Лекция по теме: "Подцарство Простейшие".

Подцарство Простейшие (PROTOZOA).

Общая характеристика типа.

   К данному типу относится приблизительно 28 000 видов. Обитают в морях, океанах, пресных водоёмах, почве. Были обнаружены даже в песках пустыни Каракум. Известно свыше 3500 видов, ведущих паразитический образ жизни.

   Простейшие - микроскопически малые животные различной формы, размеры которых колеблются от 2-3 до 50-150 мкм и даже до 1-3 мм. У некоторых корненожек фораминифер раковина достигает 5 – 6 см в диаметре.

   Единственная клетка простейших выполняет функции целого организма: обладает обменом веществ, раздражимостью, движением, размножением. Она может иметь как постоянную форму, так и менять её за счёт перетекания цитоплазмы из одной части тела в другую. Для одноклеточных с постоянной формой тела характерна радиальная симметрия (многие радиолярии, солнечники) или билатеральная симметрия (лямблия). Однако, многие простейшие асимметричны. Органоиды движения – ложноножки, жгутики или реснички. Некоторым высокоорганизованным простейшим (инфузориям, радиоляриям) свойственна ещё одна форма движения – сокращение. Оно возможно благодаря наличию особых волокон – мионем. Они аналогичны мышцам многоклеточных животных. Дыхание осуществляется всей поверхностью тела. Питание автотрофное или гетеротрофное.

   В цитоплазме имеются органоиды характерные для всех клеток: митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы, ЭПС. Кроме того, в соответствии с функциями, присущими целому организму, простейшие имеют органоиды специального назначения, осуществляющие функции передвижения, питания, выделения, защиты и др. 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. рellicula –  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. сuticula – кожица), играющая защитную и опорную роль. Кутикула не обладает свойствами живой протоплазмы.

   Размножение может быть как бесполым (митоз), так и половым. Многие виды простейших имеют не одну, а несколько форм размножения, которые могут закономерно чередоваться друг с другом. В результате получается сложный цикл развития (например, в классе споровиков).

   Неблагоприятные условия переносят в виде цист.

Тип Саркодовые (SARCODINA).

Класс Корненожки (RHIZOPODA).

   К данному классу относятся одноклеточные животные, которым свойственна непостоянная форма тела. Это связано с образованием ложноножек, служащих для передвижения и захвата пищи. Многие корненожки имеют внутренний или наружный скелет в виде раковин. После смерти эти скелеты оседают на дно водоемов и образуют ил, постепенно превращающийся в мел.

   Большинство представителей саркодовых обитают в морских и пресных водоемах, влажной почве, многие паразитируют в различных органах человека и животных, вызывая тяжелые заболевания. Класс включает в себя около 10000 видов.

   Типичным представителем данного класса служит амёба обыкновенная или амёба протей.

Амеба - одно из наиболее просто устроенных животных, лишено скелета. Обитает в иле на дне канав и прудов. Внешне тело амебы представляет собой сероватый студенистый комочек размером 200 -700 мкм, не имеющий постоянной формы, который состоит из цитоплазмы и пузырьковидного ядра и не имеет раковины. В протоплазме выделяется наружный, более вязкий (эктоплазма) и внутренний зернистый, более жидкий (эндоплазма) слой.

    Рис. 1                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              На теле амебы постоянно образуются меняющие свою форму выросты –  ложноножки (псевдоподии). В один из таких выступов постепенно переливается цитоплазма, ложная ножка в нескольких точках прикрепляется к субстрату и происходит передвижение амебы. Передвигаясь, амеба наталкивается на одноклеточные водоросли, бактерии, мелкие одноклеточные, охватывает их ложноножками так, что они оказываются внутри тела, образуя пищеварительную вакуоль вокруг захваченного кусочка,  в которой происходит внутриклеточное  пищеварение. Непереваренные остатки выбрасываются наружу в  любом участке тела. Способ захвата пищи с помощью ложных ножек называется фагоцитозом. Жидкость поступает в тело амебы по образующимся тонким трубковидным каналам, т.е. путем пиноцитоза. Конечные продукты жизнедеятельности (углекислый газ и другие вредные вещества и непереваренные остатки пищи) выделяются с водой через пульсирующую (сократительную) вакуоль, удаляющую излишки жидкости через каждые 1-5 мин.

   Специального органоида дыхания у амебы нет. Необходимый для жизни кислород она поглощает всей поверхностью тела.

   Амебы размножаются только бесполым путем (митозом). В неблагоприятных условиях (например, при высыхании водоема) амебы втягивают псевдоподии, покрываются прочной двойной оболочкой и образуют цисты.

    Паразитическим представителем данного класса является дизентерийная амёба. Она питается разрушенными частичками эпителия кишечника и эритроцитами крови и является возбудителем тяжелой болезни – амебной дизентерии. Человек заражается ею при употреблении немытых овощей и фруктов, некипяченой воды, в которых содержатся мелкие четырёхъядерные цисты. Из последних в организме выходят мелкие паразиты, превращающиеся затем в крупные формы. Они внедряются в слизистую оболочку кишечника, разрушают кровеносные сосуды, в результате чего и образуются язвы, проявляющиеся кровавым поносом. Профилактика: личная – обмывание овощей и фруктов кипяченой водой, употребление для питья только кипяченой воды, мытье рук перед едой, после посещения туалета и т. д.; общественная – борьба с загрязнением почвы и воды фекалиями, уничтожение мух, санитарно-просветительная работа, обследование на цистоносительство лиц, работающих на предприятиях общественного питания, лечение больных.

   В последние годы обнаружено, что некоторые свободноживущие пресноводные амебы способны давать мутантные формы, поселяющиеся в организме человека и вызывающие тяжелые воспалительные процессы в центральной нервной системе (менингоэнцефалиты). Некоторые саркодовые являются облигатными паразитами человека.

      Рис. 2                                      Класс Жгутиконосцы (MASTIGOPHORA).

   Это одноклеточные организмы, имеющие в качестве органоидов движения жгутики, число которых варьируется от одного до нескольких сотен. Каждый жгутик берёт своё начало от небольшого базального зёрнышка, называемого блефаропластом и расположенного в цитоплазме.

   Механизм жгутикового движения различен у разных видов. В большинстве случаев он сводится к вращательному движению. Иногда оно сочетается с волнообразным движением. Длина жгутика также различна, иногда она может превышать длину тела.

   В настоящее время известно около 8000 видов жгутиконосцев. Среди них имеются организмы, как с автотрофным, так и с гетеротрофным типом питания, а также виды, которые сочетают в себе оба этих типа. К таким    

Эвглена зелёная. 1 - жгутик,                организмам относится и эвглена   зелёная, обитающая в основном в сильно

2 - светочувствительный глазок,         загрязнённых пресных водоёмах. Она имеет  веретенообразную форму тела,

3 – сократительная вакуоль,                 которое покрыто тонкой и эластичной оболочкой , позволяющей ей сокра -                         

4 – ядро, 5 – хлоропласты              щаться.                                                                                                                                      

   На переднем конце тела расположен клеточный рот и светочувствительный глазок кранного цвета. С его помощью эвглена различает изменения освещённости. Она обладает положительным фототаксисом, т. е. плывёт в сторону с наибольшей освещённостью. В передней части тела лежит сократительная вакуоль. В неё поступают вредные вещества (продукты распада) и избыток воды, которые потом выбрасываются наружу.

   Дышит эвглена всей поверхностью тела, кислородом, растворённым в воде.

   На свету, благодаря фотосинтезу она питается автотрофно, а в темноте –  гетеротрофно. При этом растворённые органические питательные вещества поступают через пелликулу. Вокруг пищи образуется пищеварительная вакуоль. Она движется в цитоплазме, а непереваренные остатки пищи выбрасываются у заднего конца тела. Если эвглена долго находится в темноте, то хлорофилл у неё исчезает, и она полностью переходит на гетеротрофное питание. Как и у растений хлорофилл расположен в хлоропластах.

   Размножение бесполое (митоз). Клетка делится надвое вдоль продольной оси.

     Рис. 3 Размножение эвглены зелёной.

Таким образом, можно утверждать, что эвглена зелёная занимает промежуточное положение между растениями и животными. Среди жгутиковых также часто встречаются паразитические виды. Например трипаносомы (Trypanosoma brucei) вызывает сонную болезнь. Её переносчиками в странах Африки является муха Це-це. Лямблии (Lamblia intestinalis), вызывают лямблиоз как детей, так и взрослых.

Тип Инфузори (CILIOPHORA).

   Второе название данного типа – Ресничные. Он получили его за наличие множества ресничек на поверхности клетки. Это самый сложный тип простейших. Насчитывает около 7000 видов. Типичным представителем данного типа является инфузория – туфелька. Её размер составляет приблизительно 0,5 мм. Форма тела отдалённо напоминает женскую туфельку. В воде плавает тупым концом вперёд со скоростью до 2,5 мм в секунду. Снаружи имеется тонкая эластичная оболочка, сохраняющая форму тела. На ней расположено до 15 000 ресничек. Движения ресничек волнообразные и согласованные, совершаются до 30 раз в секунду. Под оболочкой в один слой  расположены трихоцисты, выполняющие защитную функцию или функцию удержания добычи.

     Рис. 4. Строение инфузории – туфельки                                                 На теле имеется углубление – клеточный рот, переходящий в клеточную глотку. Пища, состоящая преимущественно из бактерий, поступает в рот в результате сокращения ресничек. Вокруг попавших в цитоплазму путем эндоцитоза пищевых частиц образуется пищевая вакуоль. Эти вакуоли перемещаются по эндоплазме к так называемой порошице, через которую непереваренные остатки путем экзоцитоза выводятся наружу.

   Кроме того, выделение воды и продуктов обмена осуществляется двумя сократительными вакуолями, которые располагаются у переднего и заднего концов тела.  Жизнь в пресной воде осложняется тем, что в клетку постоянно поступает вода в результате осмоса; эта вода должна непрерывно выводиться из клетки, чтобы предотвратить ее разрыв. Происходит это с помощью процесса активного транспорта, требующего затраты энергии. Вокруг каждой сократительной вакуоли инфузории туфельки расположен ряд расходящихся лучами каналов, собирающих воду, перед тем как высвободить ее в центральную вакуоль.  Две вакуоли работают в противофазе, каждая при нормальных физиологических условиях сокращается один раз в 10 – 15 с. За час вакуоли выбрасывают из клетки объём воды, примерно равный объёму клетки.

   Туфелька дышит всей поверхностью клетки. Она способна существовать за счёт гликолиза при низкой концентрации кислорода в воде. Продукты азотистого обмена также выводятся через поверхность клетки и частично через сократительную вакуоль.

   Для большинства инфузорий характерно присутствие двух ядер: крупного вегетативного - макронуклеуса - и более мелкого генеративного - микронуклеуса. Макронуклеус имеет полиплоидный набор хромосом и регулирует процессы обмена веществ. Микронуклеус содержит диплоидный набор хромосом и участвует в половом процессе.

    У туфельки есть бесполое и половое размножение (половой процесс). Бесполое размножение инфузорий осуществляется путем поперечного деления и сопровождается делением макро- и микронуклеусов. Размножение повторяется 1 - 2 раза в сутки. Через несколько поколений в жизненном цикле инфузорий происходит половой процесс, который называют конъюгацией. Две инфузории подходят друг к другу брюшными сторонами, оболочка в месте их соприкосновения растворяется, и между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеусы при этом разрушаются, а микронуклеусы делятся мейозом на четыре ядра, три из которых разрушаются, а четвертое вновь делится пополам митозом. В результате в каждой инфузории образуются мужское (мигрирующее) и женское (стационарное) ядра. Затем между особями происходит обмен мигрирующими ядрами с последующим слиянием стационарного и мигрирующего ядер, после чего особи расходятся. Вскоре в каждой из них ядро делится, и впоследствии образуются микро- и макронуклеусы. Таким образом, при половом процессе число инфузорий не увеличивается, а обновляются наследственные свойства макронуклеуса и возникают новые комбинации генетической информации.

   У человека в просвете толстого кишечника может паразитировать инфузория балантидий - возбудитель балантидиаза. Клинически это тяжелое заболевание выражается в кровавом поносе, коликах, лихорадке и мышечной слабости. Основным источником распространения балантидиоза служат свиньи, зараженные балантидиями. Балантидий в кишечнике свиней образуют цисты, которые с фекалиями попадают во внешнюю среду и там сохраняются длительное время. Заражение человека происходит при занесении цист в пищеварительный тракт с грязными руками или пищей. Часто балантидиозом болеют люди, связанные с работой по уходу за свиньями или обработкой свинины.