Тема 2. ОДНОКЛІТИННІ ОРГАНІЗМИ. ПЕРЕХІД ДО БАГАТОКЛІТИННОСТІ
§16. ТВАРИНОПОДІБНІ ОДНОКЛІТИННІ ОРГАНІЗМИ
Ми розглянемо одноклітинні організми, що за типом живлення схожі на тварин. Вони залишились одноклітинними, але це не завадило їм існувати серед складніших за будовою багатоклітинних істот, і навіть харчуватися ними.
Що є збудником небезпечної хвороби малярії?
Якщо розглянути під мікроскопом; зразки осаду, зібрані з дна водойми, то ми обов’язково побачимо мікроскопічні рухливі одноклітинні безбарвні організми, які набагато
Амеба протей. Тіло амеби являє собою одну клітину до 0,25 мм завдовжки (мал.41, а). Її форма постійно змінюється, завдяки чому клітина повільно рухається. Під час руху на передньому боці клітини утворюються випини, у які поступово перетікає цитоплазма з центральної та задньої частин клітини. Ці випили називаються несправжніми, ніжками.
Мал. 41. Амеба (а): 1 – несправжня ніжка; 2 – ядро; 3 – скоротливе вакуоля;
6 – захоплення їжі несправжніми ніжками; розмноження амеби поділом навпіл (б)
Коли на шляху амеби трапляються скупчення бактерій або дрібні рештки інших організмів, несправжні ніжки повільно оточують їх і замикають у собі. Утворюється травна вакуоля. Травна вакуоля – це органела, у яку з цитоплазми виділяється травний сік, який розкладає складні органічні речовини здобичі на простіші. Продукти травлення всмоктуються з травної вакуолі у цитоплазму і використовуються амебою для синтезу власних органічних речовин та забезпечення клітини енергією. Спосіб живлення амеби називається фагоцитозом.
Фагоцитоз (від грецького “фаген” – їсти, та “цитос” – клітина) – спосіб живлення клітини шляхом активного захоплення часток їжі з подальшим їх перетравленням у цитоплазмі. Саме фагоцитоз називають тваринним способом живлення.
Згодом травна вакуоля з неперетравленими рештками опиняється біля клітинної мембрани, зливається з нею, і неперетравлений вміст вакуолі виводиться назовні.
В клітині амеби під оптичним мікроскопом можна розрізнити також прозору скоротливу вакуолю та ядро. Скоротлива вакуоля періодично заповнюється водою, що містить надлишок солей та непотрібні продукти життєдіяльності, далі різко скорочується і викидає таким чином вміст назовні, тобто регулює кількість води і солей у клітині та здійснює функцію виділення. Розмножується амеба поділом навпіл (мал. 41, б).
Дослідження амеби під електронним мікроскопом показали, що її клітина має не лише клітинну мембрану, ядро, скоротливу та травну вакуолі, але й мітохондрії.
Інфузорія туфелька. Іншим прикладом одноклітинних твариноподібних організмів є інфузорії. Вони також живуть повсюди у прісній воді, а культуру інфузорій легко завести та підтримувати самостійно. Клітини найпоширенішої інфузорії туфельки великі (до 0,2-0,3 мм завдовжки) і помітні навіть без збільшувальних приладів. За формою клітина дійсно нагадує туфельку: спереду клітина звужена, позаду – дещо розширена. На одному боці клітини в інфузорії розташовується заглибина, схожа на кишеньку – це глотка (мал. 42).
Поверхню клітини вкривають біля 15 тис. рухливих джгутиків, які в інфузорій називають війками. Завдяки координованому хвилеподібному руху війок інфузорія за 1 секунду долає відстань у десять разів більшу за її довжину. Клітинна мембрана разом з війками та їх корінцями, розташованими у поверхневому шарі цитоплазми, утворює пружний та гнучкий клітинний покрив. Завдяки цьому покриву клітина зберігає відносно сталу форму.
Війки також вистилають поверхню глотки. Біля отвору глотки війки довші, і їх удари спрямовують усередину невеличкі часточки їжі, які осідають на її дні. Там вони оточуються випинами клітинної мембрани, краї яких з’єднуються, утворюючи травну вакуолю. У травну вакуолю виділяється травний сік – і відбувається розклад складних органічних речовин на прості. Вона переміщується по клітині, прості поживні речовини всмоктуються у цитоплазму, а неперетравлені рештки виводяться назовні поблизу заднього кінця клітини. Таким чином, хоча у інфузорії травні вакуолі утворюються в глотці, сам спосіб живлення схожий зі способом живлення амеби, і також є фагоцитозом.
Мал. 42. Інфузорія
У передній та задній частинах клітини знаходиться по одній скоротливій вакуолі, які оточені зірчасто розташованими водозбираючими канальцями. Крім того, під оптичним мікроскопом у центрі клітини можна розрізнити два ядра – велике і мале. Велике ядро керує роботою клітини, а мале ядро відповідає за статевий процес та утворення великого ядра.
Розмножуються інфузорії поділом клітини навпіл. Крім того, у інфузорій існує і статевий процес. При статевому процесі дві інфузорії з’єднуються черевними боками, цитоплазми клітин у зоні контакту зливаються. Далі великі ядра руйнуються, а малі в особливий спосіб діляться. Внаслідок такого поділу в кожній клітині утворюється два ядра. Потім одне з ядер кожної клітини переходить в іншу клітину, де зливається з тим ядром, що залишилось, і клітини роз’єднуються. Ядро, що утворилося внаслідок злиття, ділиться, утворюючи в клітині нові ядра – мале і велике. Таким чином, при статевому процесі внаслідок обміну ядрами між клітинами інфузорій здійснюється обмін спадковою інформацією.
Статевий пронос – процес обміну спадковою інформацією між двома особинами. При статевому процесі зазвичай послідовно відбувається часткове або повне злиття клітин, злиття ядер та обмін ділянками ДНК двох різних особин. Це має велике значення для еволюції.
Комірцеві джгутиконосці. У морях та прісних водоймах численною є група одноклітинних твариноподібних організмів, у яких клітина на верхньому боці утворює комірець, з якого виходить довгий джгутик (мал. 43). Це комірцеві джгутиконосці. За допомогою джгутика клітина спрямовує до своєї поверхні потік води, що несе часточки їжі – відмерлі органічні речовини та бактерії. Коли їжа потрапляє на клітинну мембрану, її оточує коротка несправжня ніжка.
Вона втягує здобич у клітину. Утворюється травна вакуоля, де і відбувається процесс травлення. Комірцеві джгутиконосці вважаються найближчими ймовірними родичами багатоклітинних тварин, зокрема губок.
Паразитичні одноклітинні твариноподібні організми. Чимало одноклітинних твариноподібних організмів пристосувались до життя в інших організмах. Деякі з них здатні живитись за рахунок хазяїна, завдаючи йому шкоди.
Дизентерія – небезпечна хвороба, збудником якої є дизентерійна амеба, яка може жити у кишечнику людини.
Зазвичай вона не завдає шкоди людині, оскільки харчується бактеріями. Але інколи дизентерійна амеба пошкоджує стінки кишечника, і, живлячись клітинами крові, починає дуже швидко ділитися, спричинюючи кривавий пронос. Із калом клітини дизентерійної амеби виводяться назовні. Здорова людина заражується дизентерійною амебою тоді, коли споживає їжу, що містить спочиваючі клітини паразита. Прості правила гігієни – миття рук після відвідування туалету та перед споживанням їжі – дозволяють уникнути зараження дизентерійною амебою.
Малярія – дуже небезпечна хвороба, поширена у країнах з теплим та вологим кліматом. Її збудником є малярійний плазмодій (мал. 44).
Мал. 43. Комірцевий джгутиконосець
Мал. 44. Малярійний комар анофелес (а) та малярійний плазмодій, що виходить зі зруйнованих червоних кров’яних тілець (б)
Він розвивається в клітинах печінки та крові, спричиняючи їх руйнування. Переносником паразита є малярійний комар: при укусі хворої на малярію людини малярійний плазмодій потрапляє у тіло комара, там розмножується, і при повторному укусі зі слиною комара передається здоровій людині.
ВИСНОВКИ
1. Одноклітинних еукаріот, що живляться шляхом фагоцитозу, називають одноклітинними твариноподібними організмами.
2. Різні групи одноклітинних твариноподібних організмів (зокрема амеби, інфузорії, комірцеві джгутиконосці) відрізняються будовою клітин, рухливістю, способами розмноження.
3. Серед твариноподібних одноклітинних еукаріот є збудники небезпечних хвороб людини (наприклад, дизентерійна амеба та малярійний плазмодій).
ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ
Несправжні ніжки, травна вакуоля, фагоцитоз, скоротлива вакуоля, статевий процес, дизентерія, малярія.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1. Що таке фагоцитоз?
2. Яка хвороба, що спричинюється одноклітинними твариноподібними організмами, є “хворобою брудних рук”?
3. Які паразитичні одноклітинні твариноподібні організми розповсюджуються кровосисними комахами, зокрема комарами?
Заповніть таблицю в зошиті, поставивши проти вказаної ознаки “так” або “ні” у стовпчиках, що стосуються відповідних організмів.
№ Ознаки | Ознака | Амеби | Інфузорії | Комірцеві Джгутиконосці |
1 | Мають комірець | НІ | НІ | Так |
2 | Мають глотку | |||
3 | Мають травні вакуолі | |||
4 | Активно рухаються | |||
5 | Мають один джгутик | |||
6 | Мають війки | |||
7 | Мають несправжні ніжки | |||
А | Зберігають сталу форму клітини | |||
9 | Мають одне ядро | |||
10 | Мають два ядра | |||
11 | Живляться завдяки фагоцитозу | |||
ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ
Про одноклітинні твариноподібні організми, що “мріяли” стати автотрофами
“Винахід” тваринного способу живлення – фагоцитозу – відкрив одноклітинним організмам дорогу до хижацтва, якого раніше не існувало. Проте активний спосіб добування їжі вимагав більших затрат енергії: кому – на пересування, кому – на забезпечення роботи війок чи джгутиків. Потреби у їжі зростали, а з ними зростав ризик загибелі від голоду у випадку невдалого полювання. Тому в усіх групах одноклітинних твариноподібних організмів з’являлись “винахідники”, що запасалися “страховим полісом” від голодної смерті: вони захоплювали автотрофних симбіонтів.
Так, прісноводна амеба пеломікса з’їдає, але не перетравлює одноклітинних ціанопрокаріот. Вони зберігаються у цитоплазмі амеби і отримують від неї вуглекислий газ та захист. Натомість ціанопрокаріот “віддає” хазяїну частину своїх продуктів фотосинтезу. Завдяки такому симбіонту, амеба може виживати у воді, де практично немає необхідних для її живлення органічних речовин.
У такий же спосіб страхують себе від нестачі їжі променяки – досить великі морські одноклітинні організми, що мешкають у товщі води. За допомогою несправжніх ніжок променяки уловлюють бактерїї та дрібні органічні рештки і перетравлюють їх у травних вакуолях. Проте, якщо здобиччю стає водорість, то променяк зберігав її у цитоплазмі. Водорість забезпечує променяка киснем, а променяк надає водорості притулок та їжу – вуглекислий газ. Якщо ж променяк починає голодувати, то він перетравлює деяку частину водоростевих клітин.
Навіть інфузорії часто захоплюють і зберігають у цитоплазм водоростеві клітини. Інфузорій, що мають автотрофних симбіонтів, удавалося вирощувати на світлі взагалі без їжі: всі необхідні органічні речовини інфузорія отримувала від водоростей (мал. 45).
Мал. 45. Інфузорія-сурмач із клітинами симбіотичних хлорел
(1 votes, average: 5,00 out of 5)