Почему тип простейшие так назван. Простейшие. Общая характеристика и разнообразие простейших. Бактерии и вирусы

Самыми примитивными представителями царства животных считаются одноклеточные организмы. Они образуют обширный тип простейшие, многообразие которого мы сегодня рассмотрим. Латинское название этого типа - Protozoa. Поскольку одноклеточные организмы трудно разделить на животных (Protozoa) и растения (Protophyta), их часто объединяют в группу Protista. Многообразие простейших поражает. Их численность составляет более 30 000 видов, и большинство из них невидимы невооруженным глазом, поскольку по размерам они не больше кончика иглы. Попробуем вкратце охарактеризовать все многообразие простейших.

Краткая характеристика простейших

Жгутиковые

Саркодовые

Саркодовые - еще одна группа, к которой относится большое количество видов. Все это многообразие простейших трудно охарактеризовать, поэтому скажем пару слов о самом известном. Всем нам хорошо знаком еще со школы такой представитель саркодовых, как свободноживущая (на фото ниже). Амеба - одноклеточное животное, принадлежащее к обширному типу простейших, которые процветают всюду, где достаточно влажно.

Лучевики, солнечники и споровики

Инфузория-туфелька

Paramecium (инфузория-туфелька) - специализированное одноклеточное животное. О нем непременно стоит рассказать, характеризуя многообразие водных простейших. Наружный слой содержимого клетки - эктоплазма - ограничен плотной оболочкой, несущей множество крошечных ресничек. Их ритмичные согласованные удары позволяют животному двигаться. Перистома ведет в слепой вырост - глотку, окруженную зернистой эндоплазмой. Пищевые частицы поступают в глотку благодаря движениям ресничек, а затем попадают в вакуоли. Содержимое пищеварительных вакуолей, перемещающихся в эндоплазме, переваривается ферментами. Непереваренные остатки выбрасываются через порошицу. Водный баланс поддерживается благодаря деятельности двух пульсирующих вакуолей. Из двух ядер большее (макронуклеус) связано с обменом веществ в клетке, а меньшее (микронуклеус) участвует в половом процессе.

Plasmodium vivax

При бесполом размножении простейшие делятся пополам, образуя две особи. Такое деление полностью сформировавшихся клеток захватывает и протоплазму, и ядро. В результате этого образуются две одинаковые дочерние клетки. В неблагоприятных условиях некоторые жгутиковые и саркодовые секретируют плотную, непроницаемую защитную оболочку (цисту), внутри которой клетка может делиться. При попадании в благоприятные условия циста разрушается, и появляются особи, размножающиеся бесполым путем.

Питание простейших

Подобно другим животным, простейшие получают энергию, питаясь сложными органическими соединениями. Amoeba sp. захватывает псевдоподиями пищевые частицы, и они перевариваются в пищеварительных вакуолях с участием ферментов. Paramecium sp. живет в основном за счет бактерий, загоняя их в перистом движениями ресничек. Trichonympha sp. обитает в кишечнике термитов и питается там теми веществами, которые не усваиваются хозяином. Acineta sp. (на фото ниже) используют в пищу только отдельные виды инфузорий, которые иногда бывают крупнее их самих.

Передвижение

Простейшие передвигаются тремя основными способами. Саркодовые «ползают» путем образования выростов протоплазмы. Движение создается за счет направленности в одну сторону тока эндоплазмы и ее обратимого превращения на периферии в студенистую эктоплазму. Благодаря резким ударам жгутика перемещаются жгутиковые. Инфузории движутся с помощью множества крошечных колеблющихся ресничек.

Бактерии и вирусы

Общая характеристика и многообразие простейших должны быть дополнены кратким рассказом о которых часто путают с ними. Они доставляют немало хлопот человеку, однако играют свою особую роль в природе. Бактерии и вирусы - самые мелкие организмы на планете. Хотя это относительно просто организованные существа, примитивными их не назовешь. Они способны выживать в весьма неблагоприятных условиях, а большая способность адаптироваться к изменившимся условиям ставит их в один ряд с наиболее продвинувшимися и преуспевающими формами. Вирусы - это не клетки, поэтому их нельзя отнести к одноклеточным, а вот бактерии вполне можно считать таковыми. Однако они не являются простейшими, поскольку у них нет ядра. Расскажем о них подробнее.

Где обитают бактерии

В отличие от вирусов бактерии - это клетки. Однако они значительно проще устроены, чем клетки высокоорганизованных существ, и очень варьируют по величине и форме. Бактерии найдены повсюду. Они могут жить даже при условиях, которые исключают существование более сложных организмов. Их встречают в океане даже на глубине 9 км. При ухудшении условий внешней среды бактерии образуют устойчивую покоящуюся стадию - эндоспору. Это самый устойчивый из известных живых организмов: некоторые эндоспоры не погибают даже при кипячении.

Из всех возможных местообитаний наиболее рискованное - другой организм. Бактерии попадают в него обычно через раны. Но, проникнув внутрь, они должны устоять против защитных сил своей жертвы, особенно против фагоцитов (клеток, способных их захватывать и переваривать) и антител, которые могут нейтрализовать их вредное действие. Поэтому одни бактерии окружены снаружи слизистой оболочкой, неуязвимой для фагоцитов; другие после захвата их фагоцитами могут жить в них; наконец, третьи вырабатывают маскирующие вещества, которые помогают им скрыть свое присутствие в пораженных клетках, и последние не вырабатывают антител.

Вредные и полезные бактерии

Бактерии могут причинять вред тремя способами: например, закупоркой различных жизненно важных каналов в организме за счет многочисленности; выделением токсичных веществ (токсин почвенной бактерии Clostridium tetani (на фото ниже), вызывающий столбняк, относится к наиболее сильным из известных науке ядов); а также стимуляцией аллергических реакций у жертв.

Некоторое время против микробных инфекций были эффективны антибиотики, но многие бактерии выработали устойчивость к ряду препаратов. Они быстро размножаются, делясь в благоприятных условиях каждые 10 минут. При этом, естественно, шансы на появление мутантов, устойчивых к тем или иным антибиотикам, возрастают. Но не все бактерии, живущие в других организмах, приносят вред. Так, в желудочно-кишечном тракте коровы, овцы или козы есть специальный отдел - рубец, в котором обитает множество бактерий, помогающих животным переваривать растительную клетчатку.

Микоплазмы

Микоплазмы - самые мелкие из всех клеточных организмов и, возможно, являющиеся переходной стадией между вирусами и бактериями - встречаются в природе в сточных водах, но могут поражать и животных, вызывая у них такие заболевания, как, например, некоторые формы артритов у свиней.

Значение бактерий

Благодаря этим организмам разлагаются трупы, и в почву возвращаются содержащиеся в них органические вещества. Без этого постоянного круговорота органических строительных блоков жизнь не могла бы существовать. Человек широко использует жизнедеятельность бактерий для превращения органических отходов и сырья в полезные продукты при компостировании, изготовлении сыров, масла, уксуса.

В заключение

Как вы видите, многообразие и значение простейших велико. Несмотря на то что размеры их очень малы, они играют важную роль в поддержании жизни на нашей планете. Конечно, мы лишь вкратце охарактеризовали многообразие простейших животных. Надеемся, у вас появилось желание познакомиться с ними поближе. Систематика и многообразие простейших - интересная и обширная тема.

К типу простейших относятся животные, древние формы которых были прародителями всего многообразного животного мира. В связи с этим изучение простейших имеет большое значение для понимания эволюции животного мира. В рассматриваемый тип входит до 40 000 видов. Простейшие широко распространены на нашей планете и обитают в различных средах - в морях и океанах, пресных водах, а некоторые виды - в почве. Многие простейшие приспособились к обитанию в теле других организмов - растений, животных, человека. Все они выполняют различные функции: активно участвуют в круговороте веществ, очищают воду от бактерий и гниющих органических веществ, влияют на почвообразовательные процессы, служат пищей для более крупных беспозвоночных. Многие морские одноклеточные имеют твердые минеральные скелеты. На протяжении десятков миллионов лет микроскопические скелеты умерших животных опускались на дно образовывая там мощные залежи известняков, мела, зеленого песчаника. Скелеты некоторых простейших используются в практике геологоразведочных работ для определения нефтеносных слоев.

Простейшие - микроскопически малые животные различной формы, размеры которых колеблются от 2-3 до 50-150 мкм и даже до 1-3 мм. Наиболее крупные представители этого типа, например раковинные корненожки, обитающие в полярных морях у берегов России, и ископаемые нуммулиты достигают в диаметре 2-3 см.

Тело простейших, состоит из тех же компонентов, что и клетка многоклеточных - наружной мембраны, цитоплазмы, ядра и органоидов и при этом морфологически соответствует одной клетке. В силу этого простейших нередко называют одноклеточными животными (Monocytozoa). Однако в физиологическом отношении они не могут приравниваться к отдельным клеткам многоклеточных (Metazoa), так как их тело выполняет все функции, свойственные многоклеточным животным. Единственная клетка, которая представляет собой организм простейших, передвигается, захватывает пищу, размножается, защищается от врагов, т. е. обладает всеми свойствами целого организма и физиологически ему соответствует. Поэтому в настоящее время простейших называют организмами на клеточном уровне или "неклеточными" организмами.

Ядро является обязательной составной частью тела простейших. Обычно имеется одно ядро. Однако существуют и многоядерные формы. У инфузорий постоянно присутствуют два ядра: крупное вегетативное - макронуклеус и мелкое генеративное - микронуклеус. Ядро регулирует процессы жизнедеятельности и играет важную роль в размножении и передаче наследственных свойств потомству.

Большую часть тела простейшего составляет протоплазма. Под микроскопом в ней можно различить наружный плотный, прозрачный, гомогенный (однородный) слой - эктоплазму и расположенную внутри обычно зернистую эндоплазму более жидкой консистенции. Протоплазма служит основным субстратом жизнедеятельности.

Поверхность эктоплазмы у большинства форм представлена тонкой эластичной оболочкой - пелликулой (лат. pellicula - шкурка), состоящей из белков и жироподобных веществ. Обладая свойством полупроницаемое, оболочка регулирует поступление веществ из внешней среды (вода, соли, кислород и т. п.). Пелликула является частью живой протоплазмы. У некоторых видов на поверхности тела (пелликулы) развивается толстая оболочка - кутикула (лат. cuticula - кожица), играющая защитную и опорную роль. Кутикула не обладает свойствами живой протоплазмы.

В эндоплазме кроме ядра находятся органоиды общего назначения - митохондрии, эндоплазматическая сеть, сетчатый аппарат и др. Кроме того, в соответствии с функциями, присущими целому организму, простейшие имеют органоиды специального назначения, осуществляющие функции передвижения, питания, выделения, защиты и др.

Органоиды специального назначения

В связи с питанием, выделением, движением и другими функциями в теле простейших обособляются отдельные участки протоплазмы, выполняющие определенные жизненные функции одноклеточных как самостоятельных организмов. Эти участки получили общее название органоидов, или органелл. У простейших выделяют органоиды специального назначения в соответствии с функциями, в отличие от любых других клеток, имеющих органоиды общего значения (митохондрии, центросомы, рибосомы и др.)

Органоиды питания имеют различное строение. В зависимости от типа ассимиляции и способа питания простейших разделяют на несколько групп (рис. 1).

Первую группу составляют аутотрофные простейшие. Они питаются наподобие зеленых растений, поглощая из внешней среды углекислый газ, воду и минеральные соли (голофитное питание). Органоидами ассимиляции у них служат хроматофоры, содержащие хлорофилл. На солнечном свету с их участием синтезируются углеводы. Аутотрофные простейшие не нуждаются в готовых органических веществах. Они синтезируют углеводы, жиры и белки из неорганических веществ.

Вторую группу составляют гетеротрофные простейшие, не имеющие хлорофилла. Они могут использовать в пищу только готовые органические вещества. Большинство из них питается бактериями, водорослями, простейшими. Такой способ питания называется голозойным (животным). При этом пища переваривается в особых органоидах - пищеварительных вакуолях, имеющих вид пузырька. Вакуоли образуются в протоплазме вокруг проглоченной пищевой частицы. Если пищи много, в теле простейшего одновременно возникает несколько вакуолей. Переваривание пищи происходит при участии пищеварительных соков, поступающих из протоплазмы. У многих простейших имеются органоиды, служащие для поступления в их тело пищевых частиц и выбрасывания непереваренных остатков пищи наружу. К ним относятся клеточный рот - цитостом, клеточная глотка - цитофаринкс и анальная пора.

Органоиды выделения . У большинства пресноводных видов существуют особые пульсирующие вакуоли. Они имеют вид пузырьков, к которым из протоплазмы подходит система канальцев. Пульсирующие вакуоли постепенно наполняются жидкостью, после чего, быстро сокращаясь, выбрасывают жидкость наружу. Таким путем простейшие освобождаются от избытка воды, которая при жизни в условиях пресноводного водоема по закону осмоса [показать] все время поступает в их тело. Если воду не удалять, то произойдет набухание и гибель простейшего.

Явление осмоса состоит в следующем: если два раствора с разной концентрацией разделены полупроницаемой мембраной, то растворитель (вода) переходит из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией.

Органоидами движения у простейших (рис. 2) служат:

• псевдоподии или ложноножки (греч. pseudos - ложный, podos - нога), представляющие собой временные протоплазматические выступы; возникают у амебы на любом месте ее тела. Движение осуществляется за счет тока протоплазмы, которая постепенно переливается в одну из псевдоподий; при этом противоположный конец тела укорачивается.
• жгутики (или бичи) - постоянные органоиды, имеющие вид длинных протоплазматических нитей, начинающихся обычно на переднем конце; Они производят винтообразные движения.
• реснички - постоянные органоиды, представляющие собой многочисленные короткие протоплазматические нити. Их движения состоят из быстрых взмахов в одном направлении и медленного последующего выпрямления.

Движение тесно связано с раздражимостью и часто служит внешним ее проявлением. Раздражимостью называется способность организма отвечать на воздействие внешней и внутренней среды определенными активными реакциями.

Простейшие обладают раздражимостью. На действие различных механических, световых, химических или других раздражителей внешней среды они отвечают направленным движением, получившим название таксис (греч. taxis - расположение в порядке). Различают таксисы, направленные либо в сторону раздражителя, либо от него, а в зависимости от раздражителей выделяют термо-, фото-, гидро, хемо-, гальванотаксисы и т.д. Одна из форм движения, характерная для таксиса - амебоидные движения, связанные с деформацией клетки образованием выпячиваний протоплазмы в виде псевдоподий. В образовании псевдоподий проявляется свойство протоплазмы переходить из состояния геля в золь и обратно. Мерцательные движения осуществляются жгутиками и ресничками.

У некоторых видов для восприятия раздражителей существуют особые органоиды. К их числу относятся светочувствительные глазки, осязательные щетинки и т. п.

В теле простейших встречаются скелетные образования. Наружный скелет нередко представлен известковыми или кремневыми раковинками. Из внутренних скелетных образований следует упомянуть особый осевой стержень - аксостиль (геч. acson - ось, stylos - палочка).

Органоиды защиты . У некоторых простейших имеются защитные приспособления - трихоцисты - короткие палочки, расположенные в эктоплазме под пелликулой. При раздражении трихоцисты выстреливают, превращаясь в длинную упругую нить, поражающую врага или добычу.

Размножение

Простейшие размножаются бесполым и половым путем. Бесполое размножение встречается как в виде деления на две части, так и в виде множественного деления (рис. 3).

В виде деления на две части начинается с деления клеточного ядра. При этом ядерные структуры равномерно-распределяются между двумя вновь образующимися ядрами (митоз). Вслед за ядром делится протоплазма, после чего две вновь возникшие дочерние особи начинают самостоятельную жизнь.

У большинства простейших протекает в виде копуляции, у инфузорий - в виде конъюгации (рис. 4).

При копуляции (лат. copulare - соединять) две особи подходят друг к другу, их протоплазма и ядра сливаются, образуя одну особь - зиготу, которая затем размножается бесполым путем.

Конъюгация (лат. conjagatio -- сопряжение, совокупление) - форма полового размножения, характерная для инфузорий. При конъюгации две инфузории прикладываются друг к другу своим телом. Их ядра подвергаются сложной перестройке. Макронуклеусы обоих партнеров разрушаются и исчезают. Микронуклеусы после двукратного деления и разрушения части ядерного материала образуют в каждой инфузории стационарное и блуждающее ядро. Первое остается на месте, а второе, двигаясь, переходит в партнера, где сливается с его стационарным ядром. Затем партнеры расходятся, а их ядра после деления образуют микро- и макронуклеус. Конъюгация является своеобразным оплодотворением и связана с комбинированием наследственных факторов (генов) двух особей.

Инцистирование

Если инцистированная особь вновь попадает в благоприятные условия, происходит эксцистирование; животное покидает цисту, превращается в вегетативную форму и возобновляет активную жизнедеятельность. Инцистирование патогенных простейших играет важную роль в распространении протозойных заболеваний.

Жизненный цикл

В жизненном цикле некоторых простейших происходит чередование морфологически различных форм. Отличают вегетативные, половые и инцистированные формы. Первые характеризуются активным питанием и ростом. Обычно они размножаются бесполым путем. Вторые представлены микро- и макрогаметами. Их появление предшествует половому процессу. Инцистированные формы (цисты) характеризуются устойчивостью к действию неблагоприятных условий среды.

Классификация

Деление типа простейших на классы базируется в основном на строении органоидов движения и особенностях размножения. Общепринятой является классификация, согласно которой все простейшие делятся на 4 класса.

К типу простейших или протистов относятся одноклеточные животные, не видимые невооружённым глазом. Тип простейших был открыт только после изобретения увеличительных стёкол, лупы, микроскопов. Антон Левенгук был первым кто начал изучать одноклеточных животных. Левенгук был умным и талантливым человеком. Он сделал важные научные открытия при изучении типа простейших. Усовершенствуя свои увеличительные стёкла и микроскопы Антон Левенгук добился увеличения рассматриваемых предметов в 300 раз. Однажды он случайно обнаружил в капле воды целый мир неизвестных до того, простейших беспозвоночных животных мельчайших размеров.

Амёба – большой амебовидный организм, является самым простым микроскопическим животным типа простейших, которого можно встретить в аквариумах , прудах и болотах.

Инфузория – это высокоорганизованный тип простейших. Инфузории обитают в пресных водоёмах и морях, наиболее распространённый тип инфузорий – туфелька.

Эвглена зелёная относится к надцарству эукариоты. Этот тип простейших обитает в болотах, пресных водоёмах и канавах.

Все микроскопические животные, относящиеся к одноклеточным, имеют ряд общих признаков. Например, эвглена, амёба и туфелька – это животные, тело которых состоит из одной клетки. Поэтому они носят название одноклеточные. Среди других животных, они имеют простое строение. Это говорит о большой древности данного типа животных. От простейших живых существ, населявших в далёком прошлом Землю, в процессе дальнейшего развития произошли первые растения и первые животные.

На сегодня известно более 30000 видов одноклеточных микроскопических животных.

Виды простейших

Эуглифа - лат. Euglipha, представитель типа саркомастигофоры, относится к классу корненожки . Это очень маленькое животное, находящееся в раковине круглой формы.

Ночесветка или ноктилука – лат. Noctiluca miliaris, относится к типу простейшие. Ночесветка обладает способностью свечения в воде. Характерной особенностью ночесветки, является наличие жгутиков, являющиеся органоидами движения.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Первый тип, с которого мы начинаем знакомство с миром животных, - это тип простейших (Protozoa). Он состоит из многих классов, отрядов, семейств и включает примерно 20-25 тыс. видов.

Простейшие распространены на всей поверхности нашей планеты и живут в самых различных средах. В большом количестве мы найдем их в морях и океанах, как непосредственно в толще морской воды, так и на дне. Обильны простейшие в пресных водах. Некоторые виды живут в почве.

По своему строению простейшие чрезвычайно разнообразны. Подавляющее большинство их обладает микроскопически малыми размерами, для изучения их приходится пользоваться микроскопом.

Каковы же общие признаки типа простейших? На основании каких особенностей строения и физиологии мы причисляем животных к этому типу? Основной и самой характерной чертой простейших является их одноклеточность. Простейшие являются организмами, тело которых по строению соответствует одной клетке.

Все другие животные (а также и растения) тоже состоят из клеток и их производных. Однако, в отличие от простейших, в состав тела их входит большое количество клеток, различных по строению и выполняющих в сложном организме разные функции. По этому признаку все остальные животные могут быть противопоставлены простейшим и отнесены к многоклеточным (Metazoa).

Сходные по строению и функции клетки их слагаются в комплексы, называемые тканями. Органы многоклеточных состоят из тканей. Различают, например, покровную (эпителиальную) ткань, мышечную ткань, нервную ткань и др.

Если по строению своему простейшие соответствуют клеткам многоклеточных организмов, то в функциональном отношении они несравнимы с ними. Клетка в теле многоклеточного всегда представляет собой только часть организма, ее отправления подчинены функциям многоклеточного организма как целого. Напротив, простейшее - это самостоятельный организм, которому свойственны все жизненные функции: обмен веществ, раздражимость, движение, размножение.

К окружающим условиям внешней среды простейшее приспосабливается как целый организм. Следовательно, можно сказать, что простейшее - это самостоятельный организм на клеточном уровне организации.

Наиболее обычные размеры простейших - в пределах 50-150 мк. Но среди них имеются и гораздо более крупные организмы.

Инфузории Bursaria, Spirostomum достигают 1, 5 мм длины-их хорошо видно простым глазом, грегарины Porospora gigantea - длины до 1 см.

У некоторых корненожек фораминифер раковина достигает 5-6 см в диаметре (например, виды рода Psammonix, ископаемые нуммулиты и др.).

Низшие представители простейших (например, амебы) не обладают постоянной формой тела. Их полужидкая цитоплазма постоянно меняет свои очертания благодаря образованию разнообразных выростов - ложных ножек (рис. 24), служащих для движения и захвата пищи.

Большинство же простейших обладает относительно постоянной формой тела, которая обусловлена наличием опорных структур. Среди них наиболее обычной является плотная эластичная мембрана (оболочка), образуемая периферическим слоем цитоплазмы (эктоплазмой) и носящая название пелликулы.

В одних случаях пелликула относительно тонка и не препятствует некоторому изменению формы тела простейшего, как это имеет место, например, у способных сокращаться инфузорий. У других простейших она образует прочный и не меняющий своей формы наружный панцирь.

У многих жгутиконосцев, окрашенных в зеленый цвет благодаря наличию хлорофилла, имеется наружная оболочка из клетчатки - признак, характерный для растительных клеток.

Что касается общего плана строения и элементов симметрии, то простейшие обнаруживают большое разнообразие. Такие животные, как амебы, не обладающие постоянной формой тела, не имеют постоянных элементов симметрии.

Широко распространены среди Protozoa разные формы радиальной симметрии, свойственной главным образом планктонным формам (многие радиолярии, солнечники). При этом имеется один центр симметрии, от которого отходит различное число пересекающихся в центре осей симметрии, определяющих расположение частей тела простейшего.

,

У многих радиально построенных форм можно выделить одну главную ось, определяющую передний и задний концы тела, вокруг которой радиально располагаются части тела простейшего (некоторые радиолярии, табл. 2, 3, инфузории Didinium).

, ,

Относительно редко встречается у простейших двубоковая (билатеральная) симметрия, при которой можно провести одну-единственную плоскость симметрии, делящую тело животного на две равные зеркальные половины (раковины некоторых фораминифер, рис. 32, 33, радиолярии, табл. 2 и 3, некоторые виды жгутиконосцев, например лямблия, рис. 57). Большинство простейших из разных классов являются асимметричными.

У сложно организованных простейших из класса инфузорий и у некоторых жгутиконосцев, кроме пелликулы, имеются еще и другие опорные структуры, поддерживающие и определяющие форму тела. К ним относятся тончайшие волоконца (фибриллы), проходящие в различных направлениях. Примером могут служить опорные волоконца одной из инфузорий.

На рисунке 19 видно, какой большой сложности может достигать эта система, образующая прочный и эластичный каркас, поддерживающий полужидкую цитоплазму простейшего.

К числу опорных и вместе с тем защитных образований у простейших относятся различные формы минерального скелета, свойственного преимущественно многим представителям класса саркодовых. Эти скелетные образования чаще всего имеют форму раковинок, иногда очень сложно устроенных (в отряде фораминифер). В других случаях основу скелета составляют отдельные иглы (спикулы), обычно соединяющиеся между собой, По химическому составу минеральный скелет простейших различен. Наиболее обычными компонентами его являются углекислый кальций (СаС03) или окись кремния (Si02). Более подробно строение скелета будет рассмотрено при знакомстве с отдельными классами простейших.

Более сложной формой является движение, осуществляемое при помощи жгутиков и ресничек. Жгутиковая форма движения характерна для класса жгутиконосцев.

,

Жгутики представляют собой тончайшие выросты тела. Количество их у разных видов различно - от одного до многих десятков и даже сотен (рис. 40, 63). Каждый жгутик берет начало от небольшого базального зернышка, называемого блефаропластом и расположенного в цитоплазме. Таким образом, непосредственно граничащая с базальным зерном часть жгутика проходит внутри цитоплазмы (она носит название корневой нити), а затем проходит через пелликулу наружу. Механизм жгутикового движения у разных видов различен. В большинстве случаев он сводится к вращательному движению. Жгутик описывает фигуру конуса, вершиной обращенного к месту его прикрепления. Наибольший механический эффект достигается, когда угол, образуемый вершиной конуса, составляет 40-46°. Быстрота движения различна, она колеблется у разных видов между 10 и 40 оборотами в секунду. Простейшее как бы «ввинчивается» в окружающую его жидкую среду.

Нередко вращательное движение жгутика сочетается с его волнообразным движением. Обычно при поступательном движении само тело простейшего вращается вокруг продольной оси.

Изложенная схема справедлива для большинства одножгутиковых форм. У многожгутиковых движение жгутиков может носить иной характер, в частности жгутики могут находиться в одной плоскости, не образуя конуса вращения.

Электронномикроскопические исследования последних лет показали, что внутренняя ультрамикроскопическая структура жгутиков весьма сложна. Снаружи жгутик окружен тонкой мембраной, которая является непосредственным продолжением самого поверхностного слоя эктоплазмы - пелликулы. Внутренняя полость жгутика заполнена цитоплазматическим содержимым. По продольной оси жгутика проходит одиннадцать тончайших нитей (фибрилл), которые нередко являются двойными (рис. 20). Эти фибриллы располагаются всегда закономерно. Девять из них (простых или двойных) лежат по периферии, образуя в совокупности как бы цилиндр. Две фибриллы занимают центральное положение. Чтобы составить себе представление о размерах всех этих образований, достаточно сказать, что диаметр периферических фибрилл составляет около 350А (ангстрем). Ангстрем - единица длины, равная 0, 0001 мк, а микрон равняется 0, 001 мм. Вот какие ничтожные по своим размерам структуры стали доступными для изучения благодаря внедрению в микроскопическую технику электронного микроскопа.

Функциональное значение фибрилл жгутиков не может считаться окончательно выясненным. По-видимому, часть их (вероятно, периферические) играет активную роль в двигательной функции жгутика и содержит особые белковые молекулы, способные сокращаться, другие же являются опорными эластическими структурами, имеющими поддерживающее значение.

Реснички служат органоидами движения инфузорий. Обычно число их у каждой особи очень велико и измеряется несколькими сотнями, тысячами и даже десятками тысяч. Механизм движения ресничек несколько иной, чем жгутиков. Каждая ресничка совершает гребные движения. Она быстро и с силой сгибается в одну сторону, а затем медленно выпрямляется.

Совместное действие большого числа ресничек, биение которых координировано, вызывает быстрое поступательное движение простейшего.

Каждая ресничка инфузории, как показали новейшие исследования, является сложным образованием, по своему строению соответствующим жгутику. У основания каждой реснички всегда располагается так называемое базальное зерно (иначе, кинетозома) - важная часть ресничного аппарата.

У многих инфузорий отдельные реснички соединяются друг с другом, образуя структуры более сложного строения (мембранеллы, цирры и др.) и более эффективного механического действия.

Некоторым высокоорганизованным простейшим (инфузориям, радиоляриям) свойственна еще одна форма движения - сокращение. Тело таких простейших способно быстро менять свою форму, а затем вновь возвращаться к исходному состоянию.

Способность к быстрому сокращению обусловлена наличием в теле простейшего особых волоконец - мионем - образований, аналогичных мышцам многоклеточных животных.

У некоторых простейших существуют еще и другие формы движения.

По способам и характеру питания, по типу обмена веществ простейшие обнаруживают большое разнообразие.

В классе жгутиконосцев имеются организмы, способные подобно зеленым растениям при участии зеленого пигмента хлорофилла усваивать неорганические вещества - углекислый газ и воду, превращая их в органические соединения (аутотрофный тип обмена). Этот процесс фотосинтеза протекает с поглощением энергии. Источником последней является лучистая энергия - солнечный луч.

Таким образом, эти простейшие организмы правильнее всего рассматривать как одноклеточные водоросли. Но наряду сними в пределах того же класса жгутиконосцев имеются бесцветные (лишенные хлорофилла) организмы, неспособные к фотосинтезу и обладающие гетеротрофным (животным) типом обмена веществ, т. е. питающиеся за счет готовых органических веществ. Способы животного питания простейших, так же как и характер пищи их, очень разнообразны. Наиболее просто устроенные простейшие не обладают специальными органоидами захвата пищи. У амеб, например, псевдоподии служат не только для движения, но вместе с тем и для захвата оформленных частиц пищи. У инфузорий для захвата пищи служит ротовое отверстие. С последним обычно связаны разнообразные структуры - околоротовые мерцательные перепонки (мембранеллы), способствующие направлению пищевых частиц к ротовому отверстию и далее в особую трубку, ведущую в эндоплазму - клеточную глотку.

Пища простейших очень разнообразна. Одни питаются мельчайшими организмами, например бактериями, другие - одноклеточными водорослями, некоторые являются хищниками, пожирающими других простейших, и т. п. Непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу - у саркодовых на любом участке тела, у инфузорий через особое отверстие в пелликуле.

Особых органоидов дыхания у простейших нет, они поглощают кислород и выделяют углекислоту всей поверхностью тела.

Как и все живые существа, простейшие обладают раздражимостью, т. е. способностью отвечать той или иной реакцией на факторы, действующие извне. Простейшие реагируют на механические, химические, термические, световые, электрические и иные раздражения. Реакции простейших на внешние раздражения часто выражаются в изменении направления движения и носят название таксис. Таксисы могут быть положительными, если движение осуществляется в направлении раздражителя, и отрицательными, если оно осуществляется в противоположную сторону.

Реакции многоклеточных животных на раздражения осуществляются под воздействием нервной системы. Многие исследователи пытались обнаружить и у простейших (т. е. в пределах клетки) аналоги нервной системы. Американские ученые, например, описывали у многих инфузорий наличие особого нервного центра (так называемого моториума), представляющего собой особый уплотненный участок цитоплазмы. От этого центра к различным участкам тела инфузории отходит система тонких волоконец, которые рассматривались как проводники нервных импульсов. Другие исследователи, применяя особые методы серебрения препаратов (обработка азотнокислым серебром с последующим восстановлением металлического серебра), обнаружили в эктоплазме инфузорий сеть тончайших волоконец. Эти структуры (рис. 21) также рассматривались как нервные элементы, по которым распространяется волна возбуждения. В настоящее время, однако, большинство ученых, изучающих тонкие фибриллярные структуры, придерживаются иного мнения об их функциональной роли в клетке простейшего. Экспериментальных доказательств нервной роли фибриллярных структур не получено. Напротив, имеются опытные данные, которые дают возможность предполагать, что у простейших волна возбуждения распространяется непосредственно по наружному слою цитоплазмы - эктоплазме. Что же касается различного рода фибриллярных структур, которые еще недавно рассматривались как «нервная система» простейших, то они имеют скорее всего опорное (скелетное) значение и способствуют сохранению формы тела простейшего.

Как н всякая клетка, простейшие имеют ядро. Выше, при рассмотрении строения клетки, мы уже ознакомились с основными структурными компонентами ядра. В ядрах простейших, так же как и в ядрах многоклеточных, имеется оболочка, ядерный сок (кариолимфа), хроматин (хромосомы) и ядрышки. Однако по размерам и строению ядра разные простейшие весьма разнообразны (рис. 22). Эти различия обусловлены соотношением структурных компонентов ядра: количеством ядерного сока, количеством и размерами ядрышек (нуклеол), степенью сохранения строения хромосом в интерфазном ядре и т. п.

У большинства простейших имеется одно ядро. Однако встречаются и многоядерные виды простейших.

У некоторых простейших, а именно у инфузорий и немногих корненожек - фораминифер, наблюдается интересное явление дуализма (двойственности) ядерного аппарата. Оно сводится к тому, что в теле простейшего имеются два ядра двух категорий, различающиеся как по своему строению, так и по физиологической роли в клетке. У инфузорий, например, имеется два типа ядер: большое, богатое хроматином ядро - макронуклеус и маленькое ядро - микронуклеус. Первое связано с выполнением вегетативных функций в клетке, второе-с половым процессом.

Простейшим, как и всем организмам, свойственно размножение. Существуют две основные формы размножения простейших: бесполое и половое. В основе того и другого лежит процесс деления клетки.

При бесполом размножении число особей возрастает в результате деления. Например, амеба при бесполом размножении делится на две амебы путем перетяжки тела. Процесс этот начинается с ядра, а затем захватывает цитоплазму. Иногда бесполое размножение приобретает характер множественного деления. При этом ядро предварительно делится несколько раз и простейшее становится многоядерным. Вслед за этим цитоплазма распадается на число отдельностей, соответствующих количеству ядер. В результате организм простейшего сразу дает начало значительному количеству мелких особей. Так происходит, например, бесполое размножение малярийного плазмодия - возбудителя малярии человека.

Половое размножение простейших характеризуется тем, что собственно размножению (увеличению числа особей) предшествует половой процесс, характерным признаком которого является слияние двух половых клеток (гамет) или двух половых ядер, ведущее к образованию одной клетки - зиготы, дающей начало новому поколению. Формы полового процесса и полового размножения у простейших в высшей степени разнообразны. Основные формы его будут рассмотрены при изучении отдельных классов.

Простейшие обитают в самых различных условиях среды. Большинство их - водные организмы, широко распространенные как в пресных, так и в морских водоемах. Многие виды их живут в придонных слоях и входят в состав бентоса. Большой интерес представляет приспособление простейших к жизни в толще песка, в толще воды (планктон).

Небольшое число видов Protozoa приспособилось к жизни в почве. Их средой обитания являются тончайшие пленки воды, окружающие почвенные частицы и заполняющие капиллярные просветы в почве. Интересно отметить, что даже в песках пустыни Каракум живут простейшие. Дело в том, что под самым верхним слоем песка здесь расположен влажный слон, пропитанный водой, приближающейся по своему составу к морской воде. В этом влажном слое и были обнаружены живые простейшие из отряда фораминифер, являющиеся, по-видимому, остатками морской фауны, населявшей моря, ранее находившиеся на месте современной пустыни. Эта своеобразная реликтовая фауна в песках Каракумов впервые была обнаружена проф. Л. Л. Бродским при изучении воды, взятой из колодцев пустыни.

Некоторый практический интерес представляют и свободноживущие простейшие. Разные виды их приурочены к определенному комплексу внешних условий, в частности к различному химическому составу воды.

Определенные виды простейших живут при разной степени загрязненности пресных вод органическими веществами. Поэтому по видовому составу простейших можно судить о свойствах воды водоема. Эти особенности простейших используют для санитарно-гигиенических целей при так называемом биологическом анализе воды.

В общем круговороте веществ в природе простейшие играют заметную роль. В водоемах многие из них являются энергичными пожирателями бактерий и других микроорганизмов. Вместе с тем сами они служат пищей для более крупных животных организмов. В частности, выклевывающиеся из икринок мальки многих видов рыб на самых начальных этапах своей жизни питаются преимущественно простейшими.

Тип простейших в геологическом отношении является весьма древним. В ископаемом состоянии хорошо сохранились те виды простейших, которые обладали минеральным скелетом (фораминиферы, радиолярии). Ископаемые остатки их известны начиная с самых древних нижнекембрийских отложений.

Морские простейшие - корненожки и радиолярии - играли и играют весьма существенную роль в образовании морских осадочных пород. В течение многих миллионов и десятков миллионов лет микроскопически мелкие минеральные скелеты простейших после отмирания животных опускались на дно, образуя здесь мощные морские отложения. При изменении рельефа земной коры, при горнообразовательных процессах в прошлые геологические эпохи, морское дно становилось сушей. Морские осадки превращались в осадочные горные породы. Многие из них, как, например, некоторые известняки, меловые отложения и др., в значительной своей части состоят из остатков скелетов морских простейших. В силу этого изучение палеонтологических остатков простейших играет большую роль в определении возраста разных слоев земной коры и, следовательно, имеет существенное значение при геологической разведке, в частности при разведке полезных ископаемых.

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОСТЕЙШИХ

Изучение простейших началось значительно позже, чем изучение большинства других групп животного мира. Оно стало возможным лишь после изобретения микроскопа, что произошло в начале XVII в.

В 1675 г. голландец Антон Левенгук, рассматривая под микроскопом каплю воды, впервые открыл в ней множество микроскопических, ранее неведомых организмов, среди которых были и простейшие. Наблюдения Левенгука возбудили большой интерес к этому новому миру живых существ. В конце XVII и первой половине XVIII в. появляется большое число сочинений, посвященных изучению микроскопических организмов. Однако современного представления о простейших как одноклеточных организмах тогда не существовало, ибо само понятие о клетке было сформулировано лишь в конце первой половины XIX в. К этому вновь открытому миру микроскопических живых существ, которых чаще всего называли «мелкими наливочными животными» (Animalcula infusoria), относили самые различные организмы (простейших, круглых и ресничных червей, коловраток, одноклеточные водоросли ит. п.) по признаку их микроскопических размеров. Термин «инфузории», который в настоящее время обозначает один из классов простейших, в XVII-XVIII вв. имел совсем другое значение. Микроскопические организмы обильно развиваются в разных растительных настойках - infusum. Отсюда и произошло название, которое сначала не было связано с систематическим положением организмов, а означало «наливочные» или «настоечные» животные, т. е. развивающиеся в настойках.

Представления о строении и жизни микроскопических существ в XVII-XVIII вв., несмотря на большое количество посвященных им сочинений, были крайне неопределенными и хаотичными. Это дало знаменитому систематику Карлу Линнею основание для объединения в своей «Системе природы» (издание 1759 г.) всех известных ему простейших в один род, который он назвал весьма выразительно - Chaos infusorium.

Большое значение для познания микроскопических существ имело сочинение О. Ф. Мюллера «Animalcula infusoria» (1770), в котором описано 377 видов микроскопических организмов, главным образом простейших. Многие предложенные им родовые и видовые названия сохранились и в современной системе простейших. Мюллера нередко называют «Линнеем протистов», подчеркивая этим то большое значение, которое имели его работы для изучения мира микроскопических организмов.

Воззрения ученых на простейших в XVIII и начале XIX в. носили еще крайне противоречивый и подчас даже диаметрально противоположный характер. Так, например, Эренберг в своем известном сочинении «Наливочные животные как совершенные организмы» (1838) описывает простейших как сложно организованных существ, обладающих различными системами органов и отличающихся от других животных лишь своими размерами.

В противоположность Эренбергу другой крупный ученый этого периода, Дю-жардэн, в ряде сочинений утверждает, что простейшие не обладают никакой внутренней организацией и построены из бесструктурного полужидкого живого вещества - саркоды.

Название типа Protozoa впервые было введено в науку Гольдфусом в 1820 г. Однако наряду с простейшими в современном понимании к Protozoa он относил коловраток, мшанок, гидроидных полипов.

Понадобились еще многие годы работы, прежде чем удалось выяснить истинную природу простейших. Это стало возможным лишь после того, как в конце 30-х годов XIX в. трудами Шлейдена, Шванна и ряда других ученых было разработано учение о клетке.

Впервые в 1845 г. Зибольдом и Кёлликером было сформулировано представление о простейших как об одноклеточных организмах. Таким образом, тип Protozoa был четко отграничен от других типов микроскопических животных.

Для того чтобы определить границы типа и природу Protozoa, понадобилось 200 лет (со времен Левенгука) напряженных исследований.

Во второй половине XIX в. в изучении простейших особенно большую роль сыграли исследования немецкого биолога Бючли и его многочисленных учеников. Они изучили с позиций клеточной теории основные черты строения простейших и положили начало исследованию форм их размножения. Особенно большую роль для изучения половых процессов в размножении инфузорий сыграли работы Мопа.

В XX в. изучение простейших развивается очень быстро, что, в частности, связано с разработкой новых методов исследования их строения и физиологии: изучается размножение простейших из разных групп, физиологическая роль половых процессов (Калкинс, Вудруф, Дженнингс - США; Гертвиг - Германия; Метальников - Россия); исследуется изменчивость и наследственность; разрабатываются проблемы экологии и т. п. Изучение Protozoa все более и более тесно переплетается с проблемами исследования клетки (цитологии) и общей биологии.

За последние годы широкое применение в изучении простейших нашли методы электронной микроскопии, цитохимии, ультрафиолетовой микроскопии и др., о которых уже говорилось выше.

Русские и советские ученые внесли значительный вклад в изучение простейших. В конце XIX и начале XX в. профессор Петербургского университета Шевяков опубликовал ряд крупных исследований по инфузориям и радиоляриям. Особенно большой вклад в изучение систематики, строения, размножения и жизненных циклов простейших в течение второй четверти XX в. был внесен В. А. Догелем и его многочисленными учениками - протозоологами.

В области медицинской протозоологии (протозоология - область зоологии, изучающая простейших) большое значение имеют труды Данилевского, Марциновского, Эпштейна, Филипченко; в области ветеринарной протозоологии- Якимова, Маркова и многих других.

В настоящее время существует несколько международных научных журналов, где печатаются работы, посвященные изучению простейших. В ряде стран, втом числе и в Советском Союзе, изданы большие руководства, освещающие разные стороны протозоологии.

В 1961 г. в Праге состоялся первый международный конгресс протозоологов, на котором из всех стран мира собрались ученые, изучающие простейших. Второй международный конгресс протозоологов проходил в Лондоне в 1965 г.

Тип простейших (Protozoa) состоит из 5 классов: Саркодовые (Sarcodina), Жгутиконосцы (Mastigophora), Споровики (Sporozoa), Книдоспоридии (Cnidosporidia) и Инфузории (Infusoria).

Жизнь животных: в 6-ти томах. - М.: Просвещение. Под редакцией профессоров Н.А.Гладкова, А.В.Михеева . 1970 .

. - (phylum), одна из высших таксономич. категорий в систематике животных; определ. группа (таксон) животных (напр., хордовые), к рой присвоен ранг типа. Объединяет родств. классы; часто Т. подразделяют на более высокие чем классы таксоны подтипы.… … Биологический энциклопедический словарь

Термин, введенный Бленвилем (1816) и потом примененный к подразделениям, установленным Кювье (см. Теория Т.). В настоящее время принимают следующие Т.: 1) Простейшие (Protozoa) одноклеточные животные или представляющие колонию совершенно… …

PROTOZOA - PROTOZOA, простейшие (от греч. рго tos первый и zoon животное), тип животного царства, представители к рого состоят из одной в различной степени диференцированной клетки. Первоначально (17 18 вв.) и некоторое время/после введения в науку термина… … Большая медицинская энциклопедия

Leishmania donovani в клет … Википедия

- (Protozoa), таксономическая группа микроскопических, в принципе одноклеточных, но иногда объединенных в многоклеточные колонии организмов. Примерно 30 000 описанных видов. Все простейшие эукариоты, т.е. их генетический материал, ДНК, находится… … Энциклопедия Кольера

- (Protozoa) тип одноклеточных животных из группы эукариотов (См. Эукариоты). П. отличаются от всех других эукариотов, относимых к многоклеточным (См. Многоклеточные), тем, что их организм состоит из одной клетки, т. е. высший уровень… … Большая советская энциклопедия

- (Protozoa) тип микроскопических животных, тело которых состоит из одной клетки: включают возбудителей некоторых болезней человека (малярия, лейшманиозы и др.) … Большой медицинский словарь

Или Protozoa. Содержание статьи: Характеристика и классификация. Исторический очерк. Морфология; протоплазма с включениями (трихоцисты, ядро, сократительные вакуоли, хроматофоры и др.). Покровы и скелет. Движение П.; псевдоподии, жгутики и… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

I Простейшие (Protozoa) тип животных, представленный одноклеточными организмами. Общепринятой является классификация, согласно которой тип П. делится на 4 класса: саркодовые, жгутиковые, споровики, инфузории. Тип П. объединяет около 30 тыс. видов … Медицинская энциклопедия