Простейшие одноклеточные организмы, относящиеся к классу реснитчатых распространены практически повсеместно. От холодных льдов Севера до не менее обжигающих айсбергов Юга в любой стоячей воде обнаруживаются эти милые создания, являющиеся одним из важнейших звеньев пищевой цепочки биоценоза. Для аквариумиста инфузории туфельки представляют ценность как хорошая кормовая подпитка для новорожденных мальков. Но прежде чем заводить в своем «подводном мире» эту живность, стоит познакомиться с размножением, питанием и жизнедеятельностью микроорганизма.
Природная среда обитания и не только
Мельчайшие из живых существ обитают в неглубоких водоемах с неподвижной водой. Инфузории туфельки называются так за сходство формы тельца, сплошь покрытого ресничками, с дамской туфлей. Реснички помогают животным двигаться, питаться и даже обороняться. Мельчайший организм имеет размер 0,5 мм, увидеть невооруженным глазом инфузорию невозможно! Интересен способ перемещения в воде – только округлым затупленным концом вперед, но и при такой своеобразной «ходьбе», малышки развивают скорость 2,5 мм/1секнду.
Одноклеточные создания имеют двуядерную структуру: первое «большое» ядро контролирует питательные и дыхательные процессы, следит за обменом веществ и перемещением, а вот «малое» ядро включается только в процессы полового значения. Тончайшая оболочка повышенной эластичности позволяет микроорганизму находиться в природной четко очерченной форме, а также быстро передвигаться. Как таковое передвижение осуществляется посредством ресничек, исполняющих роль «весел» и постоянно толкающих туфельку вперед. Кстати, движения всех ресничек абсолютно синхронны и согласованны.
Жизнедеятельность: питание, дыхание, размножение
Как и все свободно живущие микроорганизмы, инфузория туфелька питается мельчайшими бактериями и частичками водорослей. У такой крохи имеется ротовая полость – глубокая впадинка, расположенная в определенном месте тела. Ротовое отверстие переходит в глотку, а потом пища попадает прямиком в вакуоль для переваривания пищи и тут еда начинает перерабатываться кислой, а затем и щелочной средой. У микроорганизма есть и отверстие, через которое выходят не полностью переваренные остатки пищи. Располагается оно позади пищевого отверстия и, проходя через структуру особого типа – порошицу, остатки еды выталкиваются наружу. Питание микроорганизма отлажено до предела, туфелька не может переесть или остаться голодной. Это, пожалуй, одно из совершенных созданий природы.
Дышит инфузория туфелька всеми покровами своего тельца. Высвобожденной энергии хватает для жизнеобеспечения всех процессов, а ненужные отработанные соединения, типа углекислого газа, удаляются так же посредством всей площади тела особи. Строение инфузории туфельки достаточно сложное, например, сократительные вакуоли при переполнении водой с растворенными органическими веществами, поднимаются к самой крайней точке плазмы на тельце и выталкивают все ненужное. Пресноводные обитатели таким образом удаляют излишки воды, которая постоянно поступает внутрь из окружающего пространства.
Микроорганизмы данного типа могут собраться большими колониями к местам, где скапливается много бактерий, но крайне резко реагируют на поваренную соль – уплывают.
Размножение
Существует два типа размножения микроорганизмов:
- Бесполое, являющееся обычным делением. Этот процесс происходит как раздел одной инфузории туфельки надвое, причем новые организмы обладают своим большим и малым ядром. При этом в новую жизнь переходит только малая часть «старых» органоидов, все остальные быстро образуются заново.
- Половое. Этот тип применяется только при появлении температурных колебаний, недостаточности пищи и других неблагоприятных условиях. Именно тогда животные могут разделиться полами и затем превратиться в цисту.
Именно второй вариант размножения наиболее интересен:
- Две особи временно сливаются в одну;
- На месте слияния образуется некий канальчик, соединяющий пару;
- Большое ядро полностью исчезает (у обоих особей), а малое разделяется два раза.
Инфузория туфелька относится к категории простейших. Она представляет собой живую, постоянно двигающуюся клетку. Свое оригинальное название этот микроорганизм получил благодаря форме тела, которое имеет отдаленное сходство с подошвой туфли, имеющей узкий или тупой носок. Эти простейшие микроорганизмы выполняют определенные функции. Они не только выступают в качестве пищи для беспозвоночных организмов, но и уничтожают большое количество бактерий, сдерживая их стремительное размножение.
Многие владельцы аквариумов в домашних условиях разводят этих микроорганизмов, после чего используются в качестве корма для мальков.
Где обитает и размножается инфузория туфелька
Учеными определена среда обитания этого простейшего микроорганизма – пресноводные водоемы :
- в них должна быть стоячая спокойная вода;
- в изобилии должны присутствовать погибшие живые организмы и водные растения;
- дно водоема должно быть илистым.
Туфельки могут обитать и в домашних аквариумах, но разглядеть их невооруженным глазом люди не смогут. Из-за крохотных размеров микроорганизм во взятом илистом образце воды можно увидеть только через микроскоп.
Строение туфельки
Этот простейший микроорганизм имеет микроскопические размеры и особое строение:
- Взрослая особь туфельки от силы достигает 5 десятых миллиметра.
- Простейшие представляют собой биологические клеточки, у которых отсутствует окраска.
- Внутри туфельки есть два ядрышки, малое и большое.
- Снаружи клетке обеспечивает надежную защиту оболочка, которая очень тонкая, но эластичная. Именно с ее помощью туфелька на протяжении всей жизни сохраняет свою форму.
- Дыхание туфельки осуществляется таким образом. Изначально в цитоплазмы проникает кислород через наружную оболочку. После этого выполняется окисление органики, которая распадается на воду, углекислый газ и другие соединения. В результате таких реакций осуществляется выработка энергии, которая необходима для поддержания жизни в клетке.
- Образовавшийся в процессе распада окислившейся органики углекислый газ выделяется инфузорией туфелькой через наружную оболочку.
Как передвигается в воде инфузория туфелька
На поверхности клеточки присутствуют ряды ресничек, расположенные продольно, которые для простейшего служат органом передвижения. Их количество может достигать 15 000 тысяч. У основания каждой реснички есть базальное тельце, прикрепленное к поверхности. В непосредственной близости от ножки располагается парасональный мешочек, который втягивается посредством мембраны, выполняющей защитные функции.
Инфузории находятся в постоянном движении. Они способны развивать скорость до 2,5 мм в секунду. Простейшие делают волнообразные движения тельцем, тупым концом вперед. Стоит отметить одну особенность инфузории, которая заключается в выполнении оборотов вокруг собственной оси.
В процессе движения простейшее делает резкие взмахи ножками-ресничками, после чего довольно плавно возвращает их на прежнее место. Такие движения можно сравнить с движениями весел, которые делают гребцы, управляющие спортивной лодкой. При этом стоит отметить, что инфузория способна за одну секунду сделать до тридцати взмахов ресничками.
Чем питается в природе инфузория туфелька
В обменных процессах туфельки принимает участие ее большое ядро. Этот простейший микроорганизм питается разнообразными бактериями. Также в его рацион включаются и микрочастички растений, произрастающих в водной среде.
Способ питания:
- Данный процесс осуществляется посредством небольшого по размеру углубления, которое можно назвать ротиком туфельки. Через него микроорганизм всасывает растительные клеточки и бактерии, которые поступают в глотку.
- Далее пища проникает в вакуоль, в которой осуществляется ее переваривание. Все поступившие питательные вещества подвергаются воздействию двух видов сред: изначально кислой, а позднее щелочной.
- Переработанная субстанция распространяется по всем частям тельца туфельки.
- Пищевые отходы выводятся через порошицы, которые представляют собой образования, размещенные позади ротового отверстия.
Размножение
Данный вид простейших может размножаться как бесполовым, так и половым способом. В процессе воспроизведения таких микроорганизмов принимает активное участие малое ядро туфельки, причем как при первом, так и втором способе размножения.
Бесполое
Если микроорганизм будет размножаться этим способом, то ее организм разделится на две равные части. Этот процесс предусматривает несколько этапов:
- Изначально внутри туфельки образуется два ядрышка.
- После этого тельце инфузории подразделяется на две дочерние клеточки, каждая из которых имеет определенную часть органоидов. Все недостающие вещества, разделенные клеточки получают в процессе жизнедеятельности.
Половое
Такой способ размножения инфузория использует только в крайних случаях. Для этого должны внезапно возникнуть условия, которые прямо или косвенно угрожают жизни микроорганизма. Например, в водной среде резко сократилось количество питательных веществ или стремительно начала падать температура.
Данный процесс имеет некоторые особенности:
- В половом контакте принимает участие два микроорганизма, которые в некоторых случаях могут превращаться в цисты.
- После перехода в новое состояние инфузории погружаются в анабиоз, благодаря чему им удается сохранять способность к жизнедеятельности даже в неподходящих условиях.
- В состоянии анабиоза туфельки могут находиться довольно длительный временной промежуток, достигающий 10-ти и более лет.
- При половом размножении туфельки соединяются на короткое время воедино. В это время у них перераспределяется генетический материал. В результате максимально увеличивается жизнестойкость обоих микроорганизмов, которые принимают непосредственное участие в данном процессе. Ученые, которые изучают этот микроорганизм, такое состояние называют конъюгацией. Его продолжительность составляет не более 12-ти часов. В процессе осуществления такого способа размножения выполняется перераспределение генетического материала. Но при этом не осуществляется увеличение количества клеточек, так как оба микроорганизма обмениваются друг с другом только наследственной информацией.
- В процессе соединения организмов двух туфелек присутствующая между ними защитная оболочка растворяется. Вместо нее образуется мостик, соединяющий клеточки двух микроорганизмов.
- После этого большие ядрышки, присутствующие в обоих клеточках, исчезают, а в маленьких начинается процесс деления, в результате чего образуется четыре маленьких ядрышка.
- На следующем этапе полового размножения три из четырех ядрышек растворяются, а последнее подразделяется на два.
- Между оставшимися ядрышками выполняется обмен посредством мостика.
- Из образовавшегося материала образуются новые малые и большие ядрышки.
- После этого инфузории открепляются друг от друга и расходятся в разные стороны.
Это существо, с ярким запоминающимся названием, каждый помнит еще со школьной программы. Среда обитания инфузории-туфельки обусловливает многие процессы ее жизнедеятельности. Особенности строения и физиологии этого организма мы рассмотрим в нашей статье.
Среда обитания инфузории-туфельки: описание
Названный одноклеточный организм, единственная клетка которого напоминает подошву туфли, можно встретить только в мелких пресных водоемах. Инфузория предпочитает стоячую воду, в которой находятся разлагающиеся остатки органического вещества. Такая среда обитания инфузории-туфельки (фото ниже демонстрирует форму клетки) позволяет ей активно передвигаться в поисках пищи.
Как вырастить инфузорий
Клетка инфузорий имеет достаточно крупные размеры для представителей этой систематической группы - до 0,5 мм. Но хорошо рассмотреть ее можно только под микроскопом. Если вы решите это сделать, то готовые образцы можно взять даже в обычном аквариуме.
Вырастить культуру инфузорий самостоятельно под силу каждому. Для этого необходимо взять основу - немного воды из аквариума или прибрежной части водоема. Поместите каплю этой жидкости на предметное стекло и рассмотрите под микроскопом. Если вы обнаружили инфузорий, эту основу можно использовать. Далее жидкость необходимо поместить на стекло, а по обе стороны - каплю чистой воды и соленой. После соединяем все при помощи спички, формируя так называемый мостик. В таких условиях инфузории начнут передвигаться в чистую воду. Эту культуру пипеткой помещают в емкость для дальнейшего выращивания - ею может любая быть банка с чистой водой.
Для роста инфузориям необходим питательный раствор. Для его приготовления необходимо взять немного сена и прокипятить его около 20 минут в одном литре воды. После этого в растворе останутся только споры сенной палочки, а все остальные микроорганизмы погибнут. Полученной жидкости нужно 3 дня отстояться. За это время споры разовьются в которая будет прекрасным кормом для инфузорий. Этих одноклеточных также можно кормить кипяченым или сгущенным молоком и настоем с гидролизными дрожжами. Как понять, что инфузорий нужно покормить? Если жидкость в банке становится прозрачной, значит, пришло время принятия пищи.
Движение инфузорий
Инфузории-туфельки позволяет ей активно передвигаться. Она осуществляет этот процесс с помощью специализированных органелл - ресничек. На поверхности одной инфузории их располагается около 15 тысяч. Их согласованная работа позволяет существу развивать скорость до 3 мм/с.
Работа ресничек напоминает движение весел или маятника. Органеллы движения резко поднимаются, а после плавно возвращаются на место. За одну секунду инфузория делает подобных движений до нескольких десятков. Инфузория передвигается тупым концом вперед, одновременно поворачиваясь вокруг оси своего тела.
Источники питания
По типу питания данный организм относится к группе гетеротрофов. Источник готовых органических веществ - это среда обитания инфузории-туфельки. Питание осуществляется при помощи специализированных вакуолей. А основу рациона составляют клетки бактерий и растений, в большом количестве находящиеся в загрязненной воде. Их инфузория захватывает при помощи небольшого углубления - клеточного рта.
Далее пища попадает в своеобразную глотку и оказывается в цитоплазме. Вокруг нее начинает формироваться пищеварительная вакуоль, в которой происходит процесс расщепления. Вещества в этой органелле подвергаются действию гидролитических ферментов. Непереваренные остатки пищи удаляются из клетки инфузории через отверстие - порошицу.
Обмен веществ
Среда обитания инфузории-туфельки представляет собой жидкость с определенным содержанием различных веществ, в том числе и солей. В самой цитоплазме их концентрация гораздо меньше. Поэтому вода непрерывно поступает из окружающей среды в клетку.
Регуляция этого процесса осуществляется при помощи В клетке инфузорий их две: на заднем и переднем конце тела. Это пульсирующие полости округлой формы, от которых радиально во все стороны отходят канальцы. Сократительные вакуоли поддерживают на постоянном уровне.
Газообмен у инфузорий осуществляется всей поверхностью тела. Кислород поступает в цитоплазму через мембрану. Здесь происходит окисление органических веществ с выделением энергии, воды и углекислого газа. Продукты метаболизма также удаляются через мембрану.
Способы размножения
Все процессы жизнедеятельности определяет среда обитания инфузории-туфельки. Размножение не является исключением. Так, при комфортной температуре клетки инфузорий делятся надвое. Этот процесс начинается с дробления ядра. Каждая из дочерних клеток получает только часть органелл, а недостающие восстанавливаются.
При понижении температуры воды или недостатке пищи, инфузории переходят к половому процессу. Он называется конъюгация. При этом две инфузории сближаются между собой, между ними формируется цитоплазматический мостик. По нему происходит обмен генетической информацией. В результате количество особей не изменяется. Значение этого процесса заключается в обновлении наследственного материала, что значительно увеличивает адаптационную способность организмов.
Водная среда обитания инфузории-туфельки обеспечивает необходимые условия для осуществления всех процессов ее жизнедеятельности: активного движения, гетеротрофного питания, аэробного дыхания и различных видов размножения.
Инфузория-туфелька — это одноклеточное животное, относящееся к подцарству Простейшие (Protozoa), типу Инфузории, или Ресничные (Ciliophora).
Среда обитания и строение инфузории-туфельки
Инфузория туфелька обитает в небольших пресных водоемах с загрязненной, застоявшейся водой — в прудах, канавах, лужах, то есть там же, где обитают и другие простейшие — амеба и эвглена зеленая. Она постоянно находится в движении, плавая в поисках пищи. Передвигаться в воде ей помогают специальные органы движения — реснички, которые покрывают все ее вытянутое, похожее на туфельку, тело. Ресничек у инфузории около 15 тысяч, в основании каждой реснички лежит базальное тельце. Реснички колеблются синхронно, примерно 30 раз в одну секунду, напоминая весла лодки.
Благодаря согласованной работе ресничек инфузория-туфелька плывет со скоростью до 2,5 мм в секунду, одновременно вращаясь вокруг продольной оси. Если учесть, что размер инфузории всего 0,5 мм, это довольно высокая скорость. На замедленной съемке видно, что движение каждой реснички состоит из резкого взмаха в одном направлении и более плавного возвращения назад.
Сохранять форму инфузории туфельке помогает эластичная оболочка, а также опорные волоконца, располагающиеся в прилегающем к оболочке слое цитоплазмы. Кроме того, под оболочкой у инфузории туфельки имеются специальные органы защиты — трихоциты. Трихоциты — это упругие длинные нити, сжатые до состояния коротких палочек и расположенные перпендикулярно поверхности тела инфузории. Если на инфузорию нападают, трихоциты резко расправляются и «выстреливают» в сторону нападения. На месте использованных трихоцитов образуются новые.
Еще один отличительный признак инфузории-туфельки — это наличие у нее двух ядер: большого и маленького. Большое ядро отвечает за питание, дыхание, обмен веществ, а также за движения. Малое ядро участвует в половом размножении инфузории-туфельки.
У инфузории-туфельки имеется также клеточный рот, две сократительные вакуоли на переднем и заднем концах тела и пищеварительные вакуоли.
Питание инфузории-туфельки
У инфузории так же, как и у эвглены зеленой, имеется клеточный рот — углубление в цитоплазме. Однако у инфузории-туфельки он покрыт длинными толстыми ресничками, которые, колеблясь, загоняют в клеточный рот бактерии — основную пищу инфузории — и переходит в глотку, на дне которой образуется пищеварительная вакуоль. Пища переваривается в пищеварительной вакуоли сначала в кислой среде, а затем в щелочной. Пищеварительная вакуоль перемещается по цитоплазме и открывается наружу у заднего конца тела, выбрасывая непереваренные частицы пищи наружу. Инфузория-туфелька способна улавливать в воде химические вещества, которые выделяют скопления бактерий, и плывет по направлению к ним.
Выделение
Функцию органов выделения у инфузории туфельки так же, как и у других простейших выполняют сократительные вакуоли. У инфузории-туфельки имеется две сократительные вакуоли — у переднего и заднего конца тела. Каждая сократительная вакуоль состоит из центрального резервуара и 5-7 канальцев, направленных к нему. Вредные вещества и продукты обмена в растворенном виде сначала попадают в канальцы, а затем собираются в центральном резервуаре и выталкиваются наружу. Весь цикл накопления и удаления продуктов обмена, а также избытка воды происходит с частотой один раз примерно за 10-20 секунд.
Дыхание
Инфузория-туфелька дышит кислородом, растворенным в воде. Так же, как у других простейших, кислород поступает внутрь через всю поверхность тела.
Размножение
Размножаются инфузории-туфельки бесполым путем — с помощью деления клетки надвое. Сначала делятся ядра, затем образуется поперечная перемычка, разделяющая тело инфузории на две части, в каждой из которых оказывается по 1 большому и 1 маленькому ядру. По перемычке инфузория делится на 2 части. Каждая из дочерних инфузорий получает часть органоидов, а недостающие органоиды, например, сократительные вакуоли, возникают заново.
Деление у инфузории происходит 1-2 раза в сутки.
Время от времени у инфузорий происходит конъюгация. Это половой процесс, при котором количество особей не увеличивается, но происходит обмен генетической информацией. Появляющиеся при конъюгации новые сочетания генов способствуют возникновению и отбору более жизнестойких форм организмов.
Половой процесс заключается в следующей последовательности событий:
Сначала две инфузории сближаются и соприкасаются друг с другом, в месте соприкосновения их оболочки растворяются, и возникает цитоплазматический мостик. Большие ядра у инфузорий исчезают. Малые ядра делятся дважды, при этом образуется по 4 дочерних ядра. 3 из них разрушаются, а четвертые ядра делятся еще раз, и в результате у каждой инфузории образуется по 2 ядра. Одно ядро — женское, неподвижное. А второе — мужское, подвижное. Мужские ядра по цитоплазматическому мостику переходят к другой инфузории. Далее малые ядра у каждой инфузории вновь соединяются. Вновь возникают большие ядра, цитоплазматический мостик исчезает, и инфузории расходятся.
После конъюгации инфузории усиленно делятся бесполым путем.
Инфузория туфелька — довольно распространенный вид, который относят к группе Обитает она в пресных стоячих водоемах с достаточным количеством органических материалов, которыми и питается. Кстати, строение инфузории-туфельки считается самым сложным из данной группы организмов.
Общая характеристика
Инфузория туфелька — одноклеточный организм, форма которого действительно напоминает подошву обуви и сохраняется за счет плотного внешнего слоя цитоплазмы. Все тело животного покрыто огромным количеством ресничек, которые расположены продольными рядами. Основная их функция — движение.
Двигается инфузория туфелька тупым концом вперед. Реснички движутся с небольшой задержкой относительно друг друга. При перемещении организм также вращается вокруг оси.
Между ресничками расположены так называемые трихоцисты — небольшие веретенообразные органеллы, который выполняют функцию защиты. Каждая трихоциста состоит из тела и наконечника, которые при наличии раздражителя (столкновение, нагревание, охлаждение) резко выстреливают.
Инфузория туфелька: строение
Основная масса организма — это эндоплазма, или жидкая часть цитоплазмы. Эктоплазма находится ближе к цитоплазматической мембране, имеет более плотную консистенцию и образует пелликулу.
Пищеварение. Инфузория туфелька питается бактериями и имеет довольно своеобразную клеточную Ближе к переднему концу тела расположена околоротовая воронка, внутренняя поверхность которой покрыта сложной системой ресничек. Движения ресничек создают поток, вместе с которым засасываются и микроорганизмы. Далее питательные частички попадают в глотку, которая также выстелена ресничками, и только затем - в рот. Путем эндоцитоза попадают в пищеварительную вакуоль. Остатки выводятся через специфическую органеллу — порошицу.
Генетический материал. Инфузория туфелька имеет два ядра — большое (макронуклеус) и маленькое (микронуклеус). Микронуклеус содержит в себе полный набор генетической информации и берет участие в половом размножении организма. Макронуклеус отвечает за синтез белковых соединений.
Выделение и дыхание. Инфузория туфелька способна существовать даже при очень низких концентрациях кислорода в воде. Поглощается кислород всей поверхностью.
Как уже говорилось, этот простейший организм обитает в пресной воде и из-за разницы концентраций ему нужна система осморегуляции. Инфузория имеет две сократительные вакуоли — переднюю и заднюю, к каждой из которых ведет разветвленная система канальцев. Излишек жидкости и вторичные продукты метаболизма собираются в канальцах и выводятся вакуолей в окружающую среду. Обе органеллы сокращаются попеременно, раз в 15-20 секунд.
Размножение инфузории-туфельки
Для данного организма характерно как половое, так и бесполое размножение.
Осуществляется поперечным делением клетки на две равные части. При этом организм сохраняет активное состояние. Далее следуют довольно сложные процессы регенерации, во время которых каждая часть организма достраивает необходимые органеллы.
Половое отношение между двумя особями осуществляется путем конъюгации. Инфузории временно склеиваются, и между их поверхностями образуется своеобразный мостик из цитоплазмы. Макронуклеусы обоих организмов разрушаются, а маленькие ядра делятся путем мейоза.
Поле этого образуется четыре ядра с гаплоидным набором хромосом. Далее три из них гибнут, а оставшееся делиться путем митоза, образовывая два протонуклеуса — женский и мужской. Организмы обмениваются «мужскими» протонуклеусами. Затем в каждом происходит слияние двух ядер и образование синкариаона. Затем проходит митоз, после чего одно из образовавшихся ядер становится макронуклеусом, а второе — микронуклеусом.
