Способ передвижения простейших жгутики

Движения простейших

Движения простейших отличаются большим разнообразием, причем в этом типе простейших животных встречаются способы локомоции, которые совершенно отсутствуют у многоклеточных животных. Это своеобразный способ передвижения амеб при помощи «переливания» плазмы из одного участка тела в другой. Другие представители простейших, грегарины, передвигаются своеобразным «реактивным» способом — путем выделения из заднего конца тела слизи, «толкающей» животное вперед. Существуют и простейшие, пассивно парящие в воде.

Однако большинство простейших передвигаются активно с помощью особых структур, производящих ритмичные движения, — жгутиков или ресничек. Эти эффекторы представляют собой плазматические выросты, совершающие колебательные, вращательные или волнообразные движения. Жгутиками, длинными волосовидными выростами обладают уже упомянутые примитивные простейшие, получившие свое название благодаря этому образованию. С помощью жгутиков тело животного (например, эвглены) приводится в спиралевидное поступательное движение. Некоторые морские жгутиковые, по данным норвежского ученого И. Трондсена, вращаются при движении вокруг оси со скоростью до 10 оборотов в секунду, а скорость поступательного движения может достигнуть 370 микрон в секунду. Другие морские жгутиковые (из числа динофлягеллят) развивают скорость от 14 до 120 микрон в секунду и больше. Более сложным эффекторным аппаратом являются реснички, покрывающие в большом числе тело инфузории. Как правило, реснитчатый покров располагается неравномерно, реснички достигают на разных участках тела различной длины, образуют кольцевидные уплотнения (мембранеллы) и т. п.

Примером такой сложной дифференциации могут служить инфузории из рода стилонихия. Своеобразные органеллы этих животных позволяют им не только плавать, но и «бегать» по твердому субстрату, причем как вперед, так и назад. Установлено, что координация этих способов и направлений локомоции, как и их «переключение», осуществляется специальными механизмами, локализованными в трех центрах и двух осях градиентов возбуждения в цитоплазме.

Жгутики и реснички приводятся в движение сокращениями миофибрилл, которые образуют волоконца, мионемы, соответствующие мышцам многоклеточных животных. У большинства простейших они являются основным двигательным аппаратом, причем имеются они даже у наиболее примитивных представителей типа жгутиковых. Мионемы располагаются в строгом порядке, чаще всего в виде колец, продольных нитей или лент, а у высших представителей и в виде специализированных систем. Так, у инфузории Caloscolex имеются специальные системы мионем околоротовых мембранелл, глотки, задней кишки, ряд ретракторов отдельных участков тела и т. д.

Интересно отметить, что, как правило, мионемы имеют гомогенную структуру, что отвечает гладкой мускулатуре многоклеточных животных, однако иногда встречаются и поперечно исчерченные мионемы, сопоставимые с поперечно-полосатой мускулатурой высших животных. Все сократительные волоконца служат для выполнения быстрых движений отдельных эффекторов (у простейших — игловидных выростов, щупальцевидных образований и т. п.). Сложные системы мионем позволяют простейшим производить не только простые сократительные движения тела, но и достаточно разнообразные специализированные локомоторные и нелокомоторные движения.

У тех простейших, у которых нет мионем (у амеб, корненожек, споровиков, за одним исключением, и некоторых других простейших), сократительные движения совершаются непосредственно в цитоплазме. Так, при передвижении амебы в наружном слое цитоплазмы, в эктоплазме, происходят подлинные сократительные процессы. Удалось даже установить, что эти явления имеют место всякий раз в «задней» (по отношению к направлению передвижения) части тела амебы.

Таким образом, еще даже до появления специальных эффекторов перемещение животного в пространстве совершается путем сокращений. Именно сократительная функция, носителем которой являются у простейших мионемы, а у многоклеточных мышцы, обеспечивала все разнообразие и всю сложность двигательной активности животных на всех этапах филогенеза.

Читайте также

Движения и образ жизни

Движения и образ жизни Теперь мы обратимся к краткому рассмотрению своеобразного полета и вообще движений, питания, постройки гнезд и других привычек колибри. Здесь мы можем сослаться на наблюдения новейших исследователей, произведенные над колибри на их родине.

О водорослях и простейших

О водорослях и простейших В мире микроорганизмов мы можем наблюдать ряд признаков, характерных и для высших организмов. Мы уже знаем, что некоторые грибы по размерам относятся к микроорганизмам, а другие видны невооруженным глазом (например, шляпочные лесные грибы). Тем

§ 2. Тропизмы и таксисы простейших

§ 2. Тропизмы и таксисы простейших Относительно небольшие размеры простейших дают возможность непосредственно использовать рецепторный аппарат мембраны для быстрого изменения поведения. Размер большинства простейших обычно не превышает нескольких миллиметров (рис.

В чем состоит главное отличие движения Венеры и Урана от движения остальных планет?

В чем состоит главное отличие движения Венеры и Урана от движения остальных планет? Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении – в том же, в котором вращается вокруг своей оси Солнце. В этом же направлении вращаются почти все планеты и вокруг собственных

ДВИЖЕНИЯ

ДВИЖЕНИЯ Только при наличии хорошего ходового аппарата и выносливости можно использовать физиологические способности собаки для той или иной цели. Движение собаки — ее манеру и легкость движения — очень часто недооценивают при экспертизе, предпочитая судить о

Движения

Движения Когда щенкам два — три дня от роду можно заметить, что они уже достаточно сильные, живые и могут ползать, продвигаясь вперед неуверенными толчками. Сначала они ползают медленно, качаясь и бросая голову из стороны в сторону, как бы стараясь удержать

9.2. Движения растений

9.2. Движения растений Обычно растения движутся путем роста.[181] Этот факт легче осознать, когда видишь их в ускоренной киносъемке: ростки вытягиваются и изгибаются к свету; разветвления корней устремляются вниз, в почву, а верхушки усиков и ползучих стеблей выбрасывают в

Движения

Движения Когда щенкам два — три дня от роду можно заметить, что они уже достаточно сильные, живые и могут ползать, продвигаясь вперед неуверенными толчками. Сначала они ползают медленно, качаясь и бросая голову из стороны в сторону, как бы стараясь удержать

Глава 15 Привычные движения

Глава 15 Привычные движения В действиях кролика, который, выписывая зигзаги, мчится в темноте ночи к своему дому, и маленького мальчика, играющего наизусть музыкальную пьесу, есть что-то общее, и это нечто большее, нежели просто удовлетворение при достижении цели. Оба они

Инстинктивные движения

Инстинктивные движения Стабильные, жесткие инстинктивные движения появляются в раннем постнатальном онтогенезе в настолько «готовом» виде, что долгое время считалось, что они совершенно не развиваются и не нуждаются в индивидуальном упражнении. На самом деле, как мы

Пластичность поведения простейших

Пластичность поведения простейших Как мы видим, и в моторной и в сенсорной сфере поведение достигает у ряда видов простейших известной сложности. Достаточно указать на фобическую реакцию (реакцию испуга) туфельки в вышеописанном примере клинотаксиса: наткнувшись на

Движения

Движения Кольчатые черви обитают в морях и пресноводных водоемах, но некоторые ведут и наземный образ жизни, передвигаясь ползком по субстрату или роясь в рыхлом грунте. Морские черви отчасти пассивно носятся течениями воды как составная часть планктона, но основная

Движения

Движения Огромное разнообразие «экологических ниш», занимаемых насекомыми и другими членистоногими, обусловило, естественно, развитие весьма различных форм приспособления в области строения и поведения этих животных. Наиболее существенным и характерным для эволюции

2. Система органов движения

2. Система органов движения Система органов движения служит для перемещения отдельных частей тела в отношении друг друга и всего организма в пространстве.Систему органов движения образуют костный и мускульный аппараты движения.Костный аппарат движения. Органами

Движения глаз во сне?

Движения глаз во сне? То ли дело быстрые движения глаз! Нет сомнения, что они означают «смотрение» снов. Как это доказать? В ходе экспериментов Клейтман и Демент научились по рассказам о сновидениях, предшествующих пробуждению, угадывать, какие движения глаз можно ожидать

Источник

Органоиды движения: функции и строение, особенности движения простейших

Клетки могут перемещаться при помощи специализированных органоидов, к которым относятся реснички и жгутики. Реснички клеток всегда многочисленны (у простейших их количество исчисляется сотнями и тысячами), а длина составляет 10-15мкм. Жгутиков же чаще всего 1-8, длина их — 20-50мкм.

Строение и функции органоидов движения

Строение ресничек и жгутиков, как у растительных, так и животных клеток сходно. Под электронным микроскопом обнаружено, что реснички и жгутики это немембранные органоиды, состоящие из микротрубочек. Две из них располагаются в центре, а вокруг них по периферии лежат еще 9 пар микротрубочек. Вся эта структура покрыта цитоплазматической мембраной, являющейся продолжением клеточной мембраны.

Жгутики и реснички обеспечивают не только передвижение клеток в пространстве, но и перемещение различных веществ на поверхности клеток, а также попадание пищевых частиц в клетку. У основания ресничек и жгутиков находятся базальные тельца, которые тоже состоят из микротрубочек.

Предполагают, что базальные тельца являются центром формирования микротрубочек жгутиков и ресничек. Базальные тельца, в свою очередь, нередко происходят из клеточного центра.

Большое количество одноклеточных организмов и некоторые клетки многоклеточных не имеют специальных органоидов движения и передвигаются при помощи псевдоподий (ложноножек), которое получило название амебоидного. В основе его лежит движение молекул особых белков, называемых сократимыми.

Особенности движения простейших

Одноклеточные организмы также способны передвигаться (инфузория туфелька, эвглена зеленая, амеба обыкновенная). Для перемещения в толще воды каждая особь наделена специфическими органоидами. У простейших такими органоидами являются реснички, жгутики, ложноножки.

Эвглена зелёная

Эвглена зелёная — представитель простейших из класса жгутиковых. Тело эвглены веретенообразной формы, удлиненное с заостренным концом. Органоиды движения эвглены зеленой представлены жгутиком, который находится на тупом конце. Жгутики — это тонкие выросты тела, число которых варьирует от одного до десятков.

Механизм движения при помощи жгутика отличается у разных видов. В основном это вращение в виде конуса, вершина которого обращена к телу. Перемещение наиболее эффективно при достижении углом вершины конуса 45°. Скорость колеблется в пределах от 10 до 40 оборотов за секунду. Часто наблюдается помимо вращательного движения жгутика, также его волнообразные покачивания.

Такой характер движения свойствен для одножгутиковых видов. У многожгутиковых нередко жгутики располагаются в одной плоскости и не формируют конуса вращения.

Микроскопическое строение жгутиков довольно сложное. Они окружены тонкой оболочкой, которая является продолжением наружного слоя эктоплазмы — пелликулы. Внутреннее пространство жгутика заполнено цитоплазмой и продольно расположенными нитями — фибриллами.

Периферически расположенные фибриллы отвечают за осуществление движения, а центральные выполняют опорную функцию.

Инфузория туфелька

Передвигается инфузория туфелька за счет ресничек, осуществляя ими волнообразные движения. Направляется вперед тупым концом.

Реснички двигаются в одной плоскости и делают прямой удар после полного выпрямления, а возвратный — в выгнутом положении. Удары идут последовательно один за другим с небольшой задержкой. Во время плаванья, инфузория осуществляет вращательные движения вокруг продольной оси.

Реснички инфузории туфельки

Перемещается туфелька со скоростью до 2,5мм/c. Направленность меняется за счёт перегибов тела. Если на пути будет преграда, то после столкновения инфузория начинает двигаться в противоположную сторону.

Все реснички инфузорииимеют сходное строение с жгутиками эвглены зеленой. Ресничка у основания образует базальное зерно, которое играет важную роль в механизме движения организма.

У некоторых инфузорий реснички соединяются между собой и таким образом позволяют развить большую скорость.

Инфузории относятся к высокоорганизованным простейшим и свою двигательную активность они осуществляют с помощью сокращений. Форма тела простейшего может меняться, а после возвращаться в прежнее состояние. Быстрые сократительные движения возможны благодаря наличию особых волокон — мионем.

Амеба обыкновенная

Амеба — простейшее довольно крупных размеров (до 0,5мм). Форма тела полиподиальная, обусловлена наличием множественных псевдоподий — это выросты с внутренней циркуляцией цитоплазмы.

У амебы обыкновенной псевдоподии еще называют ложноножками. Направляя ложноножки в разные стороны, амёба развивает скорость в 0,2 мм/минуту.

К органоидам движения простейших не относятся цитоплазма, ядро, вакуоли, рибосомы, лизосомы, ЭПР, Аппарат Гольджи.

Источник

Жгутики

Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиеся органами движения бактериальной клетки [2] [3] .

Содержание:

Жгутики – это необязательный структурный компонент бактериальной клетки. Они могут быть удалены без нарушения метаболизма клетки [2] [3] . Первые сведения о наличии жгутиков у бактерии сообщил в 1838 году немецкий естествоиспытатель Г. Эренбер. В 1897 году немецкий ботаник В. Мигула дал их морфологическое описание [3] . Жгутики у бактерий видны только в электронном микроскопе. В световом микроскопе, без специальной обработки отдельные жгутики увидеть нельзя [1] . В процессе окрашивания бактерий по Граму жгутики не видны [2] .

Типы жгутикования у бактерий

1. Монотрих; 2. Лофотрих; 3. Амфитрих; 4. Перитрих [1] .

Типы бактерий в зависимости от расположения и числа жгутиков

В зависимости от расположения и числа жгутиков на поверхности клетки различают следующие типы бактерий:

• монотрихи – имеют только один жгутик (род Caulobacter и род Vibrio);
• лофотрихи – имеют на одном или на обоих полюсах клетки пучок жгутиков (род Pseudomonas);
• амфитрихи – имеют по одному жгутику на обоих полюсах клетки (род Spirillum);
• перитрихи – имеется большое количество жгутиков, располагающихся по всей поверхности клетки (род Erwinia) [1] .

Структура жгутика

Электронно-микроскопические исследования выявляют сложную структурную организацию жгутиков [3] .

Жгутик состоит из трех частей: нити, крюка, базального тельца [1] .

Жгутик закреплен в цитоплазматической мембране и клеточной стенке с помощью базального тельца. В структуру последнего входит стержень и кольца [1] .

Количество колец базального тельца у грамотрицательных и грамположительных бактерий различно [1] .

L и P – наружная пара колец. S и M – внутренняя пара колец [1] .

Кольца жгутика грамотрицательных бактерий закреплены в разных местах:

• L-кольцо – в наружной мембране клеточной стенки;
• P-кольцо – в пептидогликановом слое клеточной стенки;
• S-кольцо – в периплазматическом пространстве клеточной стенки;
• M-кольцо – в цитоплазматической мембране[1] .

Жгутики грамположительных бактерии характеризуются базальным тельцем более простого строения. В данном случае оно состоит только из внутренней пары колец – S и M, размещенных в цитоплазматической мембране и клеточной стенке [1] .

Структура жгутика грамотрицательных бактерий

1. Нить; 2. Крюк; 3. Базальное тельце:

Химический состав жгутиков

Химический состав жгутиков однообразен. Они состоят из белка флагеллина (от латинского «flagellum» – жгутик) с молекулярной массой 25000–60000. В аминокислотном составе данного белка преобладают глутаминовая и аспарагиновая аминокислоты. Количество ароматических аминокислот в флагеллине незначительно. Триптофан, цистеин и цистин содержаться в следовых количествах или совсем отсутствуют [3] .

Движение бактерий при помощи жгутиков

Как указывалось ранее, жгутики являются органами движения бактерий. Характер движения определяется особенностью расположения жгутиков:

• монотрихи – движутся по прямой линии;
• перитрихи – беспорядочно и с кувырканием [3] .

Скорость движения бактерий при помощи жгутиков различна. Большинство подвижных форм бактерий за одну секунду проходят расстояние, близкое размерам их тел. Самой подвижной бактерией считается холерный вибрион. При длине тела в 2 мкм, он проходит за одну секунду до 30 мкм [3] .

Работа бактериального жгутика подобна работе корабельного винта. Если у клетки много жгутиков, то при передвижении они собираются в пучок, образующий своеобразный пропеллер. Пучок жгутиков быстро вращается против часовой стрелки, создавая силу, заставляющую бактерию двигаться почти прямолинейно. После того, как направление вращения жгутиков изменяется, пучок жгутиков расплетается, клетка останавливается и начинает хаотически вращаться и менять ориентацию. В момент, когда все жгутики снова начнут вращаться синхронно против часовой стрелки, образуя пропеллер, направление поступательного движения бактериальной клетки изменится [1] .

Поскольку у грамположительных бактерий отсутствует наружная пара колец, то считается, что для вращения жгутиков достаточно только внутренней пары колец (S и M). Данные кольца, соединенные с вращающимся стержнем, выступающим наружу, образуют своеобразный электромотор, обеспечивающий движение жгутика [1] .

В качестве источника энергии для вращения жгутиков используется протодвижущая сила, возникающая в цитоплазматической мембране. Происходит это следующим образом. На внешней стороне (периферии) кольца M расположены белки MotB. В участок цитоплазматической мембраны, примыкающей к краям колец M и S, встроены белки MotA [1] .

Вращающий момент возникает за счет взаимодействия субъединиц белка MotB с белковыми субъединицами MotA. В белковых субъединицах MotA имеются два протонных полуканала. Через них переносятся протоны из периплазматического пространства клеточной стенки в цитоплазму бактерий. В результате переноса протонов через белки MotА и MotВ происходит вращение кольца М. Один полный оборот данного кольца происходит при переносе через мембрану около 1000 протонов [1] .

Источник