Предметом изучения какой науки является инфузория туфелька. Инфузория-туфелька: внешнее и внутреннее строение, питание, размножение, значение в природе и жизни человека
Инфузория-туфелька относится к типу Инфузории, который принадлежит Простейшим (одноклеточным эукариотам). Часто инфузориями-туфельками называют несколько похожих видов. Характерными особенностями всех инфузорий являются наличие ресничек (которые являются органами передвижения) и более сложное строение их клетки-организма по сравнению с другими простейшими (например, амебами и эвгленами).
Инфузория-туфелька обитает в пресноводных, обычно загрязненных, водоемах. Размеры клетки от 0,2 до 0,6 мм. Форма тела похожа на подошву туфельки. При этом передний конец, которым инфузория плывет вперед, - это «пятка туфельки»; а «носок» - это задний конец.
Тело инфузории-туфельки окружено ресничками. На рисунках и схемах реснички изображены только вокруг клетки. На самом деле они проходят своеобразными тяжами по всему телу (т. е. также сверху и снизу, чего мы не видим на плоском рисунке).
Двигается клетка благодаря волнообразным сокращениям ресничек (каждая следующая в ряду изгибается чуть позже предыдущей). При этом каждая ресничка резко двигается в одну сторону, после чего медленно возвращается на место. Скорость передвижение инфузории составляет около 2 мм в секунду.
Реснички крепятся к базальным тельцам . При этом половина из них ресничек не имеет. Базальные тельца, имеющие реснички и неимеющие их, чередуются.
Внешняя часть цитоплазмы (под клеточной мембраной) имеет структуры, позволяющие инфузории-туфельке сохранять свою форму. Эту часть цитоплазмы называют цитоскелетом .
В мембране есть трихоцисты , представляющие собой палочки, которые выбрасываются и «жалят» хищников, нападающих на инфузории-туфельки.
У клетки инфузории-туфельки есть достаточно глубокая впадина (как бы мембрана вогнута внутрь клетки). Это образование называют клеточным ртом , переходящим в клеточную глотку . Они окружены более длинными и толстыми ресничками, которые загоняют в них пищу. Чаще всего едой служат бактерии, одноклеточные водоросли. Инфузории их находят по выделяемым ими веществам.
От клеточной глотки отделяются пищеварительные вакуоли . Каждая такая вакуоль после своего образования проходит сначала в заднюю часть клетки, затем двигается в переднюю, после чего снова в заднюю. Это перемещение обеспечивается постоянным движением цитоплазмы. К пищеварительной вакуоли подходят лизосомы и различные ферменты, питательные вещества в вакуолях расщепляются и попадают в цитоплазму. Когда пищеварительная вакуоль обойдет круг и вернется в заднюю часть клетки, то ее содержимое будет выброшено за пределы через порошицу .
У инфузории-туфельки две сократительные вакуоли . Одна находится в передней части клетки, другая - в задней. Эти вакуоли более сложные, чем у эвглены. Она состоит из центрального резервуара и отходящих от него канальцев. Избытки воды и вредные вещества сначала оказываются в канальцах, после чего идут в резервуары. Заполненные резервуары отделяются от канальцев и через поверхность клетки, сокращаясь, выбрасывают раствор. Вакуоли сокращаются поочередно.
Дышит инфузория-туфелька кислородом, растворенным в воде. Однако при дефиците кислорода может переходить на бескислородный способ дыхания.
Инфузории-туфельки размножаются делением клетки надвое. В отличие от эвглены зеленой родительская клетка делится не вдоль, а поперек (т. е. одна дочерняя клетка получает заднюю часть клетки-родителя, а другая - переднюю, после чего они достраивают недостающие части).
Кроме бесполого способа размножения, у инфузорий есть половой процесс. При нем не происходит увеличения количества особей, но происходит обмен генетической информации.
У инфузории-туфельки два ядра - большое (макронуклеус) и малое (микронуклеус). Макронуклеус полиплоден (в нем несколько наборов хромосом). Микронуклеус диплоден. Макронуклеус отвечает за контроль жизнедеятельности клетки. На содержащемся в нем ДНК происходит синтез РНК, которая отвечает за синтез белков. Микронуклеус отвечает за половой процесс.
При половом процессе две инфузории-туфельки подходят друг к другу со стороны клеточных ртов. Между клетками образуется цитоплазматический мостик. В это время в каждой клетке макронуклеус растворяется, а микронуклеус делится мейозом. В результате получаются четыре гаплоидных ядра. Три из них растворяются, а оставшееся делится митозом. В результате получаются два гаплоидных ядра. Одно из низ остается в своей клетке, а другое по цитоплазматическому мостику уходит в другую инфузории. Из второй инфузории перемещается одно из ее гаплоидных ядер. Далее в каждой клетке сливаются два ядра (одно свое и одно чужое). Уже образованное диплоидное ядро (микронуклеус) потом делится, образуя макронуклеус.
Инфузория туфелька - фото, содержание, разведение
Дата: 2011-09-12
Корм для рыб инфузория
Инфузория туфелька является прекрасным кормом для мальков аквариумных рыб. Без инфузории вам не обойтись, если вы решили заняться разведением аквариумных рыб. Новорожденных иждивенцев вам придется выкармливать самым, что ни на есть мелким кормом. Летом бывалые аквариумисты посоветуют такой корм поискать в ближайшем водоеме, взяв .
Но, к сожалению, нынешнее состояние экологии в промышленных центрах почти что гарантированно предопределит неудачу подобного времяпровождения. В черте крупных городов все давно и безвозвратно отравлено и если даже не вымерло, то вряд ли пригодно для прокорма нежной молоди. Недаром специалисты аквариумного разведения едва ли не сутками гоняют на собственных автомобилях по дальнему Подмосковью в поисках "живой" лужи. Разумеется, я вам посоветую кое-что попроще.
Фото Инфузория - туфелька
Как-то пришел ко мне соседский мальчик посмотреть на рыбок в аквариуме, а заодно рассказал историю, которая произошла у них в классе. Преподаватель дал задание нарисовать обитателей другой планеты, существ иной цивилизации. В итоге ни у кого ничего оригинального не получилось, но наставник не был огорчен. Он просто лишний раз убедился, что выполняя подобные задания, дети используют в своем творчестве характерные образы тех или иных земных животных. Человеческая и даже детская фантазия не может родить существо, решительным образом отличающееся от земного. Эта школьная задача могла бы быть решена более успешно, если бы испытуемые были знакомы с миром Протозоологии.
Обитателей этого мира невооруженным глазом не рассмотреть, в лучшем случае можно заметить в воде какие-то мельчайшие беловатые соринки, крохотные точки, воспринимаемые как муть. Большинство людей об этих существах знают только то, что они чрезвычайно малы. А вот для аквариумиста они могут иметь практический интерес.
На Земле существует сонм простейших организмов, которые представляют собой одну-единственную живую клетку. В их числе и инфузории. Размеры этих животных очень малы и колеблются от нескольких микрон до 2 миллиметров, так что почти с полной уверенностью их можно отнести к миру невидимок. Ученые насчитывают более 6000 видов инфузорий, и скорее всего, далеко не всех еще удалось идентифицировать и найти им место в зоологической номенклатуре.
Надо сознаться, что многие стороны биологии инфузорий для людей остаются загадкой. Исследование осложняется их малыми размерами и тем. что содержание и размножение подавляющего большинства одноклеточных "в неволе" пока еще не освоено.
Как они выглядят? Это выходцы из другого мира. Вы не найдете у них головы и хвоста, хотя понятие "перед-зад" для них существует. Нет ножек, лапок, плавников, крылышек, глаз, ушей. Не имеют они и голоса.
Отсутствуют сердце, легкие, печень, почки, кишечник и т.д. Нет нервной системы и половых органов в том виде, какой характерен для зверей, птиц, рыб и рептилий. А хоть что-нибудь, близкое людским понятиям, привычное нашему глазу, есть? Только рот и дефекационное устройство (порошица), да и то не у всех, кое-кто из них питается вообще всем телом.
Однако инфузории живут и процветают и все биологические проблемы решают своими, часто непонятными нам приемами. Нас, аквариумистов, интересует главным образом одна из наиболее крупных представительниц этого класса, а именно известная всем еще со школьной скамьи инфузория-туфелька - Paramecium caudatum. На ее примере я коротко и расскажу, что это за животное такое -инфузория.
Свое народное название туфелька эта инфузория получила за некоторое сходство с формой следа туфли. Её обтекаемые обводы - результат приспособления к водному образу жизни. Размер взрослой особи достигает 0,3 миллиметра. Одноклеточное тело покрыто многослойной структурированной оболочкой, достаточно прочной и эластичной.
Может передвигаться со скоростью до 2.5 мм/сек, покрывая за это время расстояние, в 10 раз превышающее длину ее собственного тела. Она очень ловко маневрирует, мгновенно изменяет направление движения, может плыть задом наперед. Вся поверхность инфузории покрыта ресничками, согласованные гребные движения которых и обеспечивают подвижность животного.
На всех изображениях туфельки можно видеть некий внутренний звездообразный орган. Это так называемая сократительная вакуоль с расположенными вокруг нее ампулами. Основное назначение этого устройства -откачка постоянно поступающей через оболочку жидкости. Концентрация растворенных веществ в теле туфельки выше, чем в окружающей среде, поэтому из-за разности осмотического давления вода устремляется внутрь и, если ее не откачивать, инфузория просто лопнет.
Жидкость сначала наполняет ампулы, которые в какой-то момент опорожняются в сократительную вакуоль, раздувающуюся в пузырек. Затем по специальной протоке вода выбрасывается наружу. У туфельки две сократительные вакуоли, они пульсируют поочередно с частотой один раз в 20-25 секунд. Предполагается, что с помощью этого устройства туфелька также регулирует свой ионный состав, избавляясь, в частности, от излишков ионов натрия. Возможно, что этот водо-обмен имеет и дыхательные функции.
Внутри инфузории в специальных вакуолях (пузырьках) обнаруживаются кристаллы, состоящие в основном из солей кальция и фосфора, в меньших количествах в них встречаются магний, хлор и органические компоненты. Предназначение этих образований загадочно.
Чем питается инфузория туфелька
Инфузория-туфелька питается главным образом бактериями, а также дрожжевыми грибками, водорослями, растворенными белковыми веществами и пр. Рот у нее находится на боку, в углублении в конце специального желоба, проходящего вдоль передней части тела.
Реснички интенсивно гонят воду вместе с пищей к ротовому отверстию. Затем собравшиеся частицы заключаются в специальную пищеварительную вакуоль - маленькую замкнутую емкость (пузырек) с пищеварительными ферментами, которая отделяется от "глотки" и некоторое время циркулирует внутри инфузории по определенному маршруту, распределяя по клетке пригодные для использования элементы.
При обилии еды пищевые вакуоли могут образовываться с интервалом в 1,5-2 минуты, что говорит о высокой интенсивности пищеварения. Несколько вакуолей с не переваренными остатками сливаются, подходят к порошице и выводятся наружу.
Можно предполагать, что поедая бактерий инфузории осуществляют своеобразную дезинфекцию воды. Примечательно еще и то, что хотя туфелька и обладает способностью различать корма, она не может не глотать любые частицы, загнанные ресничками в глотку.
Поэтому в ее "желудке" наряду с бактериями (полезная пища) оказываются мельчайшие частицы краски (кармин, уголь), пластика или металла (опилки) и т.д. Эта особенность помогает изучать в лабораторных условиях некоторые жизненные процессы инфузории. Проглоченные несъедобные вещества выбрасываются наружу заметно быстрее полезных.
Как размножается инфузория туфелька
При хорошем питании и оптимальных условиях среды инфузория-туфелька размножается очень быстро. А.Микулин в брошюре "Живые корма" (Москва, "Дельфин", 1994) сообщает, что для достижения максимально возможной концентрации туфельки в 40 тысяч экземпляров на кубический сантиметр воды от одной единственной особи требуется меньше месяца. Туфелька использует два способа размножения: бесполый и половой.
При бесполом способе инфузория размножается путем поперечного деления тела надвое. Это происходит 1-2 раза в сутки. В общих чертах процесс выглядит следующим образом. Инфузория-туфелька несет в своем теле два ядра - большое и малое.
Большое ядро ответственно за правильность обмена веществ в клетке, малое - носитель наследственной информации. Перед делением набор хромосом в ядрах удваивается, и при разделении каждая дочерняя особь получает свой комплект из двух ядер. У них также заново образуются все остальные органы. На деление уходит от 30 минут до 2-3 часов в зависимости от температуры окружающей среды.
Половое размножение связано с временным соединением двух особей (самцов и самок у туфельки нет). Инфузории прикладываются друг к другу сторонами, где расположены ротовые отверстия. В этом месте часть оболочки растворяется и клетки соединяются плазматическим мостиком. В таком состоянии туфельки плавают около 12 часов.
Фото Инфузория - туфелька
За это время в теле обеих инфузорий происходит ряд изменений. Большие ядра в половом процессе не участвуют и, более того, распадаются и растворяются в плазме. А вот малые проходят через цепь сложных изменений и в конце концов удваиваются. Одно из новых ядер остается на старом месте, а второе через плазменный мостик переходит в соседнюю клетку и там сливается с другим, "чужим" ядром, после чего инфузории разъединяются. Таким образом происходит обмен генетическим материалом.
Дело, однако, этим не заканчивается. Так как отделившаяся инфузория имеет только малое ядро, т.е. "некомплект", то оно начинает делиться по сложной программе, образуя как новые малые, так и большие ядра.
Для распределения получающихся ядер уже сама инфузория последовательно делится дважды. В конечном итоге из каждой участницы этого "полового акта" получается четыре инфузории-туфельки с обновленным набором генов. Далее каждая из них какое-то время размножается простым делением, так как до следующего бесполового слияния должно пройти некоторое число клеточных делений и сами клетки должны достичь состояния зрелости. Влияют на их готовность также и внешние факторы, такие, как свет, температура и питание.
Пока остается загадкой то, как инфузория-туфелька расселяется по водоемам. Огромное большинство простейших может впадать в состояние цисты, когда жизненные процессы останавливаются, клетка облекается в прочную оболочку, под защитой которой она способна перенести неблагоприятные условия, в частности высыхание водоема, после чего эти цисты переносятся ветром вместе с пылью. Когда циста снова попадает в воду, то организм пробуждается к жизни.
Это было проверено в лабораториях неоднократно, но... только не с туфелькой. Ни цистирования, ни рецистирования достичь не удается, хотя, казалось бы, эта инфузория так легко разводится в "неволе", что опыты можно повторять бесконечно и достичь определенного результата. Есть только одна правдоподобная версия расселения: парамецию разносят водоплавающие птицы и другие способные к миграции водные животные.
Теперь о поведении. Инфузории воспринимают различные внешние раздражители и соответствующим образом реагируют на них. Как правило, ответом на раздражение служит их пространственное перемещение. Раздражение может вызвать целенаправленное движение к источнику раздражения или от него. Ученые это реагирование называют топотаксисом, или таксисом. Когда инфузория движется к раздражителю, говорят о положительном таксисе, если она его избегает - об отрицательном.
Это словечко вы уже ранее могли встретить в аквариумной литературе, когда автор, желая щегольнуть знанием научной терминологии, вместо того чтобы просто написать "новорожденные мальки прячутся от света", сообщает читателю, что они "обладают отрицательным фототаксисом".
Вот несколько понятий из области таксисов инфузории-туфельки.
Реагирует на освещение. Как и чем она его воспринимают -на сегодняшний день неясно. Лабораторные опыты показывают, что они не только обладают системой восприятия света, но также измеряют его интенсивность и даже длину его волны, т.е. цвет. Считается, что обычно туфельки проявляют положительный фототаксис, однако мой опыт разведения этой инфузории и кормления ею мальков этого не подтверждает. Я ни разу не замечал, чтобы туфельки собирались у более освещенной стенки сосуда, где они у меня живут, или у поверхности освещенного сверху аквариума с мальками.
Фото Инфузория туфелька
Чаще всего в хороших жизненных условиях они просто равномерно рассеяны по объему независимо от направления и силы света. Отмечено, что если туфелька питается водорослями, то она стремится в темноту. Видимо, захваченные, но до конца еще не переваренные водоросли на свету до последнего мгновения занимаются фотосинтезом, а это как-то мешает пищеварению инфузории.
Хемотаксис, или реакция на присутствие химического раздражителя, у туфелек не всегда очевиден, хотя принято считать, что хеморецепция, или чувствительность к различным химическим веществам, имеет для нее большое значение в природных условиях. Так, определенно известно, что инфузории, готовые к половому размножению, находят друг друга по выделениям определенных химических веществ.
Механотаксис - это реакция на твердый субстрат или на поток жидкости. В качестве примера отрицательного механотаксиса можно привести бегство туфельки, когда она наткнется на преграду, получив механическое раздражение. На течение воды инфузория реагирует положительно, т.е. старается плыть против него. Считается, что механическое раздражение инфузории в основном воспринимают своими ресничками.
Интересные опыты с туфельками были проведены с целью определения их геотаксиса, то есть соотношения движений с силой тяжести. Предполагается, что земное тяготение они воспринимают через давление, оказываемое на плазму клетки пищевыми вакуолями или вакуолями с кристаллическими включениями.
Так вот, туфелек накормили железными опилками, а затем поместили их в магнитное поле, и они стали плыть от магнита, проявляя отрицательный таксис. Эта имитация силы тяжести позволяет сделать вывод, что и геотаксис у них отрицательный. Логика подсказывает, что в противном случае они бы "тонули" и перемещались в основном в придонном слое.
Инфузории туфельки несомненно способны к восприятию температуры, однако ни положительного, ни отрицательного термотаксиса у них до сих пор не наблюдали. Просто имеет место их накопление в области оптимальных температур. Для туфельки это 24-28°С.
Еще одна особенность поведения состоит в том, что в среде, через которую пропускается постоянный электрический ток, они совершенно целенаправленно плывут к катоду. И хотя в природе это явление вряд ли встречается, его можно назвать гальванотаксисом.
Его просто проверить в домашних условиях. На стекло на расстоянии нескольких сантиметров надо приклеить две зачищенные медные проволочки. Несколько капель густой культуры инфузории поместить на стекле так, чтобы проволочки были покрыты водой, а затем подсоединить их к источнику постоянного тока напряжением 5-9 вольт (батарейка типа "Крона").
Двигавшиеся беспорядочно инфузории сразу устремятся к отрицательному электроду. Поменяйте полюса, и они развернутся снова к катоду. Природа этого явления, как и многое другое в жизни инфузорий, на сегодняшний день не прояснена.
И, наконец, самый главный для аквариумистики таксис инфузории-туфельки - положительный кислородный таксис. Инфузория при недостатке кислорода энергично устремляется к поверхности, где газовый обмен на границе двух сред дает возможность "дышать". Вопрос, как она дышит и каким образом ощущает удушье, тоже не имеет четкого ответа. А вот как этот таксис используют аквариумисты, я расскажу далее достаточно подробно.
На культивирование туфельки в домашних условиях решаются определенно не все аквариумисты. Пугают значительно преувеличенные, на мой взгляд, сложности ее разведения и содержания. Конечно, приложить усилия потребуется, но, как известно, без ухода в квартире живут только тараканы. Тем не менее "не так страшен черт, как его малюют": внимательный и терпеливый любитель с этой задачей успешно справляется.
Фото Инфузория туфелька
Как кормовой объект инфузория-туфелька, если верить публикациям, достаточно привлекательна. В уже упомянутой работе А.Е.Микулина "Живые корма" приведена сравнительная таблица содержания аминокислотного состава белка различных кормовых водных беспозвоночных: инфузорий, коловраток, и т.д. Так вот. героиня этой статьи по отдельным показателям превосходит остальных.
Вместе с тем среди аквариумистов-разводчиков бытует устойчивое мнение, что "на инфузории мальки не растут". В этом утверждении есть доля истины. По-моему, все дело в количестве или пищевом объеме инфузории. Пока малек еще мал, он быстро набивает свой животик этим кормом, опять же если его достаточно на единицу объема воды в аквариуме, где сидят малыши. Правда, есть рыбы, новорожденные мальки которых настолько вялы и малоподвижны, что скорость передвижения туфельки оказывается для них великовата, этот корм для них может не подойти: умрут с голода, но поймать не смогут.
А когда через первые 3-4 дня кормления малыш подрастет до способности проглотить что-то и покрупнее, наполнение его увеличившегося в объеме животика инфузорией становится затруднительным, тем более что в этот период малек способен есть непрерывно (и в этом нуждается). В природе весь необходимый по мере укрупнения "комплект еды" плавает вместе с мальками, а в условиях нерестовика обеспечить подобное соседство - забота аквариумиста. Поэтому инфузория хороша на первые 3-7 дней, а затем надо искать что-то более сытное.
Однако большинство неудач в разведении, если мальки уже выклюнулись, ложится именно на первичное (стартовое) кормление. Чаще всего корм не соответствует размерам мальков: те просто не могут его проглотить, им нужен именно живой объект. Инфузория-туфелька в большинстве случаев подходит как нельзя лучше.
Проблематично разводить инфузорию для большого хозяйства аквариумиста-рыборазводчика. а для любительских целей выкормить (вернее "поднять") на собственной инфузории две-три сотни мальков мелкой аквариумной рыбешки особого труда не составит.
Самой сложной задачей является обзаведение исходной чистой культурой парамеций. Лучше всего заполучить ее у знакомого или купить на Птичьем рынке. В книгах по аквариумистике можно встретить и такой совет: отжать на стекло пучок аквариумных растений и при хорошем увеличении (+5-7D) наловить этих инфузорий тончайшей пипеткой. Подробности того, как это делается, посмотрите в соответствующей книжке. Я пробовал -безрезультатно.
Бывают случаи, когда туфелька вдруг разводится в массовых количествах при неожиданных обстоятельствах. Как-то мне пришлось иметь дело с аквариумом, в котором жили крабы из Юго-Восточной Азии. Уровень воды был всего около 5 см, а рацион их питания в основном составляли фрукты (крабы-вегетарианцы). Как туда попала туфелька - неизвестно, но развелось се там тьма-тьмущая, причем никаких других простейших среди них не было видно: идеальная культура.
Инфузориям важен достаток кислорода. Чтобы обеспечить им подобные условия, больше всего подходит емкость с максимальной площадью поверхности. Для небольшого количества парамеций можно использовать и трехлитровую банку, наполовину заполненную водой, лучше - мягкой. Я держу инфузорий в кипяченой воде жесткостью 6-8MGH. Для получения воды таких параметров нужно прокипятить водопроводную, дать ей отстояться и слить верхние 2/3 объема.
Температуру лучше поддерживать на уровне 15-18°С (я, например, зимой держу банки с инфузорией на подоконнике). Такая температура не является для туфельки оптимальной.
При 24-28°С культура хотя и быстро достигает максимальной плотности, но так же быстро и погибает, отравившись продуктами собственного метаболизма (то есть отходами жизнедеятельности) и не выдерживая дыхательной конкуренции с массово размножающимися бактериями, служащими туфелькам кормом.
И. ВАНЮШИН г. Мытищи Московской обл.
Журнал Аквариум 2001 №4
К классу Инфузорий относится около 6 тыс. видов. Эти животные являются наиболее высокоорганизованными среди простейших.
С морфологическими и биологическими особенностями строения инфузорий познакомимся на примере типичного представителя - инфузории-туфельки.
Строение инфузории туфельки
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.
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. Процесс конъюгации
Размножается инфузория путем поперечного деления, при котором сначала происходит деление ядер. Макронуклеус делится амитотически, а микронуклеус - митотически.
Время от времени у них происходит половой процесс, или конъюгация . Во время этого две инфузории, сближаются и тесно прикладываются друг к другу ротовыми отверстиями. При комнатной температуре в такой виде они плавают около 12ч. Большие ядра разрушаются и растворяются в цитоплазме.
В результате мейотического деления из малых ядер формируется мигрирующее и стационарное ядра. В каждом из этих ядер содержится гаплоидный набор хромосом. Мигрирующее ядро активно перемещается через цитоплазматический мостик из одной особи в другую и сливается с ее стационарным ядром, то есть происходит процесс оплодотворения. На этой стадии у каждой туфельки образуется одно сложное ядро, или синкарион, содержащее диплоидный набор хромосом. Затем инфузории расходятся, у них снова восстанавливается нормальный ядерный аппарат и они в дальнейшем интенсивно размножаются путем деления.
Процесс конъюгации способствует тому, что в одном организме объединяются наследственные начала разных особей. Это приводит к повышению наследственной изменчивости и большей жизнестойкости организмов. Кроме того, развитие нового ядра и разрушение старого имеет большое значение в жизни инфузорий. Это связано с тем, что основные жизненные процессы и синтез белка в организме инфузорий контролируются большим ядром.
При длительном бесполом размножении у инфузорий снижается обмен веществ и темп деления. После конъюгации восстанавливается уровень обмена веществ и темп деления.
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.
Лучшие фотографии, сделанные в микроскоп. Большинство из них — призёры ежегодного конкурса микро-фотографий Nikon Small World, проводимого японской корпорацией Nikon.
Этот конкурс проводится с 1974-го года. Его цель — стимулировать и поощрять работу фотографов и учёных в исследовании невидимого невооружённым глазом мира и его запечатлении на фото при помощи мощной увеличительной техники, как оптической, так и электронной.
Инфузория туфелька — фото.
Прекрасная фотография инфузории туфельки. Фотограф – Rogelio Moreno Gill (Панама). Это гигантский микроб – его размер достигает 0,3 мм, поэтому для создания этого фото хватило микроскопа с увеличением 40 крат. Трудно поверить, но это – одноклеточное животное, оно умеет перемещаться с помощью подвижных ресничек в поисках пищи. Питается более мелкими микроорганизмами, бактериями и клетками, заглатывая их в ротовую полость. То есть мы здесь имеем дело с невидимым хищником микромира.Диатомовые водоросли.
Победитель конкурса Small World 2013 — Wim van Egmond из Роттердама с фотографией морского планктона, увеличенного в 250 раз. Морской планктон очень богат всевозможными микроорганизмами, в данном случае мы видим спиралевидную колонию одноклеточных диатомовых водорослей Chaetoceros debilis. Между прочим, четверть массы всего живого на Земле составляют подобные микроорганизмы, из которых состоит морской и пресноводный планктон.
Роса на паутине. Увеличение всего 5 крат. Фотограф — Massimo Brizzi, Италия.
Жук-короед.
Мёртвый жук, которого едят клещи. Это прекрасное фото получило «похвальный отзыв» на конкурсе Small World 2013. Фотограф Nikola Rahme (Будапешт, Венгрия). Увеличение — 10х.
Морской червь. Третье место на конкурсе Small World 2013. Автор — доктор Alvaro Migotto из «Центра Морской Биологии» (Сан-Паоло, Бразилия). Увеличение 20 крат.
Это изображение на конкурсе Nikon Small World 2013 было отмечено как «достойное упоминания». Здесь мы видим увеличенный в сто раз сорус папоротника (орган размножения папоротника, где вызревают его споры). Автор — доктор Igor Siwanowicz (США).
Щетинки на передней ноге семиточечной божьей коровки. Седьмое место на том же конкурсе. Фотограф — доктор Jan Michels (Кильский Институт Зоологии. Германия). Увеличение 20х.
Рыбьи икринки под микроскопом.
По мнению организаторов конкурса микро-фотографии от компании Nikon, эта работа так-же «достойна упоминания». Здесь мы видим икринки донной рыбы с увеличением в 7 раз. Автор — доктор Jaime Gómez-Gutiérrez (Междисциплинарный Центр Морских Наук, Мексика).
Мозговая клетка — нейрон.
Пятое место на конкурсе. Возбуждённый принятым импульсом нейрон. Вот этим мы с вами сейчас думаем! Доктор Kieran Boyle, Университет Глазго, Шотландия. Увеличение — 63х
Глаз креветки Macrobrachium (Макробрахиум). Увеличение 140 крат. Прислала Vitoria Tobias Santos из Федерального Университета Рио-де-Жанейро. Шестое место в классификации конкурса.
Личинка кольчатого червя.
Восемнадцатое место на конкурсе. Личинка кольчатого червя, стократное увеличение. Christian Sardet, Национальный научный центр Франции.
«Морда» клеща.
Амёба обыкновенная.
Фото амёбы обыкновенной. Размер этого огромного микроорганизма достигает 0,5 мм, то есть люди с острым зрением могут его видеть даже невооружённым глазом! Но всё же, этот организм — одна единственная, очень сложная клетка.
В заключении — небольшое видео про инфузорию туфельку снятую через микроскоп.
Инфузория туфелька обитает в мелких стоячих водоемах. Формой тeлa она напоминает подошву туфли, в длину достигает 0,1-0,3 мм, покрыта прочной эластичной оболочкой - пелликулой, под которой в экто- и эндоплазме находятся скелетные опорные нити. Такое строение позволяет инфузории сохранять постоянную форму тела.
Органоиды движения - волосовидные реснички (у инфузории туфельки их 10-15 тыс.), покрывающие все тело. При исследовании ресничек с помощью электронного микроскопа выяснено, что каждая из них состоит из нескольких (около 11) волоконец. В основе каждой реснички лежит базальное тельце, расположенное в прозрачной эктоплазме. Туфелька быстро передвигается благодаря согласованной работе ресничек, которые загребают воду.
В цитоплазме инфузории отчетливо различаются эктоплазма и эндоплазма. В эктоплазме, между основаниями ресничек парамеции, располагаются органеллы нападения и защиты - маленькие веретеновидные тельца - трихоцисты. На фотографиях, сделанных с помощью электронного микроскопа, видно, что выброшенные трихоцисты снабжены гвоздеобразными наконечниками. При раздражении трихоцисты выбрасываются наружу, превращаясь в длинную, упругую нить, поражающие врага или добычу.
В эндоплазме располагаются - два ядра (большое и малое) и системы пищеварительных, а также выделительных органоидов.
Органоиды питания . На так называемой брюшной стороне находится предротовое углубление - перистом, ведущее в клеточный рот, который переходит в глотку (цитофаринкс), открывающуюся в эндоплазму. Вода с бактериями и одноклеточными водорослями, которыми питается инфузория, через рот и глотку загоняется особой группой ресничек перистома в эндоплазму, где окружается пищеварительной вакуолью. Последняя постепенно передвигается вдоль тела инфузории. По мере передвижения вакуоли заглоченные бактерии перевариваются в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Непереваренный остаток выбрасывается наружу через специальное отверстие в эктоплазме - порошицу, или анальную пору.
Органоиды осморегуляции . На переднем и заднем концах тела на границе экто- и эндоплазмы находится по одной пульсирующей вакуоли (центральный резервуар), вокруг которой расположены венчиком 5-7 приводящих канальцев. Вакуоль наполняется жидкостью из этих приводящих каналов, после чего наполненная жидкостью вакуоль (фаза диастолы) сокращается, изливает жидкость через маленькое отверстие наружу и спадается (фаза систолы). Вслед за этим жидкость, вновь наполнившая приводящие каналы, изливается в вакуоль. Передняя и задняя вакуоли сокращаются попеременно. Пульсирующие вакуоли выполняют двоякую функцию - отдачу излишней воды, что необходимо для поддержания постоянного осмотического давления в теле парамеции, и выделение продуктов диссимиляции.
Ядерный аппарат туфельки представлен по меньшей мере двумя качественно различными ядрами, расположенными в эндоплазме. Форма ядер обычно овальная.
Крупное вегетативное ядро называется макронуклеусом. В нем происходит транскрипция - синтез на матрицах ДНК информационной и других форм РНК, которые уходят в цитоплазму, где на рибосомах осуществляется синтез белка.
Мелкое генеративное - микронуклеус. Расположен рядом с макронуклеусом. В нем перед каждым делением происходит удвоение числа хромосом, поэтому микронуклеус рассматривают как "депо" наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение.
Инфузория-туфелька размножается как бесполым, так и половым путем.
При бесполом размножении клетка перешнуровывается пополам по экватору и размножение осуществляется путем поперечного деления. Это предшествует митотическое деление малого ядра и характерные для митоза процессы в большом ядре.
После многократного бесполого размножения в жизненном цикле происходит половой процесс, или конъюгация.
Половой процесс заключается во временном соединении двух особей ротовыми отверстиями и обмене частями их ядерного аппарата с небольшим количеством цитоплазмы. Большие ядра при этом распадаются на части и постепенно растворяются в цитоплазме. Малые ядра сначала делятся дважды, происходит редукция числа хромосом, далее три из четырех ядер разрушаются и растворяются в цитоплазме, а четвертое снова делится. В результате этого деления образуются два гаплоидных половых ядра. Одно из них - мигрирующее, или мужское, - переходит в соседнюю особь и сливается с оставшимся в нем женским (стационарным) ядром. Такой же процесс происходит и в другом конъюганте. После слияния мужского и женского ядер восстанавливается диплоидный набор хромосом и инфузории расходятся. После чего в каждой инфузории новое ядро делится на две неравные части, вследствие чего формируется нормальный ядерный аппарат - большое и малое ядра.
Конъюгация не приводит к увеличению числа особей. Ее биологическая сущность состоит в периодической реорганизации ядерного аппарата, его обновлении и повышении жизнеспособности инфузории, приспособленности ее к окружающей среде.
Туфелька и некоторые другие свободноживущие инфузории питаются бактериями и водорослями. В свою очередь, инфузории служат пищей для мальков рыб и многих беспозвоночных животных. Иногда туфелек разводят для корма только что вылупившихся из икринок мальков рыб.