Способ передвижения инфузории туфельки способ передвижения инфузории туфельки

Инфузория-туфелька

Царство	Животные
Подцарство	Одноклеточные
Тип	Инфузории

Среда обитания, строение и передвижение

Инфузория-туфелька обитает в мелких стоячих водоёмах. Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдалённо напоминающую туфлю. Инфузории все время находятся в движении, плавая тупым концом вперёд. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду. На поверхности тела у них имеются органоиды движения — реснички. В клетке два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе.

Строение инфузории туфельки

Организм инфузории устроен сложнее. Тонкая эластичная оболочка, покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму её тела. Этому же способствуют хорошо развитые опорные волоконца, которые находятся в прилегающем к оболочке слое цитоплазме. На поверхности тела инфузории расположено около 15 000 колеблющихся ресничек. У основания каждой реснички лежит базальное тельце. Движение каждой реснички состоит из резкого взмаха в одном направлении и более медленного, плавного возвращения к исходному положению. Реснички колеблются примерно 30 раз в секунду и, словно вёсла, толкают инфузорию вперёд. Волнообразное движение ресничек при этом согласованно. Когда инфузория-туфелька плывёт, она медленно вращается вокруг продольной оси тела.

Процессы жизнедеятельности

Питание

Туфелька и некоторые другие свободно живущие инфузории питаются бактериями и водорослями.

Реакция инфузории-туфельки на пищу

Тонкая эластичная оболочка, (клеточная мембрана) покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму тела. На поверхности тела расположено около 15 тысяч ресничек. На теле имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. В пищеварительной вакуоле пища переваривается в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. Не переваренные остатки выбрасываются наружу в заднем конце тела через особую структуру — порошицу, расположенную позади ротового отверстия.

Дыхание

Дыхание происходит через покровы тела. Кислород поступает в цитоплазму через всю поверхность тела и окисляет сложные органические вещества, в результате чего они превращаются в воду, углекислый газ и некоторые другие соединения. При этом освобождается энергия, которая необходима для жизни животного. Углекислый газ в процессе дыхания удаляется через всю поверхность тела.

Выделение

В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела. В них собирается вода с растворёнными веществами, образующимися при окислении сложных органических веществ. Достигнув предельной величины, сократительные вакуоли подходят к поверхности тела, и их содержимое изливается наружу. У пресноводных одноклеточных животных через сократительные вакуоли удаляется избыток воды, постоянно поступающей в их тело из окружающей среды.

Раздражимость

Инфузории-туфельки собираются к скоплениями бактерий в ответ на действие выделяемых ими веществ, но уплывают от такого раздражителя, как поваренная соль.

Раздражимость — свойство всех живых организмов отвечать на действия раздражителей — света, тепла, влаги, химических веществ, механических воздействий. Благодаря раздражимости одноклеточные животные избегают неблагоприятных условий, находят пищу, особей своего года.

Размножение

Бесполое

Инфузория обычно размножается бесполым путём — делением надвое. Ядра делятся на две части, и в каждой новой инфузории оказывается по одному большому и по одному малому ядру. Каждая из двух дочерних получает часть органоидов, а другие образуются заново.

Половое

При недостатке пищи или изменении температуры инфузории переходят к половому размножению, а затем могут превратиться в цисту.

При половом процессе увеличения числа особей не происходит. Две инфузории временно соединяются друг с другом. На месте соприкосновения оболочка растворяется, и между животными образуется соединительный мостик. Большое ядро каждой инфузории исчезает. Малое ядро дважды делится. В каждой инфузории образуются четыре дочерних ядра. Три из них разрушаются, а четвёртое снова делится. В результате в каждой остаётся по два ядра. По цитоплазматическому мостику происходит обмен ядрами, и там сливается с оставшимся ядром. Вновь образовавшиеся ядра формируют большое и малое ядра, и инфузории расходятся. Такой половой процесс называется конъюгацией. Он длится около 12 часов. Половой процесс ведёт к обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость организмов.

Источник

Как передвигается инфузория туфелька: среда обитания, питание

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:

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:

1. Взрослая особь туфельки от силы достигает 5 десятых миллиметра.
2. Простейшие представляют собой биологические клеточки, у которых отсутствует окраска.
3. Внутри туфельки есть два ядрышки, малое и большое.
4. Снаружи клетке обеспечивает надежную защиту оболочка, которая очень тонкая, но эластичная. Именно с ее помощью туфелька на протяжении всей жизни сохраняет свою форму.
5. 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.
6. 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:

1. 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.
2. Далее пища проникает в вакуоль, в которой осуществляется ее переваривание. Все поступившие питательные вещества подвергаются воздействию двух видов сред: изначально кислой, а позднее щелочной.
3. Переработанная субстанция распространяется по всем частям тельца туфельки.
4. 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:

1. Изначально внутри туфельки образуется два ядрышка.
2. 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:

1. В половом контакте принимает участие два микроорганизма, которые в некоторых случаях могут превращаться в цисты.
2. После перехода в новое состояние инфузории погружаются в анабиоз, благодаря чему им удается сохранять способность к жизнедеятельности даже в неподходящих условиях.
3. В состоянии анабиоза туфельки могут находиться довольно длительный временной промежуток, достигающий 10-ти и более лет.
4. 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.
5. В процессе соединения организмов двух туфелек присутствующая между ними защитная оболочка растворяется. Вместо нее образуется мостик, соединяющий клеточки двух микроорганизмов.
6. После этого большие ядрышки, присутствующие в обоих клеточках, исчезают, а в маленьких начинается процесс деления, в результате чего образуется четыре маленьких ядрышка.
7. На следующем этапе полового размножения три из четырех ядрышек растворяются, а последнее подразделяется на два.
8. Между оставшимися ядрышками выполняется обмен посредством мостика.
9. Из образовавшегося материала образуются новые малые и большие ядрышки.
10. После этого инфузории открепляются друг от друга и расходятся в разные стороны.

Источник

Инфузория-туфелька: чем питается, как передвигается и размножается, сколько живёт простейшее

Инфузория-туфелька известна ещё со школьных уроков биологии. Это один из видов ресничных одноклеточных организмов, который не относится к царству животных, растений или грибов, а входит в промежуточную группу протистов. Обитает существо в пресной воде, а интересное название оно получило за постоянную форму тела, подобную отпечатку подошвы туфли.

Инфузория туфелька – ресничный одноклеточный организм, который входит в промежуточную группу протистов

Научная классификация

Вид инфузорий относится к надцарству эукариотов, то есть организмов, обладающих ядром. Им соответствует тип ресничных, класс Oligohymenophorea и род парамеций. Особенностью представителей этого ранга является предпочтение кислыми условиями среды.

Исследователи в своё время затратили множество усилий на расшифровку генома некоторых видов, относящихся к парамециям. Оказалось, что он содержит 40 000 генов, кодирующих белки, тогда как у человека их всего около 28 000. Увеличение количества генов произошло в результате нескольких дупликаций первоначального генома. Способ кодирования последовательности аминокислотных остатков у инфузорий уникален наличием единичного, а не тройственного, как в универсальном генетическом коде, кодона, который завершает синтез полипептидной цепи.

Общее описание

Оптимальная среда обитания для организма — пресная стоячая вода, в которой есть разлагающиеся органические соединения. В частности, этим условиям соответствует домашний аквариум, в пробе илистой воды которого часто обнаруживаются простейшие.

Среда обитания инфузории туфельки – стоячая вода

Рассмотреть инфузорию можно только под микроскопом, так как её размер не превышает 0,1−0,3 мм. Почти на 7% клетка состоит из сухого вещества, химический состав которого представлен следующими компонентами:

Тело инфузории-туфельки покрыто плотным слоем цитоплазмы, под наружной мембраной которой расположены такие элементы цитоскелета, как альвеолы и микротрубочки. Организм состоит из следующих элементов:

• ядро (макронуклеус);
• ядрышко (микронуклеус);
• продольные и поверхностные реснички;
• ротовое отверстие;
• сформированные и формирующиеся пищеварительные вакуоли (фагосомы);
• отверстие, через которое происходит опорожнение пищеварительной вакуоли (цитопиг или порошица);
• две сократительные вакуоли.

Каждый органоид выполняет важные функции.

Ядро и ядрышко

У инфузории есть два ядра, каждое из которых имеет своё строение и функции. Малое обладает округлой формой, содержит в себе наследственный материал. С его генома плохо считываются матричные РНК, поэтому наследственная информация не преобразуется в белок или иной функциональный продукт, и экспрессия генов отсутствует. В случае разрушения ядрышка жизнь туфельки продолжается, но она будет только размножаться бесполым путём, половой процесс будет невозможен.

Созревание большого ядра бобовидной формы приводит к сложным перестройкам в наследственном материале. С его генов считываются все мРНК, поэтому именно от него зависит синтез белков. Разрушает ядро половой процесс, но по его окончании макронуклеус снова восстанавливается.

Реснички и трихоцисты

Ресничек у маленькой клетки насчитывается от 10 до 15 тысяч. Они вырастают из базальных телец, которые формируют сложную систему цитоскелета, включающую в себя посткинетодесмальные фибриллы и филаменты. В основании органелл образуются парасомальные мешочки, возникающие вследствие впячивания наружной мембраны.

Ресничек у инфузории насчитывается от 10 до 15 тысяч

Между плотно расположенными инфузорными ресничками ещё остаётся место для 5−8 тысяч органоидов защиты, называемых трихоцистами. Они представляют собой одну из разновидностей секреторных пузырьков, выталкиваемых инфузорией в процессе экзоцитоза. Выглядят они как тела с наконечником, поперечно исчерченные через каждые 7 нм, располагаются в мембранных мешочках. Защитная функция проявляется в моментальном удлинении и выстреливании в случае опасности. Однако некоторые представители инфузорий лишены таких органелл и при этом вполне жизнеспособны.

Инфузория-туфелька передвигается при помощи ресничек. Совершая волнообразные движения, она плывёт тупым концом вперёд. Органеллы делают прямой удар в выпрямленном состоянии. Возвратный осуществляется в изогнутом. Процесс этот нельзя назвать синхронным, так как темп задаёт первая ресничка в ряду, а каждая последующая повторяет действие с небольшой задержкой. Это приводит к вращению туфельки вокруг своей оси во время передвижения. За секунду она преодолевает 2−2,5 мм расстояния.

Изгибая тело, инфузория может поменять направление. При неожиданном столкновении с препятствием она резко подастся назад, так как в её мембране резко уменьшится разность потенциалов, и внутрь проникнут ионы кальция. Затем туфелька будет в течение некоторого времени совершать движения вперёд и обратно, за время которых кальций выйдет из клетки, и вскоре продолжит путь по изначальной траектории.

Органы, обеспечивающие питание

Рот туфельки выглядит как углубление на теле, переходящее в клеточную глотку. Вокруг ротового отверстия расположены сложные структуры, сформированные из цилий. Питается инфузория-туфелька в основном водорослями, бактериями и другими мелкими одноклеточными организмами, которых находит по выделяемым ими химическим веществам. Волосковидные структуры вокруг рта загоняют добычу в глотку вместе с потоком воды.

Рот инфузории выглядит как углубление на теле

Далее еда поступает в пищеварительную вакуоль, образованную в процессе фагоцитоза, и под действием цитоплазматического потока перемещается в задний конец клетки, возвращается к передней части и снова уходит назад. Вакуоль сливается с лизосомами, что сопровождается возникновением кислотной среды, которая постепенно сдвигается в сторону слабощелочной.

Фагосома мигрирует и увеличивает скорость всасывания путём отделения мелких мембранных пузырьков. Всё, что не может быть переварено, выбрасывается через порошицу, лишённую развитой цитоплазмы. Переваренные продукты рассредоточиваются по межклеточному пространству и используются для осуществления жизнедеятельности.

Интересно, что обилие пищи влияет на то, сколько живёт инфузория-туфелька. Продолжительность жизни составляет всего несколько дней при избыточном питании и несколько месяцев (иногда до года) при скудном рационе.

Сократительные вакуоли

Сократительные вакуоли расположены на передней и задней частях клеток. Каждая из них состоит из резервуара, открывающегося наружу порой, и отходящих радиальных каналов, окружённых множеством тонких трубочек, перекачивающих жидкость из цитоплазмы. Всю хрупкую систему удерживает цитоскелет.

Основная функция этих внутренних органоидов — осморегуляция. Диффузия молекул воды внутрь клетки приводит к избытку жидкости, который и выводится вакуолями. Приводящие каналы откачивают воду в резервуар, который затем сокращается и отделяется от трубок, через пору выбрасывая воду за пределы клетки. Две вакуоли работают попеременно, каждая сокращается по 10−25 секунд в зависимости от температуры окружающей среды. Спустя час выброшенный объём жидкости приравнивается к объёму самой клетки.

Процесс размножения

Инфузория-туфелька размножается бесполым способом, который заключается в поперченном делении и сопровождается сложными процессами регенерации. Так как из единой особи получается две, каждой из новых туфелек достаётся по одной сократительной вакуоли, и они вынуждены достраивать недостающую самостоятельно. Клеточный рот достаётся только одной инфузории, а второй в это время приходится образовывать ротовое отверстие с необходимыми структурами вокруг него. Базальные тельца и новые реснички каждая представительница формирует самостоятельно.

Инфузориям свойственен и половой процесс, называемый конъюгацией, он заключается в переносе ядер между клетками партнёров. В процессе принимают участие туфельки, образованные делением разных материнских клеток. Они склеиваются ротовыми полостями, в результате чего образуется цитоплазматический мостик.

Инфузории могут размножаться как бесполым, так и половым способом

В это время у каждой особи разрушаются большие ядра, а малые делятся, вдвое уменьшая при этом количество хромосом. В результате получается 4 ядра, 3 из которых разрушаются. Оставшееся делится на два генетически идентичных ядра, и у каждого партнёра образуются мужской и женский пронуклеусы. Женские ядра остаются каждое в своей клетке, а мужскими инфузории обмениваются. При обмене происходит слияние женского и мужского пронуклеусов и образуется новое ядро, делящееся ещё на два. Они и становятся новыми большим и малым ядрами.

Возможности изучения

Рассказ про инфузорию-туфельку можно услышать ещё в школе, но как именно исследователи изучали крохотный организм, знают не все. На самом деле в наблюдении за ним нет ничего сложно, кроме того, размер в десятые миллиметра является довольно большим для простейших. Всё это означает, что исследования можно провести даже в домашних условиях, но сначала для этого нужно развести культуру инфузорий.

Поскольку туфельки присутствуют во всех водоёмах, вода берётся из этих источников. Для чистоты эксперимента нужно взять три стеклянные ёмкости и в одну из них положить разлагающиеся веточки и листья, в другую — живые растения, в третью — ил со дна. Все материалы берутся из водоёма, оттуда же добывается и жидкость и заливается в банки.

Если при этом видны веретеновидные тела, перемещающиеся быстро и плавно и вращающиеся вокруг своей оси, значит, получилось развести туфелек. Если в капле присутствует кусочек зелени или бактериальная плёнка, сразу множество инфузорий будет скапливаться вокруг пищи.

Для ускорения процесса размножения инфузорий нужно поместить их в благоприятную среду

Отделить туфелек от других животных несложно. Обычно они двигаются намного быстрее остальных организмов, этим и нужно воспользоваться. Для этого каплю, в которой есть несколько типов существ, помещают на стекло и ставят в хорошо освещённое место. Рядом с ней приливают небольшое количество свежей воды и проводят зубочисткой линию от одной жидкости к другой так, чтобы получился тонкий водяной мостик, соединяющий две среды. Инфузории быстро пройдут расстояние и окажутся в новой капле.

Бывает, что не удаётся рассмотреть ничего живого в воде, в таком случае можно добавить в ёмкость несколько капель кипячёного молока и подождать ещё два дня. Спустя это время можно ещё раз попытаться изучить развившиеся организмы.

• на высушенную банановую кожуру;
• на листья салата;
• в молоко;
• в настой сена.

Разведённые таким образом организмы могут использоваться для наблюдения за ними в исследовательских целях либо приносить практическую пользу. Поскольку инфузории — естественные санитары пресных вод, они могут дезинфицировать жидкость в аквариумах с рыбами, а также служить кормом для мальков.

Таким образом, инфузории-туфельки — это удивительные организмы, обладающие уникальными особенностями (например, половым процессом без размножения), они могут быть изучены даже в домашних условиях.

Источник