Животные, как и все организмы, находятся на разных уровнях организации. Одним из них является клеточный, а его типичным представителей - амеба протей. Особенности ее строения и жизнедеятельности рассмотрим далее подробнее.
Подцарство Одноклеточные
Несмотря на то, что эта систематическая группа объединяет самых примитивных животных, ее видовое разнообразие уже достигает 70 видов. С одной стороны, это действительно наиболее просто устроенные представители животного мира. С другой - это просто уникальные структуры. Только представьте: одна, порой микроскопическая, клетка способна осуществлять все жизненно важные процессы: дыхания, передвижения, размножения. Амеба протей (фото демонстрирует ее изображение под световым микроскопом) является типичным представителем подцарства Простейшие. Ее размеры едва достигают 20 мкм.
Амеба протей: класс простейших животных
Само видовое название этого животного свидетельствует об уровне его организации, поскольку протей означает "простой". Но так ли примитивно это животное? Амеба протей является представителем класса организмов, которые передвигаются при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Подобным образом передвигаются и бесцветные клетки крови, формирующие иммунитет человека. Они называются лейкоциты. Их характерное движение так и называется - амебоидным.
В какой среде обитает амеба протей
Обитающая в загрязненных водоемах амеба протей никакого вреда никому ни приносит. Эта среда обитания является наиболее подходящей, поскольку в ней простейшее занимает свою важную роль в цепи питания.
Особенности строения
Амеба протей является представителем класса, а точнее подцарства Одноклеточных. Ее размер едва достигает 0,05 мм. Невооруженным глазом ее можно увидеть в виде едва заметного желеобразного комочка. А вот все основные органеллы клетки будут заметны только под световым микроскопом на большом увеличении.
Поверхностный аппарат клетки амебы протей представлен которая обладает прекрасной эластичностью. Внутри находится полужидкое содержимое - цитоплазма. Она все время передвигается, обусловливая образование ложноножек. Амеба - эукариотическое животное. Это означает, что ее генетический материал заключен в ядре.
Движение простейших
Как передвигается амеба протей? Это происходит при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Она передвигается, образуя выпячивание. А потом цитоплазма плавно перетекает внутрь клетки. Ложноножки втягиваются и образуются в другом месте. По этой причине амеба протей не имеет постоянной формы тела.
Питание
Амеба протей способна к фаго- и пиноцитозу. Это процессы поглощения клеткой твердых частиц и жидкостей соответственно. Она питается микроскопическими водорослями, бактериями и себе подобными простейшими организмами. Амеба протей (фото ниже демонстрирует процесс захватывания пищи) окружает их своими ложноножками. Далее пища оказывается внутри клетки. Вокруг нее начинает формироваться пищеварительная вакуоль. Благодаря пищеварительным ферментам частицы расщепляются, усваиваются организмом, а непереваренные остатки удаляются через мембрану. Путем фагоцитоза лейкоциты крови уничтожают болезнетворные частицы, каждый миг проникающие в организм человека и животных. Если бы эти клетки не защищали таким образом организмы, жизнь была бы практически невозможна.
Кроме специализированных органелл питания, в цитоплазме могут находиться и включения. Это непостоянные клеточные структуры. Они накапливаются в цитоплазме, когда для этого есть необходимые условия. И расходуются, когда в этом возникает жизненная необходимость. Это зерна крахмала и капельки липидов.
Дыхание
Амеба протей, как и все одноклеточные организмы, не имеет специализированных органелл для осуществления процесса дыхания. Она использует кислород, растворенный в воде или другой жидкости, если речь идет об амебах, обитающих в других организмах. Газообмен происходит через поверхностный аппарат амебы. Клеточная мембрана является проницаемой для кислорода и углекислого газа.
Размножение
Для амебы характерно А именно деление клетки надвое. Осуществляется этот процесс только в теплое время года. Он происходит в несколько этапов. Сначала делится ядро. Оно растягивается, разделяется при помощи перетяжки. В результате из одного ядра образуется два идентичных. Цитоплазма между ними разрывается. Ее участки обосабливаются вокруг ядер, образуя две новые клетки. оказывается в одной из них, а в другой ее формирование происходит заново. Деление происходит при помощи митоза, поэтому дочерние клетки являются точной копией материнских. Процесс размножения амебы происходит достаточно интенсивно: несколько раз в сутки. Так что продолжительность жизни каждой особи совсем невелика.
Регуляция давления
Большинство амеб обитают в водной среде. В ней растворено определенное количество солей. Гораздо меньше этого вещества в цитоплазме простейшего. Поэтому вода должна поступать из области с большей концентрацией вещества в противоположную. Таковы законы физики. При этом тело амебы должно было бы лопнуть от переизбытка влаги. Но этого не происходит благодаря действию специализированных сократительных вакуолей. Они удаляют излишек воды с растворенными в ней солями. При этом они обеспечивают гомеостаз - поддержание постоянства внутренней среды организма.
Что такое циста
Амеба протей, как и другие простейшие, особым образом приспособилась к переживанию неблагоприятных условий. Ее клетка перестает питаться, интенсивность всех процессов жизнедеятельности уменьшается, обмен веществ приостанавливается. Амеба перестает делиться. Она покрывается плотной оболочкой и в таком виде переносит неблагоприятный период любой продолжительности. Это периодически происходит каждую осень, а с наступлением тепла одноклеточный организм начинает интенсивно дышать, питаться и размножаться. То же самое может происходить и в теплое время года с наступлением засухи. Образование цист имеет еще одно значение. Оно заключается в том, что в таком состоянии амеб переносит ветер на значительные расстояния, расселяя данный биологический вид.
Раздражимость
Конечно же, о нервной системе у этих простейших одноклеточных речи не идет, ведь организм их состоит всего лишь из одной клетки. Однако это свойство всех живых организмов у амебы протей проявляется в форме таксисов. Этот термин означает ответную реакцию на действие раздражителей различного рода. Они могут быть положительными. Например, амеба четко движется по направлению к пищевым объектам. Это явление по сути можно сравнить с рефлексами животных. Примерами отрицательных таксисов является движение амебы протей от яркого света, из области повышенной солености или механических раздражителей. Эта способность прежде всего имеет защитное значение.
Итак, амеба протей является типичным представителем подцарства Простейшие или Одноклеточные. Эта группа животных является наиболее примитивно устроенной. Их тело состоит из одной клетки, однако она способна выполнять функции целого организма: дышать, питаться, размножаться, двигаться, реагировать на раздражения и неблагоприятные условия окружающей среды. Амеба протей является частью экосистем пресных и соленых водоемов, но способна обитать и в других организмах. В природе она является участником круговорота веществ и важнейшим звеном в цепи питания, являясь основой планктона многих водоемов.
Амеба-протей — это одноклеточное животное, сочетающий в себе функции клетки и самостоятельного организма. Внешне обыкновенная амеба напоминает маленький студенистый комочек размером всего 0,5 мм, постоянно меняющий свою форму из за того, что амеба постоянно образует выросты — так называемые ложноножки, и как бы перетекает с места на место.
За такую изменчивость формы тела амебе обыкновенной и дали имя древнегреческого бога Протея, который умел изменять свой облик.
Строение амебы
Организм амебы состоит из одной клетки, и содержит цитоплазму, окруженную цитоплазматической мембраной. В цитоплазме находится ядро и вакуоли — сократительная вакуоль, выполняющая функции органа выделения, и пищеварительная вакуоль, служащая для переваривания пищи. Наружный слой цитоплазмы амебы более плотный и прозрачный, внутренний — более текучий и зернистый.
Амеба протей живет на дне небольших пресных водоемов — в прудах, лужах, канавах с водой.
Питание амебы
Питается амеба обыкновенная другими одноклеточными животными и водорослями, бактериями, микроскопическими остатками умерших животных и растений. Перетекая по дну, амеба наталкивается на добычу, и обволакивает ее со всех сторон с помощью ложноножек. При этом вокруг добычи образуется пищеварительная вакуоль, в которую из цитоплазмы начинают поступать пищеварительные ферменты, благодаря которым пища переваривается и затем всасывается в цитоплазму. Пищеварительная вакуоль перемещается к поверхности клетки в любом месте, и сливается с клеточной оболочкой, после чего открывается наружу, и непереваренные остатки пищи выбрасываются во внешнюю среду. Переваривание пищи в одной пищеварительной вакуоли занимает у амебы протея от 12 часов до 5 дней.
Выделение
В процессе жизнедеятельности любого организма, в том числе и у амебы, образуются вредные вещества, которые должны выводиться наружу. Для этого у амебы обыкновенной имеется сократительная вакуоль, в которую из цитоплазмы постоянно поступают растворенные вредные продукты жизнедеятельности. После того, как сократительная вакуоль наполнится, она перемещается к поверхности клетки и выталкивает содержимое наружу. Этот процесс повторяется постоянно — ведь сократительная вакуоль наполняется за несколько минут. Вместе с вредными веществами в процессе выделения удаляется также избыток воды. У простейших, живущих в пресной воде, концентрация солей в цитоплазме выше, чем во внешней среде, и вода постоянно поступает в клетку. Если лишнюю воду не удалять, клетка просто лопнет. У простейших же, живущих в соленой, морской воде сократительной вакуоли нет, у них вредные вещества удаляются через наружную мембрану.
Дыхание
Амеба дышит растворенным в воде кислородом. Как это происходит и для чего необходимо дыхание? Для того, чтобы существовать, любому живому организму нужна энергия. Если растения получают ее в процессе фотосинтеза, используя энергию солнечного света, то животные получают энергию в результате химических реакций окисления органических веществ, поступивших с пищей. Главным участником этих реакций является кислород. У простейших кислород поступает в цитоплазму через всю поверхность тела и участвует в реакциях окисления, при этом и выделяется необходимая для жизнедеятельности энергия. Кроме энергии, образуется углекислый газ, вода и некоторые другие химические соединения, которые затем выделяются из организма.
Размножение амебы
Амебы размножаются бесполым путем, с помощью деления клетки надвое. При этом сначала делится ядро, затем внутри амебы появляется перетяжка, которая делит амебу на две части, в каждой из которых находится по ядру. Затем по этой перетяжке части амебы разделяются друг от друга. Если условия благоприятные, то амеба делится примерно раз в сутки.
В неблагоприятных условиях, например, при пересыхании водоема, похолодании, изменении химического состава воды, а также осенью амеба превращается в цисту. Тело амебы при этом становится округлым, ложноножки исчезают, и ее поверхность покрывается очень плотной оболочкой, защищающей амебу от высыхания и других неблагоприятных условий. Цисты амебы легко переносятся ветром, и таким образом происходит заселение амебами других водоемов.
Когда условия внешней среды становятся благоприятными, амеба выходит из цисты и начинает вести обычный, активный образ жизни, питаться и размножаться.
Раздражимость
Раздражимость – это свойство всех животных реагировать на различные воздействия (сигналы) внешней среды. У амебы раздражимость проявляется способностью реагировать на свет – амеба уползает от яркого света, а также на механическое раздражение и изменение концентрации соли: амеба уползает в сторону, противоположную от механического раздражителя или от помещенного рядом с ней кристаллика соли.
Амебы, раковинные амебы, фораминиферы
Для корненожек характерны органоиды движения типа лобоподий или ризоподий. Ряд видов образует органическую или минеральную раковинку. Основной способ размножения - бесполое путем митотического деления клетки надвое. У некоторых видов наблюдается чередование бесполого и полового размножения.
К классу Корненожки относятся отряды: 1) Амебы, 2) Раковинные амебы, 3) Фораминиферы.
Отряд Амебы (Amoebina)
рис. 1.
1 - ядро, 2 - эктоплазма, 3 - эндоплазма,
4 - псевдоподия, 5 - пищеварительная
вакуоль, 6 - сократительная вакуоль.
Амеба протей (Amoeba proteus) (рис. 1) обитает в пресных водоемах. Достигает в длину 0,5 мм. Имеет длинные псевдоподии, одно ядро, оформленного клеточного рта и порошицы нет.
рис. 2.
1 - псевдоподии амебы,
2 - пищевые частицы.
Питается бактериями, водорослями, частицами органических веществ и др. Процесс захвата твердых пищевых частиц происходит с помощью псевдоподий и называется фагоцитозом (рис. 2). Вокруг захваченной пищевой частицы формируется фагоцитозная вакуоль, в нее поступают пищеварительные ферменты, после чего она превращается в пищеварительную вакуоль. Процесс поглощения жидких пищевых масс называется пиноцитозом. В этом случае растворы органических веществ попадают в амебу через тонкие каналы, которые образуются в эктоплазме путем впячивания. Формируется пиноцитозная вакуоль, она отшнуровывается от канала, в нее поступают ферменты, и эта пиноцитозная вакуоль также становится пищеварительной вакуолью.
Кроме пищеварительных вакуолей имеется сократительная вакуоль, удаляющая излишки воды из организма амебы.
Размножается путем деления материнской клетки на две дочерних (рис. 3). В основе деления лежит митоз.
рис. 3.
При неблагоприятных условиях амеба инцистируется. Цисты устойчивы к высыханию, низким и высоким температурам, течениями воды и воздушными потоками переносятся на большие расстояния. Попав в благоприятные условия, цисты раскрываются, и из них выходят амебы.
Дизентерийная амеба (Entamoeba histolytica) обитает в толстом кишечнике человека. Может вызывать заболевание - амебиаз. В жизненном цикле дизентерийной амебы выделяют следующие стадии: циста, мелкая вегетативная форма, крупная вегетативная форма, тканевая форма. Инвазионной (заражающей) стадией является циста. Циста попадает в организм человека перорально вместе с пищей или водой. В кишечнике человека из цист выходят амебы, имеющие небольшие размеры (7-15 мкм), питающиеся в основном бактериями, размножающиеся и не вызывающие заболевания у человека. Это - мелкая вегетативная форма (рис. 4). При попадании в нижние отделы толстого кишечника она инцистируется. Выделяющиеся с фекалиями цисты могут попасть в воду или почву, далее - на пищевые продукты. Явление, при котором дизентерийная амеба живет в кишечнике, не причиняя вреда хозяину, называется цистоносительством.
рис. 4.
А - мелкая вегетативная форма,
Б - крупная вегетативная форма
(эритрофаг): 1 - ядро,
2 - фагоцитированные эритроциты.
Лабораторная диагностика амебиаза - изучение под микроскопом мазков фекалий. В острый период болезни в мазке обнаруживаются крупные вегетативные формы (эритрофаги) (рис. 4), при хронической форме или цистоносительстве - цисты.
Механическими переносчиками цист дизентерийных амеб являются мухи, тараканы.
Кишечная амеба (Entamoeba coli) обитает в просвете толстого кишечника. Кишечная амеба питается бактериями, остатками растительной и животной пищи, не причиняя хозяину никакого вреда. Никогда не заглатывает эритроциты, даже если они находятся в кишечнике в больших количествах. В нижнем отделе толстого кишечника образует цисты. В отличие от четырехядерных цист дизентерийной амебы, цисты кишечной амебы имеют восемь или два ядра.
рис. 5.
А - арцелла (Arcella sp.),
Б - диффлюгия (Difflugia sp.).
Отряд Раковинные амебы (Testacea)
Представители этого отряда - пресноводные бентосные организмы, некоторые виды обитают в почве. Имеют раковинку, размеры которой варьируют от 50 до 150 мкм (рис. 5). Раковинка может быть: а) органической («хитиноидной»), б) из кремниевых пластинок, в) инкрустированной песчинками. Размножаются делением клетки надвое. При этом одна дочерняя клетка остается в материнской раковинке, другая строит себе новую. Ведут только свободный образ жизни.
Отряд Фораминиферы (Foraminifera)
рис. 6.
А - планктонная фораминифера глобигерина
(Globigerina sp.), Б - многокамерная известковая
раковинка эльфидиума (Elphidium sp.).
Фораминиферы обитают в морских водоемах, входят в состав бентоса, за исключением семейств Глобигерины (рис. 6А) и Глобороталиды, ведущих планктонный образ жизни. Фораминиферы имеют раковины, размеры которых варьируются от 20 мкм до 5-6 см, у ископаемых видов фораминифер - до 16 см (нуммулиты). Раковины бывают: а) известковыми (наиболее распространенные), б) органические из псевдохитина, в) органические, инкрустированные песчинками. Известковые раковины могут быть однокамерными или многокамерными с устьем (рис. 6Б). Перегородки между камерами пронизаны отверстиями. Очень длинные и тонкие ризоподии выходят как через устье раковины, так и через многочисленные поры, пронизывающие ее стенки. У некоторых видов стенка раковины не имеет пор. Число ядер - от одного до множества. Размножаются бесполым и половым способами, которые чередуются друг с другом. Половое размножение - изогамного типа.
Фораминиферы играют важную роль в формировании осадочных пород (мел, нуммулитовые известняки, фузулиновые известняки и др.). В ископаемом состоянии фораминиферы известны с кембрийского периода. Для каждого геологического периода характерны свои массовые виды фораминифер. Эти виды являются руководящими формами для определения возраста геологических пластов.
