділу надвоє. Спочатку діляться ядра. Потім на клітці утворюється поперечна перетяжка, яка поглиблюється та поділяє її на дві дочірні, ідентичні один одному та материнській. Статевий процес називається кон'югацією та розмноженням сам по собі не є. Дві клітини одного виду з'єднуються тимчасовим цитоплазматичним містком, обмінюються скопійованим матеріалом мікронуклеусів та розходяться.
У деяких видів спостерігається ендоміксис: повна перебудова ядерного апарату всередині клітини, коли макронуклеус руйнується, а мікронуклеус ділиться та відновлює його зі свого матеріалу. В обох випадках відразу після ядерної реорганізації зазвичай відбувається кілька клітинних поділів.
Інфузорія-туфелька мешкає у дрібних стоячих водоймах. Ця одноклітинна тварина довжиною 0,5 мм має веретеноподібну форму тіла, що віддалено нагадує туфлю. Інфузорії постійно перебувають у русі, плаваючи тупим кінцем вперед. Швидкість пересування цієї тварини досягає 2,5 мм за секунду. На поверхні тіла вони мають органоїди руху — вії. У клітці два ядра: велике ядро відповідає за харчування, дихання, рух, обмін речовин; мале ядро бере участь у статевому процесі.
Будова інфузорії туфельки
Організм інфузорії влаштований складніше. Тонка еластична оболонка, що покриває інфузорію зовні, зберігає постійну форму її тіла. Цьому ж сприяють добре розвинені опорні волоконця, які знаходяться в шарі цитоплазмі, що прилягає до оболонки. На поверхні тіла інфузорії розташовано близько 15 000 вій, що коливаються. В основі кожної вії лежить базальне тільце. Рух кожної вії складається з різкого помаху в одному напрямку і повільнішого, плавнішого повернення до вихідного положення. Вії коливаються приблизно 30 разів на секунду і, немов весла, штовхають інфузорію вперед. Хвилястий рух вій при цьому узгоджений. Коли інфузорія-туфелька пливе, вона повільно обертається навколо поздовжньої осі тіла.
Процеси життєдіяльності
живлення
Туфелька і деякі інші інфузорії, що вільно живуть, харчуються бактеріями і водоростями.
Реакція інфузорії-туфельки на їжу
Тонка еластична оболонка, ( клітинна мембрана) що покриває інфузорію зовні, зберігає постійну форму тіла. На поверхні тіла розташовано близько 15 тисяч вій. На тілі є поглиблення - клітинний рот, який переходить у клітинну горлянку. На дні ковтки їжа потрапляє у травну вакуолю. У травній вакуолі їжа перетравлюється протягом години, спочатку при кислій, а потім при лужній реакції. Травні вакуолі переміщуються в тілі інфузорії струмом цитоплазми. Не перетравлені залишки викидаються назовні в задньому кінці тіла через особливу структуру — порошку, розташовану за ротовим отвором.
Дихання
Дихання відбувається через покриви тіла. Кисень надходить у цитоплазму через всю поверхню тіла та окислює складні органічні речовини, внаслідок чого вони перетворюються на воду, вуглекислий газ та деякі інші сполуки. При цьому звільняється енергія, яка потрібна для життя тварини. Вуглекислий газ у процесі дихання видаляється через всю поверхню тіла.
Виділення
В організмі інфузорії-туфельки знаходяться дві скорочувальні вакуолі, які розташовуються біля переднього та заднього кінців тіла. Вони збирається вода з розчиненими речовинами, що утворюються при окисленні складних органічних речовин. Досягши граничної величини, скорочувальні вакуолі підходять до поверхні тіла, і їх вміст виливається назовні. У прісноводних одноклітинних тварин через скорочувальні вакуолі видаляється надлишок води, що постійно надходить у їхнє тіло з навколишнього середовища.
Подразливість
Інфузорії-туфельки збираються до скупчення бактерій у відповідь на дію речовин, що виділяються ними, але спливають від такого подразника, як кухонна сіль.
Подразливість – властивість всіх живих організмів відповідати на дії подразників – світла, тепла, вологи, хімічних речовин, механічних впливів. Завдяки подразливості одноклітинні тварини уникають несприятливих умов, знаходять їжу, особин свого року.
Розмноження
Безстатеве
Інфузорія зазвичай розмножується безстатевим шляхом - поділом надвоє. Ядра поділяються на дві частини, і в кожній новій інфузорії виявляється по одному великому та по одному малому ядру. Кожна з двох дочірніх отримує частину органоїдів, інші утворюються заново.
Розмноження інфузорії-туфельки
Статеве
При нестачі їжі або зміні температури інфузорії переходять до статевого розмноження, а потім можуть перетворитися на цисту.
При статевому процесі збільшення числа особин немає. Дві інфузорії тимчасово з'єднуються одна з одною. На місці зіткнення оболонка розчиняється, і між тваринами утворюється сполучний місток. Велике ядро кожної інфузорії зникає. Мале ядро двічі поділяється. У кожній інфузорії утворюються чотири дочірні ядра. Три з них руйнуються, а четверте знову ділиться. У результаті в кожній залишається по два ядра. По цитоплазматичному містку відбувається обмін ядрами, і там зливається з ядром, що залишилося. Знову ядра, що утворилися, формують велике і мале ядра, і інфузорії розходяться. Такий статевий процес називається кон'югацією. Він триває близько 12 години. Статевий процес веде до оновлення, обміну між особинами та перерозподілу спадкового (генетичного) матеріалу, що збільшує життєстійкість організмів.
Життєвий цикл інфузорії-туфельки