- Благодаря симбиозу с бактериями инфузории научились дышать нитратами
- Внешнее и внутренне строение инфузории туфельки
- Движение инфузории туфельки — как дышит одноклеточная?
- Значение инфузорий в природе и жизни человека
- Инфузории (ресничные), подготовка к егэ по биологии
- Инфузория туфелька: строение
- Инфузория-туфелька: обитание
- Особенности инфузории туфельки
- Питание и органы выделения
- Размножение инфузории-туфельки
- Среда обитания простейшего
- Строение инфузории туфельки
- Тип инфузории — урок. биология, 7 класс.
Благодаря симбиозу с бактериями инфузории научились дышать нитратами
Биологи обнаружили уникальный пример симбиоза: бактерии, поселившиеся внутри одноклеточных инфузорий, позволяют тем использовать для дыхания нитраты вместо кислорода.
На глубине швейцарского Цугского озера биологи обнаружили пример необычного симбиоза эукариотических и бактериальных клеток. Их союз напоминает события незапамятного прошлого, в результате которых эукариоты получили органеллы, вырабатывающие энергию за счет кислородного дыхания, митохондрии. Однако в этом случае бактерия позволяет своим «хозяевам» дышать не кислородом, а нитратами. Йон Граф (Jon Graf) и его коллеги назвали ее Candidatus Azoamicus ciliaticola — «азотный помощник, живущий в инфузориях». Ученые описывают эти необычные межвидовые отношения в статье, опубликованной в журнале Nature.
Вода Цугского озера в предгорьях Альп почти неподвижна и резко стратифицирована. На большой глубине кислорода в ней практически не остается, и местные организмы полагаются на другие соединения. Ученые проанализировали их ДНК, которые удалось обнаружить в образце, забранной с глубины 190 метров. Среди них идентифицировали вид бактерий, имеющий все гены, необходимые для синтеза денитрифицирующих белков. Денитрификация — способ бескислородного (анаэробного) дыхания, в процессе которого нитраты восстанавливаются до нитритов.
При этом остальных генов у странных микробов явно недоставало, и трудно было бы представить, как они смогли бы выжить. Скромные размеры их ДНК напоминали о геномах паразитических или симбиотических организмов. Поэтому биологи начали поиск этих хозяев. Ими оказались реснитчатые инфузории-плагиопилиды: по словам ученых, в этих крупных эукариотических клетках бактерии играют ту же роль, что и митохондрии, вырабатывая энергию в форме молекул АТФ и получая взамен все, что необходимо для жизни. Сохраниться в тех же условиях самостоятельно они бы не смогли.
Симбиоз бактерий с эукариотами далеко не новость. Тем не менее такой союз уникален. Крайне редко встречаются варианты, при которых прокариоты напрямую снабжают хозяина готовыми молекулами АТФ: редко их геном деградирует до состояния, не позволяющего выживать вне чужой клетки, а уж пример с денитрифицирующим дыханием оказался вовсе уникальным. Стоит вспомнить, что подобный процесс, как считается, около 1,5 миллиарда лет назад привел к превращению симбиотических (аэробно дышавших) прокариотических клеток в митохондрии, навечно оставшихся в клетках хозяев.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl Enter.
Внешнее и внутренне строение инфузории туфельки
Инфузория-туфелька имеет размер около 0,1-0,3мм. Форма тела напоминает туфельку, потому она получила такое название.
Это животное имеет постоянную форму тела, так как эктоплазма снаружи уплотнена и образует пелликулу. Тело инфузорий покрыто ресничками. Их насчитывается около 10-15 тыс.
Характерной чертой строения инфузорий является наличие двух ядер: большого (макронуклеус) и малого (микронуклеус). С малым ядром связана передача наследственной информации, а с большим — регуляция жизненных функций. Инфузория-туфелька передвигается с помощью ресничек, передним (тупым) концом вперед и одновременно вращается вправо вдоль оси своего тела. Большая скорость движения инфузории зависит от веслообразного движения ресничек.
В эктоплазме туфельки имеются образования, называемые трихоцистами. Они выполняют защитную функцию. При раздражении инфузории-туфельки трихоцисты «выстреливают» наружу и превращаются в тонкие длинные нити, поражающие хищника. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме простейшего развиваются новые.
Движение инфузории туфельки — как дышит одноклеточная?
- Инфузория-туфелька находится в постоянном движении – передвигается острой частью назад. Она выполняет плавающие переходы со скоростью до 3 мм в секунду – что значительно превышает длину тела этого простейшего.
- Она очень поворотливая и может совершать обороты вокруг собственной оси.
- Кислород в организм инфузории проникает через защитную телесную оболочку. Далее окисляется в цитоплазме и преобразуется в воду или углекислый газ.
- Таким методом одноклеточная получает полезные соединения для своей жизнедеятельности. А продукты распада извлекаются через стенки оболочки инфузории.
Значение инфузорий в природе и жизни человека
Установлено, что инфузории играют значительную роль в круговороте веществ в природе. Инфузориями питаются различные виды более крупных животных (мальки рыб).
Они служат регуляторами численности одноклеточных водорослей и бактерий, тем самым очищая водоемы.
Инфузории могут служить индикаторами степени загрязнения поверхностных вод — источников водоснабжения.
Инфузории, проживающие в почве, улучшают ее плодородие.
Человек разводит инфузорий в аквариумах для кормления рыб и их мальков.
В ряде стран широко встречаются заболевания человека и животных, вызываемые инфузориями. Особую опасность представляет инфузория балантидиум, обитающая в кишечнике свиньи и передающаяся человеку от животного.
Инфузории (ресничные), подготовка к егэ по биологии
Инфузории (ресничные) — наиболее сложноорганизованный, развитый тип простейших. Среди инфузорий можно встретить как свободноживущие (в морских и пресных водах),
прикрепленные формы, так и паразитические — балантидий. Представители свободноживущих форм: инфузория-туфелька, инфузория-трубач.
Инфузория-туфелька — вид инфузорий, который получил свое названия благодаря форме тела (клетки) в виде туфельки. Это связано с наличием у клетки плотной наружной
оболочки — пелликулы. Излюбленное место обитания — пресные водоемы со стоячей водой, ее легко можно обнаружить и в обычном аквариуме, взяв пробу воды на
микроскопию.
Органы движения у инфузории — реснички, которые покрывают тело полностью или частично. Совершая ими волнообразные движения, инфузория начинает вращаться и
подобно винту вкручивается в толщу воду (штопорообразное
движение).
За счет наличия плотной пелликулы, у инфузории имеется достаточно сложноустроенная пищеварительная система — по сравнению с амебой, у которой нет плотной оболочки,
а вещества могут захватываться и выделяться в любом участке поверхности клетки. У инфузории такого хаоса, как у амебы, нет — для всего отведено свое место.
Ближе к переднему концу тела на поверхности инфузории имеется углубление — клеточный рот, также называемый цитостом (др.-греч. κύτος «вместилище» и στόμα — «рот»),
служит местом поступления твердых пищевых частиц, бактерий.
Сужаясь, клеточный рот переходит в клеточную глотку (цитофаринкс — от греч. kytos – вместилище, клетка и pharyngos – глотка). На дне глотки пищевые частицы
попадают в пищеварительные вакуоли (фагосомы), в которых благодаря ферментам перевариваются. Расщепленные пищевые частицы поступают в цитоплазму и
используются клеткой для своих нужд.
Непереваренные остатки пищи удаляются с помощью экзоцитоза в специально отведенном месте, где прерывается пелликула — порошица (цитопиг).
Дыхательная система отсутствует, поэтому дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) у инфузории-туфельки осуществляется диффузно всей
поверхностью клетки. При низкой концентрации кислорода в воде, инфузория способна существовать за счет гликолиза (от греч. glykys-сладкий и lysis — разложение)
— бескислородного расщепления глюкозы.
Продукты азотистого обмена удаляются с помощью сократительных вакуолей. Этим же вакуолям принадлежит крайне важная функция: регуляция осмотического
давления клетки — поддержание гомеостаза. В процессе работы сократительной вакуоли из клетки удаляется избыток воды, что препятствует разрыву клетки.
Если бы не сократительные вакуоли, удаляющие избыток воды, клетка лопнула, как переполненный воздушный шарик.
Эта тема заслуживает нашего особенного, пристального внимания. У инфузории-туфельки имеются два ядра: большое — вегетативное (макронуклеус), которое отвечает
за процессы жизнедеятельности в клетке, и малое — генеративное (микронуклеус), основная функция которого заключается в процессе размножения клетки.
Для инфузорий характерно бесполое размножение, путем поперечного деления надвое. Заметьте, именно — поперечного, а не продольного, которое присуще эвглене зеленой.
Под действием неблагоприятных факторов у инфузорий запускается механизм конъюгации — полового процесса.
Конъюгация не является в привычном смысле «половым размножением», так как в результате конъюгации не увеличивается число особей вида, а происходит только перекомбинирование генетического материала и обмен им между двумя инфузориями. В ходе конъюгации не образуются гаметы, и уже очевидно — не образуется зиготы.
При конъюгации две инфузории соединяются в области клеточных ртов (цитостом), между ними возникает цитоплазматический мостик. Вегетативное ядро (полиплоидное) каждой клетки
растворяется, а генеративное (2n) мейотически делится, в результате образуется 4 ядра (n), 3 из которых растворяются, а одно оставшееся (n) делится митотически на
мужское (n) и женское (n) ядро.
Женское ядро каждой инфузории остается на месте, а мужское (n) по цитоплазматическому мостику перемещается в клетку партнера, где сливается
с женским (n) ядром клетки-партнера.
В результате в каждой клетке сливается женское ядро (которое никуда не перемещалось) с мужским ядром
клетки-партнера, переместившимся по цитоплазматическому мостику. При слиянии образуется синкарион.
Это и есть половой процесс у инфузорий,
в результате него происходит обмен генетической информацией между клетками.
Балантидий — вид инфузорий, являющийся самым крупным из патогенных кишечных простейших. Возбудитель балантидиаза. Форма клеток яйцевидная, покрыты
ресничками. Ядерный аппарат типичен для инфузорий, состоит из вегетативного и генеративного ядер.
Паразитирует балантидий в толстой кишке, клинически заболевание протекает по типу
колита (от греч. kolon — толстая кишка) — воспаления толстой кишки, и энтерита (от греч. enteron — кишка) — воспаления тонкой кишки.
Инфузория туфелька: строение
- Простейший организм инфузории-туфельки имеет и другое название – парамеция хвостатая. Ее размер от 0,1 мм до 0,5 мм. Инфузория имеет бесцветный окрас тельца состоящего из основных органоидов – внутренних двух ядер.
- Малое ядро инфузории-туфельки может быть не в одном экземпляре — исполняет роль ответственного за половую деятельность животного.
- А большое ядро – регулирует функцию приема пищи, усвоение кислорода, метаболизм и систему передвижения. Внешний край поверхности оснащен мелкими ресничками.
- Реснитчатые отростки выполняют функцию движения инфузории. Их количество достигает — около 15 тысяч. Реснитчатая ножка имеет базальное тельце у своего основания, рядом находится парасональный мешок, который заглатывается мембраной.
- Наружная часть клетки имеет тонкую оболочку, выполняющую функцию защиты и сохранности целостности формы. Кроме вышеуказанных составляющих, инфузория содержит: цистерны альвеолы, филомены, микротрубочки, фибриллы.
- Цитоскелет позволяет инфузории сохранять форму тельца в первоначальном виде.
- У туфельки существуют: ротовое отверстие, глотка, и зона для выведения фрагментов переработки пищи – порошица. Ее сократительные вакуоли имеют приводящие каналы.
Инфузория-туфелька: обитание
- Популяция инфузорий разводится в пресной воде. Местами обитания инфузории-туфельки могут стать небольшие водоемы, водные резервуары с непроточной водой, аквариумы. Ей подходит любой спокойный водный источник, в котором есть наличие питательной среды – разложение органических веществ: водорослей, органика остатков животного происхождения, иловые отложения.
- Инфузория-туфелька настолько мелкий микроорганизм – увидеть его можно только при наличии микроскопа. Для рассмотрения – необходимо произвести забор мутной иловой воды.
Особенности инфузории туфельки
- Как и любая другая живая особь, способная реагировать на воздействие внешних раздражителей — инфузория-туфелька также проявляет особые реакции. Ее реакцию вызывают любые механические воздействия и химические вмешательства, изменения температурного и светового режима, влажность окружающей атмосферы.
- С целью продолжения жизни — туфелька старается преследовать колонии мелких бактерий. Однако вредоносные вещества, производимые этими бактериями – вынуждают инфузорию держаться от них в стороне.
У инфузории-туфельки непереносимость соленой воды (она живет в пресной) – поэтому она стремиться уплыть от источника раздражения. Благоприятными для инфузории являются – умеренные климатические условия и световое воздействие.
Питание и органы выделения
Органеллами питания у инфузории-туфельки являются: предротовое углубление, клеточный рот и клеточная глотка. Бактерии и другие взвешенные в воде частицы вместе с водой загоняются околоротовыми ресничками через рот в глотку и попадают в пищеварительную вакуоль.
Наполнившись пищей, вакуоль отрывается от глотки и увлекается током цитоплазмы. По мере передвижения вакуоли пища в ней переваривается пищеварительными ферментами и всасывается в эндоплазму. Затем пищеварительная вакуоль подходит к порошице и непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу. Инфузории перестают питаться только в период размножения.
Органеллами осморегуляции и выделения у туфельки являются две сократительные, или пульсирующие, вакуоли с приводными канальцами.
Таким образом, инфузории, в сравнении с другими простейшими, имеют более сложное строение:
- Постоянная форма тела;
- наличие клеточного рта;
- наличие клеточной глотки;
- порошица;
- сложный ядерный аппарат.
Размножение инфузории-туфельки
Размножение этих примитивных одноклеточных происходит двумя способами: бесполым методом и половым способом.
- Функция действия малого ядра наблюдается в двух вариантах развития. Размножение бесполым способом — происходит методом деления туфельки на пару идентичных особей. Деление начинается с того, что в одном организме образуется парное количество ядер, а затем материнская клетка разделяется поперек надвое – образуя две одинаковые клетки.
- Впоследствии каждая из дочерних клеток обретает индивидуальную часть органоидов инфузории. Недостающие части организмов возрождаются вновь – это позволяет сохранить популяцию.
- К половому способу размножения инфузории туфельки прибегают крайне редко. Это происходит при возникновении стрессовых условий: угроза существования, изменение температуры среды обитания в сторону похолодания, недостаточное количество еды. Благодаря соединительному процессу – могут превратиться в цисту.
- Такое состояние помогает существовать инфузории длительное время в неблагополучной среде. Хотя в нормальных условиях продолжительность ее жизни – сутки.
- При половом размножении две особи сливаются в один единый организм на короткий промежуток времени. В таком положении происходит распределение генетического материала. Это способствует увеличению сопротивляемости обоих животных организмов к негативному воздействию окружающей среды. Называется такое слияние – конъюгация.
- Продолжительность цикла длится не более половины суток — при этом количество клеток не увеличивается. В течение синтеза между особями защитная оболочка заменяется соединяющим мостиком, а малые ядра делятся на две части. Большие ядра – исчезают.
- Затем вновь образованные ядра разрушаются, оставляя одно единое, которое делится на две части. Эти два ядра распределяются по цитоплазматическому мосту и впоследствии образуют заново малые и большие ядра – завершающая стадия, после которой организмы разделяются.
В жизненной цепочке эволюции, такие простейшие организмы играют немаловажную роль – они являются ликвидаторами многих разновидностей бактерий, служат кормом для рыб и беспозвоночных мелких животных.
Среда обитания простейшего
Обитает героиня статьи в пресных, мелких водоемах со стоячей водой и обилием разлагающейся органики. Во вкусах сходятся инфузория туфелька, амеба. Стоячая вода им нужна, дабы не преодолевать течение, которое попросту снесет. Мелководье гарантирует прогрев, необходимый для активности одноклеточных. Обилие же гниющей органики — пищевая база.
По насыщенности воды инфузориями, можно судить о степени загрязненности пруда, лужи, старицы. Чем больше туфелек, тем больше питательной базы для них — разлагающейся органики. Зная интересы туфелек, их можно разводить в обычных аквариуме, банке. Достаточно положить туда сено и залить прудовой водой. Скошенная трава послужит той самой разлагающейся питательной средой.
Нелюбовь инфузорий к соленой воде наглядна, при помещении в обычную частиц поваренной соли. Под увеличением видно, как одноклеточные уплывают подальше от нее. Если же простейшие засекают скопление бактерий, напротив, направляются к ним. Это именуется раздражимостью. Сие свойство помогает животным избегать неблагоприятных условий, находить пищу и других особей своего рода.
Строение инфузории туфельки
Строение инфузории туфельки отчасти зависит от ее класса. Их два. Первый называется ресничным, поскольку его представители покрыты ресничками. Это волосковидные структуры, иначе именуются цилиями. Их диаметр не превышает 0,1 микрометра.
Когда обсуждается реснитчатый класс, инфузории туфельки могут иметь несколько тысяч ресничек. В противовес встают сосущие инфузории. Они представляют отдельный класс, лишены ресничек. Нет у сосущих туфелек и рта, глотки, пищеварительных вакуолей, характерных для «волосатых» особей. Зато, у сосущих инфузорий есть подобие щупалец. Таковых видов несколько десятков против многих тысяч реснитчатых.
Щупальца сосущих туфелек — полые плазматические трубочки. Они проводят питательные вещества в эндоплазму клетки. Питанием служат другие простейшие. Иначе говоря, сосущие туфельки — хищники. Ресничек сосущие инфузории лишены, поскольку не двигаются. У представителей класса есть особая ножка-присоска.