Одноклеточные организмы. Простейшие одноклеточные Эукариотические одноклеточные организмы

Окружающий нас мир поражает разнообразием форм жизни – от невидимых глазу вирусов и миллиметровой ряски до гигантского 30-метрового синего кита. Только представители царства Животных составляют около 1.5 млн видов. Все они обладают рядом общих признаков: не могут создавать органические вещества самостоятельно, ведут активный образ жизни и имеют органы чувств, позволяющие ориентироваться в пространстве.

Самыми элементарными представителями животных являются простейшие одноклеточные организмы. Известно почти 70 тыс. разновидностей этих существ. Подобно бактериям, состоят из единственной клетки, обладающей более сложным устройством. Поскольку клетка имеет ядро, то их относят к эукариотам. Это целиком самодостаточные организмы, которые обладают органоидами, выполняющими пищеварительные, регулятивные и выделительные функции.

В зависимости от типа питания выделяют:

• Автотрофов – могут самостоятельно синтезировать из неорганики нужные органические вещества.
• Гетеротрофов – получают необходимые вещества из других поглощённых организмов.
• Миксотрофов – способны к фотосинтезу подобно растениям, одновременно проявляя способность к поглощению органических веществ, как животные.

В большинстве простейшие организмы являются гетеротрофами, в роли источника пищи выбирая либо растения, либо других гетеротрофов или их остатки.

Способы перемещения простейших достаточно разнообразны и служат основой для деления на классы, в которые входят: жгутиковые, корненожки, споровики, инфузории, солнечники, радиолярии.

Распространение

Простейшие живут в любой влажной среде: морской, речной, болотной воде, в лужах после дождя и в сырой земле, даже во мху. И это неполный перечень мест, где обитают простейшие. Их можно встретить и в клетках, кровяной плазме, кишечнике многоклеточных.

При неблагоприятных условиях (недостаток влаги, кислорода или пищи) эти организмы создают вокруг себя цисту. Так, они могут долго оставаться живыми при низких температурах либо при полном отсутствии влаги. В таком состоянии простейшие живут от полутора до 17 лет.

В сухом состоянии цисты легко подхватываются ветром, который разносит их на большое расстояние. Они прикрепляются к птицам и насекомым, переносящим незваных пассажиров в разные места. Как только цисты попадут в хорошие условия жизни, то их обитатели сразу же покинут укрытие и быстро восстановят свою деятельность.

Разнообразие питания и способность переноситься на большие расстояния обусловили широкое распространение простейших по земному шару.

Классы и виды

Класс жгутиковые

К этому классу относят животных, передвигающихся с помощью одного или нескольких жгутиков или бичей – тонких цитоплазматических отростков . Количество их составляет 1–8 штук. У некоторых представителей бич проходит вдоль тела, присоединяясь к нему выростом цитоплазмы. Этот вырост совершает волновые движения и служит вспомогательным органом.

Обитают жгутиковые как в пресной, так и в морской воде, значительно реже в почве. Они важны для водоёмов. Размножаются как продольным делением клетки пополам, так и путём формирования гамет. Яркими представителями являются эвглена зелёная и вольвокс.

Эвглена зелёная – типичный представитель одиночной формы, житель пресноводных водоёмов. Имеет веретеновидную форму тела, постоянную из-за уплотнения наружного слоя протоплазмы. Обладая единственным жгутиком, плавает сверху в светлое время суток, поскольку в этот период появляется способность к фотосинтезу. В темноте же животное становится гетеротрофным и ищет жидкую органическую пищу. При благоприятном режиме питания организм запасает питательные вещества, близкие составом к крахмалу.

Размножается бесполым путём – вначале делится ядро, потом и все тело простейшего. Одна дочерняя клетка получает старый жгутик либо передачи его может не быть вовсе и в обеих клетках вырастает новый. Во время зимы эвглена образует цисту, отбрасывая жгутик, и живёт в таком состоянии до тепла.

Вольвокс – колониальная форма жгутиковых, которая включает в себя тысячи особей. Обитает в стоячей пресной воде. Колонии формируются в виде шариков, достигающих 1 мм. В каждом шарике существует множество клеток, подобных по своему строению эвглене. Однако, в отличие от неё, клетки вольвокса имеют по 2 жгутика. Колония представляет собой студенистое вещество, в которое погружены клетки таким образом, что движущие жгутики выставлены наружу. Так, вольвокс и перекатывается по воде.

Когда приходит пора размножения, несколько клеток погружаются в вещество глубже и делятся, образуя новые молодые колонии, которые затем попадают наружу. А также могут образовываться и половые формы из макро и микрогамет.

Пресноводная амёба живёт в лужах и небольших прудах. Питается водорослями и частицами органических веществ, переваривая их в пищеварительных вакуолях. Размножение бесполое – вначале делится ядро клетки, а потом и цитоплазма. Тело пронизывают поры, сквозь которые выпячиваются ложноножки.

К корненожкам или саркодовым относят также солнечников и радиолярии.

Солнечники живут в пресных водоёмах . Питаются водорослями и микроорганизмами, личинками беспозвоночных и бактериями. От остальных простейших отличаются скелетом на поверхности клетки.

Радиолярии (лучевики ) обитают в солёной воде морей и океанов тропических и субтропических поясов. Обладают внутренним скелетом, лучи которого служат для укрепления псевдоподий, захватывающих добычу. Размножаются путём деления. После отмирания скапливаются в виде ила, который впоследствии трансформируется в минералы.

Класс споровики

Это самые высокоорганизованные простейшие , обитающие в водоёмах, почве и в чужих организмах. Передвигаются с помощь ресничек. Существует около 5 тыс. видов. Яркий представитель – инфузория туфелька. Обычная обитает в стоячих водоёмах и размножается бесполым и половым путём. Питается бактериями и водорослями, в свою очередь, служит пищей для рыб.

Простейшие одноклеточные организмы играют как отрицательную, так и положительную роль в природе и жизни человека:

Подцарство Одноклеточные животные включает в себя животных, тело которых состоит из одной клетки . Эта клетка является сложным организмом с присущими ему физиологическими процессами : дыханием, пищеварением, выделением, размножением и раздражением.

Форма клеток у них разнообразна и может быть постоянной (жгутиковые, инфузории) и непостоянной (амеба). Органоидами движения являются ложноножки, жгутики и реснички . Питание у простейших бывает автотрофным (фотосинтез) и гетеротрофным (фагоцитоз, пиноцитоз). Размножение у одноклеточных бесполое (деление ядра – митоз, а затем продольный или поперечный цитокинез, а также множественное деление) и половое : конъюгация (инфузории), копуляция (жгутиковые).

Около 30 000 видов одноклеточных объединены в несколько типов . Наиболее многочисленными являются типы Саркожгутиконосцы и тип Инфузории .

Тип Инфузории насчитывает более 7 500 видов. Это высокоорганизованные простейшие, которые имеют постоянную форму тела.

Типичным представителем типа является инфузория-туфелька . Тело инфузории покрыто плотной оболочкой. У нее два ядра: большое (макронуклеус ), которое регулирует все жизненные процессы , и маленькое (микронуклеус ), играющее основную роль в размножении . Инфузория-туфелька питается водорослями, бактериями, а также некоторыми простейшими. Реснички инфузории колеблются, что «продвигает» пищу в ротовое отверстие, а затем в глотку, на дне которой образуются пищеварительные вакуоли , где и происходит переваривание пищи и всасыванием питательных веществ. Через порошицу – особый орган – удаляются непереваренные остатки. Функции выделения осуществляются сократительными вакуолями . Размножается инфузория-туфелька , как и амеба, бесполым способом (поперечное деление цитоплазмы, малое ядро делится митотически, большое – амитотически). Характерен и половой процесс – конъюгация. Это временное соединение двух особей, между которыми образуется цитоплазматический мостик , посредством которого они обмениваются разделившимися малыми ядрами. Половой процесс служит для обновления генетической информации.

Инфузории являются звеном в пищевых цепях. Обитающие в желудках жвачных, инфузории способствуют их пищеварению.

Типичным представителем является амеба обыкновенная.

Живет амеба в пресноводных водоемах. Форма тела ее непостоянная. Ложноножки служат также и для захвата пищи – бактерий, одноклеточных водорослей, некоторых простейших. Непереваренные остатки выбрасываются из любого места амебы. Животное дышит всей своей поверхностью тела: кислород, растворенный в воде, посредством диффузии проникает в организм амебы, а образующийся при дыхании в клетке углекислый газ выделяется наружу. Животное обладает раздражимостью. Размножается амеба делением : сначала митотически делится ядро, а затем происходит деление цитоплазмы. При неблагоприятных условиях происходит инцистирование .

Типичный представитель Жгутиковых – эвглена зеленая – имеет веретеновидную форму. От переднего конца тела эвглены отходит длинный тонкий жгутик: вращая им, эвглена передвигается, как бы ввинчиваясь в воду. В цитоплазме эвглены ядро и несколько окрашенных овальных телец – хроматофоры (20 штук), содержащие хлорофилл (на свету эвглена питается автотрофно). Светочувствительный глазок помогает эвглене находить освещенные места. При длительном содержании в темноте эвглена теряет свой хлорофилл и переходит к питанию готовыми органическими веществами, которые она всей поверхностью тела всасывает из воды. Дышит эвглена всей поверхностью тела. Размножение осуществляется делением надвое (продольное).

Остались вопросы? Не знаете, кто такие « Простейшие» ?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь .
Первый урок – бесплатно!

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Необычайное разнообразие живых существ на планете вынуждает находить различные критерии для их классификации. Так, их относят к клеточным и неклеточным формам жизни, поскольку клетки являются единицей строения почти всех известных организмов — растений, животных, грибов и бактерий, тогда как вирусы являются неклеточными формами.

Одноклеточные организмы

В зависимости от количества клеток, входящих в состав организма, и степени их взаимодействия выделяют одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы. Несмотря на то, что все клетки сходны морфологически и способны осуществлять обычные функции клетки (обмен веществ, поддержание гомеостаза, развитие и др.), клетки одноклеточных организмов выполняют функции целостного организма. Деление клетки у одноклеточных влечет за собой увеличение количества особей, а в их жизненном цикле отсутствуют многоклеточные стадии. В целом у одноклеточных организмов совпадают клеточный и организменный уровни организации. Одноклеточными является подавляющее большинство бактерий, часть животных (простейшие), растений (некоторые водоросли) и грибов. Некоторые систематики даже предлагают выделить одноклеточные организмы в особое царство - протистов.

Колониальные организмы

Колониальными называют организмы, у которых в процессе бесполого размножения дочерние особи остаются соединенными с материнским организмом, образуя более или менее сложное объединение - колонию. Кроме колоний многоклеточных организмов, таких как коралловые полипы, имеются и колонии одноклеточных, в частности водоросли пандорина и эвдорина. Колониальные организмы, по-видимому, были промежуточным звеном в процессе возникновения многоклеточных.

Многоклеточные организмы

Многоклеточные организмы, вне всякого сомнения, обладают более высоким уровнем организации, чем одноклеточные, поскольку их тело образовано множеством клеток. В отличие от колониальных, которые также могут иметь более одной клетки, у многоклеточных организмов клетки специализируются на выполнении различных функций, что отражается и в их строении. Платой за эту специализацию является утрата их клетками способности к самостоятельному существованию, а зачастую и к воспроизведению себе подобных. Деление отдельной клетки приводит к росту многоклеточного организма, но не к его размножению. Онтогенез многоклеточных характеризуется процессом дробления оплодотворенной яйцеклетки на множество клеток-бластомеров, из которых в дальнейшем формируется организм с дифференцированными тканями и органами. Многоклеточные организмы, как правило, крупнее одноклеточных. Увеличение размеров тела по отношению к их поверхности способствовало усложнению и совершенствованию процессов обмена, формированию внутренней среды и, в конечном итоге, обеспечило им большую устойчивость к воздействиям окружающей среды (гомеостаз). Таким образом, многоклеточные обладают рядом преимуществ в организации по сравнению с одноклеточными и представляют собой качественный скачок в процессе эволюции. Многоклеточными являются немногие бактерии, большинство растений, животных и грибов.

Дифференцировка клеток у многоклеточных организмов приводит к формированию у растений и животных (кроме губок и кишечнополостных) тканей и органов.

Ткани и органы

Ткань — это система межклеточного вещества и клеток, сходных по строению, происхождению и выполняющих одинаковые функции.

Различают простые ткани, состоящие из клеток одного типа, и сложные, состоящие из нескольких типов клеток. Например, эпидермис у растений состоит из собственно покровных клеток, а также замыкающих и побочных клеток, образующих устьичные аппараты.

Из тканей формируются органы. В состав органа входит несколько типов тканей, связанных структурно и функционально, но обычно один из них преобладает. Например, сердце образовано в основном мышечной, а головной мозг - нервной тканью. В состав листовой пластинки растения входят покровная ткань (эпидермис), основная ткань (хлорофиллоносная паренхима), проводящие ткани (ксилема и флоэма) и др. Однако преобладает в листе основная ткань.

Органы, выполняющие общие функции, образуют системы органов. У растений выделяют образовательные, покровные, механические, проводящие и основные ткани.

Ткани растений

Образовательные ткани

Клетки образовательных тканей (меристем) в течение длительного времени сохраняют способность к делению. Благодаря этому они принимают участие в образовании всех остальных типов тканей и обеспечивают рост растения. Верхушечные меристемы находятся на кончиках побегов и корней, а боковые (например, камбий и перицикл) — внутри этих органов.

Покровные ткани

Покровные ткани расположены на границе с внешней средой, т. е. на поверхности корней, стеблей, листьев и других органов. Они защищают внутренние структуры растения от повреждений, действия низких и высоких температур, излишнего испарения и иссушения, проникновения болезнетворных организмов и т. п. Кроме того, покровные ткани регулируют газообмен и испарение воды. К покровным тканям относятся эпидермис, перидерма и корка.

Механические ткани

Механические ткани (колленхима и склеренхима) выполняют опорную и защитную функции, придавая прочность органам и образуя «внутренний скелет» растения.

Проводящие ткани

Проводящие ткани обеспечивают в организме растения передвижение воды и растворенных в ней веществ. Ксилема доставляет воду с растворенными минеральными веществами от корней ко всем органам растения. Флоэма осуществляет транспорт растворов органических веществ. Ксилема и флоэма обычно расположены рядом, образуя слои или проводящие пучки. В листьях их можно легко заметить в виде жилок.

Основные ткани

Основные ткани, или паренхима, составляют основную часть тела растения. В зависимости от расположения в организме растения и особенностей среды его обитания основные ткани способны выполнять различные функции - осуществлять фотосинтез, запасать питательные вещества, воду или воздух. В связи с этим различают хлорофилл о но сную, запасающую, водоносную и воздухоносную паренхиму.

Как вы помните из курса биологии 6-го класса, у растений выделяют вегетативные и генеративные органы. Вегетативными органами являются корень и побег (стебель с листьями и почками). Генеративные органы подразделяются на органы бесполого и полового размножения.

Органы бесполого размножения растений называются спорангиями. Они располагаются поодиночке или объединяются в сложные структуры (например, сорусы у папоротников, спороносные колоски у хвощей и плаунов).

Органы полового размножения обеспечивают образование гамет. Мужские (антеридии) и женские (архегонии) органы полового размножения развиваются у мхов, хвощей, плаунов и папоротников. Для голосеменных растений характерны только архегонии, развивающиеся внутри семязачатка. Антеридии у них не формируются, и мужские половые клетки - спермин - образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна. У цветковых растений отсутствуют как антеридии, так и архегонии. Генеративным органом у них является цветок, в котором происходит образование спор и гамет, оплодотворение, формирование плодов и семян.

Ткани животных

Эпителиальные ткани

Эпителиальные ткани покрывают организм снаружи, выстилают полости тела и стенки полых органов, входят в состав большинства желез. Эпителиальная ткань состоит из клеток, плотно прилегающих друг к другу, межклеточное вещество не развито. Главные функции эпителиальных тканей — защитная и секреторная.

Соединительные ткани

Соединительные ткани характеризуются хорошо развитым межклеточным веществом, в котором поодиночке или группами располагаются клетки. Межклеточное вещество, как правило, содержит большое количество волокон. Ткани внутренней среды - самая разнообразная по строению и функциям группа тканей животных. Сюда относятся костная, хрящевая и жировая ткани, собственно соединительные ткани (плотная и рыхлая волокнистые), а также кровь, лимфа и др. Основные функции тканей внутренней среды — опорная, защитная, трофическая.

Мышечные ткани

Мышечные ткани характеризуются наличием сократительных элементов — миофибрилл, расположенных в цитоплазме клеток и обеспечивающих сократимость. Мышечные ткани выполняют двигательную функцию.

Нервная ткань

Нервная ткань состоит из нервных клеток (нейронов) и клеток глии. Нейроны способны возбуждаться в ответ на действие различных факторов, генерировать и проводить нервные импульсы. Глиальные клетки обеспечивают питание и защиту нейронов, формирование их оболочек.

Ткани животных участвуют в формировании органов, которые, в свою очередь, объединяются в системы органов. В организме позвоночных животных и человека различают следующие системы органов: костную, мышечную, пищеварительную, дыхательную, мочевыделительную, половую, кровеносную, лимфатическую, иммунную, эндокринную и нервную. Кроме того, у животных имеются различные сенсорные системы (зрительная, слуховая, обонятельная, вкусовая, вестибулярная и др.), с помощью которых организм воспринимает и анализирует разнообразные раздражители внешней и внутренней среды.

Любому живому организму свойственно получение из окружающей среды строительного и энергетического материала, обмен веществ и превращение энергии, рост, развитие, способность к размножению и т. п. У многоклеточных организмов разнообразные процессы жизнедеятельности (питание, дыхание, выделение и др.) реализуются благодаря взаимодействию определенных тканей и органов. При этом все процессы жизнедеятельности проходят под контролем регуляторных систем. Благодаря этому сложный многоклеточный организм функционирует как единое целое.

У животных к регуляторным системам относятся нервная и эндокринная. Они обеспечивают согласованную работу клеток, тканей, органов и их систем, обусловливают целостные реакции организма на изменения условий внешней и внутренней среды, направленные на поддержание гомеостаза. У растений жизненные функции регулируются с помощью различных биологически активных веществ (например, фитогормонов).

Таким образом, в многоклеточном организме все клетки, ткани, органы и системы органов взаимодействуют друг с другом, слаженно функционируют, благодаря чему организм представляет собой целостную биологическую систему.

Организмы, чье тело включает лишь одну клетку, относятся к простейшим. Они могут иметь разную форму и всевозможные способы передвижения. Каждый знает хотя бы одно наименование, которое носит простейший живой организм, но не все догадываются, что это именно такое существо. Итак, какими же они бывают, и какие виды наиболее распространены? Да и что это за существа? Как и сложнейшие и кишечнополостные, одноклеточные организмы заслуживают детального изучения.

Подцарство одноклеточных

Простейшие являются мельчайшими существами. Их тела у которой есть все необходимые для жизнедеятельности функции. Так, простейшие одноклеточные организмы имеют способны проявлять раздражимость, двигаться и размножаться. Некоторые отличаются постоянной формой тела, а другие постоянно меняют ее. Основным компонентом организма является ядро, окруженное цитоплазмой. В ней располагаются несколько видов органоидов. Первые - общеклеточные. К таковым относятся рибосомы, митохондрии, аппарат Гальджи и тому подобные. Вторые - специальные. К ним можно отнести пищеварительную и Почти все простейшие одноклеточные организмы могут без особых затруднений передвигаться. В этом им помогают ложноножки, жгутики или реснички. Отличительной чертой организмов является фагоцитоз - способность захватывать твердые частицы и переваривать их. Некоторые также могут осуществлять фотосинтез.

Как распространяются одноклеточные?

Простейших можно встретить повсюду - в пресном водоеме, почве или море. Высокую степень выживаемости им обеспечивает умение инцистировать. Это означает, что при неблагоприятных условиях организм впадает в стадию покоя, покрываясь плотной защитной оболочкой. Создание цисты способствует не только выживанию, но и распространению - так организм может оказаться в более комфортной среде, где получит питание и возможность для размножения. Организмы простейшие осуществляют последнее с помощью деление на две новые клетки. У некоторых также есть способность к половому размножению, есть виды, сочетающие оба варианта.

Амеба

Стоит перечислить наиболее распространенные организмы. Простейшие нередко ассоциируются именно с этим видом - с амебами. У них нет постоянной формы тела, а для передвижения используются ложноножки. Ими же амеба захватывает пищу - водоросли, бактерии или других простейших. Окружив ее ложноножками, организм образует пищеварительную вакуоль. Из нее все полученные вещества попадают в цитоплазму, а непереваренное выбрасывается наружу. Дыхание амеба осуществляет всем телом с помощью диффузии. Излишки воды из организма выводятся сократительной вакуолью. Процесс размножения происходит с помощью деления ядра, после которого из одной клетки получаются две. Амебы относятся к пресноводным. Встречаются простейшие в организме человека и животных, в таком случае они могут приводить к разнообразным заболеваниям или ухудшать общее состояние.

Эвглена зеленая

Еще один организм, распространенный в пресных водоемах, также относится к простейшим. У эвглены зеленой тело веретенообразной формы с плотным наружным слоем цитоплазмы. Передний конец тела заканчивается длинным жгутиком, с помощью которого организм передвигается. В цитоплазме есть несколько овальных хроматофоров, в которых располагается хлорофилл. Это означает, что на свету эвглена питается автотрофно - такое умеют далеко не все организмы. Простейшие ориентируются с помощью глазка. Если же эвглена долго пробудет в темноте, хлорофилл исчезнет и организм перейдет к гетеротрофному способу питания с всасыванием органических веществ из воды. Как и амебы, эти простейшие размножаются делением, а также дышат всем телом.

Вольвокс

Среди одноклеточных встречаются и колониальные организмы. Простейшие под названием вольвокс живут именно так. У них шаровидная форма и студенистые тела, образуемые отдельными членами колонии. Каждый вольвокс обладает двумя жгутиками. Согласованное движение всех клеток обеспечивает перемещение в пространстве. Некоторые из них способны к размножению. Так возникают дочерние колонии вольвокс. Таким же строением отличаются и простейшие водоросли, известные под названием хламидомонады.

Инфузория-туфелька

Это еще один распространенный обитатель пресного водоема. Названием инфузории обязаны форме собственной клетки, напоминающей туфельку. Органоиды, используемые для движения, называются ресничками. У тела постоянная форма с плотной оболочкой и два ядра, малое и большое. Первое необходимо для размножения, а второе управляет всеми жизненными процессами. В качестве питания инфузория использует бактерии, водоросли и другие одноклеточные организмы. Простейшие часто создают пищеварительную вакуоль, у туфелек она находится на определенном месте у ротового отверстия. Для удаления непереваренных остатков присутствует порошица, а выделение осуществляется с помощью сократительной вакуоли. Для инфузорий характерно но оно может сопровождаться и объединением двух особей для обмена ядерным материалом. Такой процесс называется конъюгацией. Среди всех пресноводных простейших инфузория-туфелька является наиболее сложной по своему строению.

Простейшие животные одноклеточные организмы, признаки, питание нахождение в воде и в организме человека

Общая характеристика

Или одноклеточные, организмы, как видно из их названия, состоят из одной клетки. Тип Protozoa включает более 28 000 видов. Строение простейших можно сравнить со строением клеток многоклеточных организмов. Как у тех, так и у других основу составляют ядро и цитоплазма с различными органеллами (органоидами) и включениями. Однако нельзя забывать, что любая клетка многоклеточного организма входит в состав какой-либо ткани или органа, где выполняет свои специфические функции. Все клетки многоклеточного организма специализированы и не способны к самостоятельному существованию. В противоположность им простейшие животные сочетают в себе функции клетки и самостоятельного организма. (Физиологически клетка Protozoa аналогична не отдельным клеткам многоклеточных животных, а целому многоклеточному организму.

Простейшим свойственны все функции, присущие любым живым организмам: питание, обмен веществ, выделение, восприятие внешних разд-ражений и реакция на них, движение, рост, размножение и смерть.

Простейшие Строение клетки

Ядро и цитоплазма, как указывалось,- основные структурные и функциональные компоненты любой клетки, в том числе и одноклеточных животных. Тело последних содержит органеллы, скелетные и сократительные элементы и разнообразные включения. Оно всегда покрыто клеточной мембраной, более или менее тонкой, но отчетливо видимой в электронном микроскопе. Цитоплазма простейших жидкая, но вязкость ее различна у разных видов и изменяется в зависимости от состояния животного и от окружающей среды (ее температуры и химического состава). У большинства видов цитоплазма прозрачная или молочно-белая, но у некоторых окрашена в голубой или зеленоватый цвет (Stentor, Fabrea sali- па). Химический состав ядра и цитоплазмы простейших изучен далеко не полно, главным образом из-за малых размеров этих животных. Известно, что основу цитоплазмы и ядра, как у всех животных, составляют белки. Нуклеиновые кислоты тесно связаны с белками, они образуют нуклео- протеиды, роль которых в жизни всех организмов чрезвычайно велика. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) входит в состав хромосом ядра простейших и обеспечивает передачу наследственной информации от поколения к поколению. РНК (рибонуклеиновая кислота) обнаружена у простейших как в ядре, так и в цитоплазме. Она осуществляет реализацию наследственных свойств одноклеточных организмов, закодированных в ДНК, так как играет ведущую роль в синтезе белков.

Весьма важные химические компоненты цитоплазмы - жироподобные вещества липиды - принимают участие в обмене веществ. Часть из них содержит фосфор (фосфатиды), многие связаны с белками и образуют липопротеиновые комплексы. В цитоплазме присутствуют также запасные питательные вещества в виде включений - капелек или гранул. Это углеводы (гликоген, парамил), жиры и липиды. Они служат энергетическим резервом организма простейших.

Кроме органических веществ, в состав цитоплазмы входит большое количество воды, присутствуют минеральные соли (катионы: К+, Са2+, Mg2+, Na+, Fe3+ и анионы: Cl~, Р043“, N03“). В цитоплазме простейших обнаружены многие ферменты, участвующие в обмене веществ: протеазы, обеспечивающие расщепление белков; карбогидразы, расщепляющие полисахариды; липазы, содействующие перевариванию жиров; большое число энзимов, регулирующих газообмен, а именно щелочная и кислая фосфатазы, оксидазы, пероксидазы и цитохромоксидазы.

Прежние представления о фибриллярной, гранулярной или пенисто-ячеистой структуре цитоплазмы простейших были основаны на исследованиях фиксированных и окрашенных препаратов. Новые методы исследования простейших (в темном поле, в поляризованном свете, с применением прижизненного окрашивания и электронного микроскопирования) позволили установить, что цитоплазма простейших является сложной динамической системой гидрофильных коллоидов (преимущественно белковых комплексов), которая имеет жидкую или полужидкую консистенцию. При ультрамикроскопическом исследовании в темном поле цитоплазма простейших кажется оптически пустой, видны лишь органоиды клетки и ее включения.

Коллоидное состояние белков цитоплазмы обеспечивает изменчивость ее структуры. В цитоплазме постоянно происходят изменения агрегатного состояния белков: они переходят из жидкого состояния (золя) в более твердое, желатинообразное (геля). С этими процессами связано выделение более плотного слоя эктоплазмы, образование оболочки - пелликулы и амебоидное движение многих простейших.

Ядра простейших, как и ядра клеток многоклеточных, состоят из хроматинового материала, ядерного сока, содержат ядрышки и ядерную оболочку. Большинство простейших содержит лишь по одному ядру, но имеются и многоядерные формьк. При этом ядра могут быть одинаковыми (многоядерные амебы из рода Pelomyxa, многоядерные жгутиковые Polymastigida, Opalinida) или различаться по форме и функции. В последнем случае говорят о ядерной дифференцировке, или я дерном дуализме. Так, всему классу инфузорий и некоторым фораминиферам свойствен ядерный дуалйзм^т. е. неодинаковые по форме и функции ядра.

Бее виды простейших, как и другие организмы, подчиняются закону постоянства числа хромосом. Число их может быть одинарным, или гаплоидным (большинство жгутиковых и споровики), либо двойным, или диплоидным (инфузории, опалины и, по-видимому, саркодовые). Число хромосом у разных видов простейших варьирует в больших пределах: от 2-4 до 100-125 (в гаплоидном наборе). Кроме того, наблюдаются ядра с кратным увеличением числа наборов хромосом. Их называют полиплоидными. Выяснено, что большие ядра, или макронуклеусы, инфузорий и ядра некоторых радиолярий полиплоидны. Весьма вероятно, что ядро Amoeba proteus тоже полиплоидно, число хромосом у этого вида доходит до 500.

Размножение Деление ядра

Основным типом деления ядер как простейших, так и многоклеточных организмов является митоз, или кариокинез. При митозе происходит правильное равномерное распределение хромосомного материала между ядрами делящихся клеток. Это обеспечивается продольным расщеплением каждой хромосомы на две дочерние в метафазе митоза, причем обе дочерние хромосомы отходят к разным полюсам делящейся клетки.

Митотическое деление ядра грегарины Monocystis magna:
1, 2 - профаза; 3 - переход к метафазе; 4, 5 - метафаза; 6 - ранняя анафаза; 7, 8 - поздняя
анафаза; 9, 10 - телофаза.

При делении ядра грегарины Monocystis magna можно наблюдать все фигуры митоза, свойственные многоклеточным. В профазе в ядре видны нитевидные хромосомы, некоторые из них связаны с ядрышком (рис. 1, 1, 2). В цитоплазме можно различить две центросомы, в центре которых расположены центриоли с расходящимися радиально лучами звезды. Центросомы сближаются с ядром, примыкают к его оболочке и перемещаются к противоположным полюсам ядра. Ядерная оболочка растворяется, и формируется ахроматиновое веретено (рис. 1, 2-4). Происходит спира- лизация хромосом, вследствие чего они сильно укорачиваются и собираются в центре ядра, ядрышко растворяется. В метафазе хромосомы перемещаются в экваториальную плоскость. При этом каждая хромосома состоит из двух хроматид, лежащих параллельно друг другу и скрепленных одним центромером. Фигура звезды вокруг каждой центросомы исчезает, а центриоли делятся пополам (рис. 1, 4, 5). В анафазе центромеры каждой хромосомы делятся пополам и их хроматиды начинают расходиться к полюсам веретена. Характерно для простейших, что тянущие нити веретена, прикрепленные к центромерам, различимы лишь у некоторых видов. Все веретено вытягивается, а его нити, идущие непрерывно от полюса к полюсу, удлиняются. Расхождение хроматид, превратившихся в хромосомы, обеспечивают два механизма: растаскивание их под действием сокращения тянущих нитей веретена и вытягивание непрерывных нитей веретена. По-следнее приводит к удалению полюсов клетки друг от друга (рис. 1, 6", 7). В телофазе процесс идет в обратном порядке: на каждом полюсе группа хромосом одевается ядерной оболочкой. Хромосомы деспирализу- ются и утончаются, вновь формируются ядрышки. Веретено исчезает, а вокруг разделившихся центриолей образуются две самостоятельные центросомы с лучами звезды. Каждая дочерняя клетка имеет две центросомы - будущие центры следующего митотического деления (рис. 1, 9,10). Вслед за делением ядра обычно делится и цитоплазма. Однако у некоторых простейших, в том числе и у Monocystis, происходит ряд последовательных делений ядер, в результате которых в жизненном цикле возникают временно многоядерные стадии. Позднее вокруг каждого ядра обособляется участок цитоплазмы и формируется одновременно много мелких клеток.

От описанного выше процесса митоза бывают различные отклонения: ядерная оболочка может сохраняться в течение всего митотического деления, ахроматиновое веретено может формироваться под оболочкой ядра, у некоторых форм не образуются центриоли. Наиболее значительны отклонения у некоторых эвгленовых (Euglenida): у них отсутствует типичная метафаза, а веретено деления проходит вне ядра. В метафазе хромосомы, состоящие из двух хроматид, располагаются вдоль оси ядра, экваториальная пластинка не формируется, сохраняются ядерная оболочка и ядрышко, последнее делится пополам и переходит в дочерние ядра. Никаких принципиальных различий между поведением хромосом в митозе у простейших и многоклеточных нет.

До применения новых методов исследования деление ядер многих простейших описывалось как амитоз, или прямое деление. Под истинным амитозом сейчас понимают деление ядер без правильного рас-хождения хроматид (хромосом) в дочерние ядра. В результате происходит образование ядер с неполными наборами хромосом. Они не способны в дальнейшем к нормальным митотическим делениям. У простейших таких делений ядер в норме ожидать трудно. Амитоз наблюдается факультативно как более или менее патологический процесс.

Тело простейших устроено довольно сложно. В пределах одной клетки происходит дифференциация ее отдельных частей, которые выполняют различные функции. Так, по аналогии с органами многоклеточных животных эти части простейших были названы органоидами или о р г а н е л л а м и. Различают органеллы движения, питания, восприятия световых и иных раздражений, выделительные органеллы и т. п.

Движение

Органеллами движения у Protozoa служат псевдоподии, или ложноножки, жгутики и реснички. Псевдоподии образуются большей частью в момент движения и могут исчезать, как только простейшее прекращает движение. Псевдоподии - это временные плазматические выросты тела простейших, не имеющих постоянной формы. Их оболочка представлена очень тонкой (70-100 А) и эластичной клеточной мембраной. Псевдоподии характерны для саркодовых, некоторых жгутиковых и споровиков.

Жгутики и реснички представляют собой постоянные выросты наружного слоя цитоплазмы, способные к ритмическим движениям. Ультратонкое строение этих органелл изучалось с помощью электронного микроскопа. Было выяснено, что они устроены в значительной степени одинаково. Свободная часть жгутика или реснички отходит от поверхности клетки.

Внутренняя часть погружена в эктоплазму и называется базальным тельцем или бле- фаропластом. На ультратонких срезах жгутика или реснички можно различить 11 продольных фибрилл, 2 из которых расположены в центре, а 9 - по периферии (рис. 2). Центральные фибриллы у некоторых видов имеют спиральную исчерченность. Каждая периферическая фибрилла состоит из двух соединенных трубочек, или субфпбрилл. Периферические фибриллы переходят в базальное тельце, а центральные до него не доходят. Мембрана жгутика переходит в мембрану тела простейшего.

Несмотря на близость строения ресничек и жгутиков, характер их движения различен. Если жгутики совершают сложные винтовые движения, то работу ресничек проще всего сравнить с движением весел.

Кроме базального тельца, в цитоплазме некоторых простейших имеется парабазальное тельце. Базальное тельце является основой всего опорно-двигательного аппарата; кроме того, оно регулирует процесс митотического деления простейшего. Парабазальное тельце играет роль в обмене веществ простейшего, временами оно исчезает, а затем может появляться вновь.

Органы чувств

Простейшие обладают способностью определять интенсивность света (освещенность) с помощью светочувствительной органеллы - глазка. Изучение ультратонкого строения глазка морского жгутиконосца Chromulina psammobia показало, что в его состав входит видоизмененный жгутик, погруженный в цитоплазму.

В связи с различными типами питания, которые позднее будут разобраны подробно, у простейших весьма велико разнообразие пищеварительных органелл: от простых пищеварительных вакуолей или пузырьков до таких специализированных образований, как клеточный рот, ротовая воронка, глотка, порошица.

Выделительная система

Большинству простейших свойственна способность к перенесению неблагоприятных условий среды (пересыхание временных водоемов, жара, холод и т. п.) в форме цист. Готовясь к инцистированию, простейшее выделяет значительное количество воды, что ведет к повышению плотности цитоплазмы. Выбрасываются остатки пищевых частиц, исчеэают ресиички и жгутики, втягиваются псевдоподии. Понижается общий обмен веществ, формируется защитная оболочка, часто состоящая из двух слоев. Образованию цист у многих форм предшествует накопление в цитоплазме запасных питательных веществ.

Простейшие не теряют жизнеспособности в цистах очень долго. В опытах эти сроки превышали у рода Oicomonas (Protomonadida) 5 лет, у Нае- matococcus pluvialis - 8 лет, а для Peridinium cinctum максимальный срок выживания цист превысил 16 лет.

В форме цист простейшие переносятся ветром на значительные рас-стояния, что объясняет однородность фауны простейших на всем земном шаре. Таким образом, цисты не только несут защитную функцию, но и служат основным средством расселения простейших.