Инфузории

Значение инфузорий в природе и жизни человека

Установлено, что инфузории играют значительную роль в круговороте веществ в природе. Инфузориями питаются различные виды более крупных животных (мальки рыб).

Они служат регуляторами численности одноклеточных водорослей и бактерий, тем самым очищая водоемы.

Инфузории могут служить индикаторами степени загрязнения поверхностных вод — источников водоснабжения.

Инфузории, проживающие в почве, улучшают ее плодородие.

Человек разводит инфузорий в аквариумах для кормления рыб и их мальков.

В ряде стран широко встречаются заболевания человека и животных, вызываемые инфузориями. Особую опасность представляет инфузория балантидиум, обитающая в кишечнике свиньи и передающаяся человеку от животного.

Биология инфузории туфельки

В биологической клетке микроорганизма находятся трихоцисты, которые по структуре напоминают палочки. В момент опасности именно они защищают туфельку от хищников, выполняя функции жала. Также клеточка имеет небольшое углубление, которое биологи называют ртом инфузории. Эта впадинка плавно переходит в глотку туфельки. Данные образования окружают реснички, которые достаточно толстые и длинные. С их помощью пища, находящаяся в жидкой среде, проникает в ротовой аппарат клетки.

Этот биологический организм имеет следующие особенности:

1. От того места, в котором располагается глотка, отделяются вакуоли, которые принимают активное участие в пищеварительных процессах. Сразу после образования каждая вакуоль перемещается в заднюю часть туфельки, после чего начинает двигаться к ее началу, затем обратно.
2. В вакуоль подаются различные питательные вещества и ферменты, которые после расщепления проникают в цитоплазму.
3. После того как вакуоль завершает свой кругооборот, то ее содержимое выбрасывается через порошицу за пределы клетки.
4. Туфелька помимо пищеварительных вакуолей имеет еще и сократительные, которых насчитывается две штуки. Одна располагается в задней части инфузории, а вторая в передней. Такие вакуоли имеют центральные резервуары, от которых отводятся канальчики. Они предназначаются для отвода лишней жидкости, которая проникает в клеточку вместе с пищей.
5. Поверхность туфельки имеет эластичную структуру. Эта оболочка хоть и тонкая, но достаточно прочная, благодаря ней клетке удается сохранять свою оригинальную форму на протяжении всего жизненного цикла.

Рекомендованная литература и полезные ссылки

• Ehrenberg C. G. Dritter Beitrag zur Erkenntniss grosser Organisation in der Richtung des kleinsten Raumes (нем.) // Abhandlungen der Koniglichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Aus dem Jahre 1833 : magazin. — Leipzig, 1835. — S. 268—269, 323.
• Ehrenberg C. G. 502. Paramecium caudatum, geschwanztes Pantoffelthierchen // Die Infusionsthierchen als volkommene Organismen. — Leipzig, 1838. — P. 351—352.
• Полянский Ю. И. Подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa) // Жизнь животных / под ред. Ю. И. Полянского, гл. ред. В. Е. Соколов. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — Т. 1. Простейшие. Кишечнополостные. Черви. — С. 95—101. — 448 с.
• Warren, A. (2015). Paramecium caudatum Ehrenberg, 1833. In: Warren, A. (2015) World Ciliophora Database. — WoRMS — World Register of Marine Species

Размножение инфузории-туфельки

• Функция действия малого ядра наблюдается в двух вариантах развития. Размножение бесполым способом — происходит методом деления туфельки на пару идентичных особей. Деление начинается с того, что в одном организме образуется парное количество ядер, а затем материнская клетка разделяется поперек надвое – образуя две одинаковые клетки.
• Впоследствии каждая из дочерних клеток обретает индивидуальную часть органоидов инфузории. Недостающие части организмов возрождаются вновь – это позволяет сохранить популяцию.
• К половому способу размножения инфузории туфельки прибегают крайне редко. Это происходит при возникновении стрессовых условий: угроза существования, изменение температуры среды обитания в сторону похолодания, недостаточное количество еды. Благодаря соединительному процессу – могут превратиться в цисту.

2 варианта

• Такое состояние помогает существовать инфузории длительное время в неблагополучной среде. Хотя в нормальных условиях продолжительность ее жизни – сутки.
• При половом размножении две особи сливаются в один единый организм на короткий промежуток времени. В таком положении происходит распределение генетического материала. Это способствует увеличению сопротивляемости обоих животных организмов к негативному воздействию окружающей среды. Называется такое слияние – конъюгация.
• Продолжительность цикла длится не более половины суток — при этом количество клеток не увеличивается. В течение синтеза между особями защитная оболочка заменяется соединяющим мостиком, а малые ядра делятся на две части. Большие ядра – исчезают.
• Затем вновь образованные ядра разрушаются, оставляя одно единое, которое делится на две части. Эти два ядра распределяются по цитоплазматическому мосту и впоследствии образуют заново малые и большие ядра – завершающая стадия, после которой организмы разделяются.

В жизненной цепочке эволюции, такие простейшие организмы играют немаловажную роль – они являются ликвидаторами многих разновидностей бактерий, служат кормом для рыб и беспозвоночных мелких животных.

Процесс размножения

Этот биологический организм способен размножаться двумя способами:

Бесполым

Происходит деление инфузории туфельки на две части, которые равны по отношению друг к другу. Это происходит следующим образом. В первую очередь внутри клетки возникает два ядрышка. Дальше происходит деление микроорганизма на две клеточки, каждая из которых получает определенное количество органоидов. Разделенные клетки начинают свой жизненный цикл

Половым

Данным методом инфузория размножается крайне редко, в исключительных случаях, например, ее жизни что-то угрожает, изменились климатические условия или стремительно уменьшилось количество питательной среды. В процессе размножения принимают участие две клетки (в некоторых ситуациях они способны трансформироваться в цисты). После того как туфельки погрузятся в анабиоз, они будут длительное время сохранять способность к жизнедеятельности (до десяти лет). В процессе полового размножения происходит соединение двух клеток воедино. Это нужно для того, чтобы между ними произошел обмен генетическим материалом. После того как туфельки соединятся между ними растворится защитная оболочка, вместо которой появится соединяющий клетки мостик. Находящиеся в обоих микроорганизмах большие ядрышки растворяются, а в маленьких начинается процедура деления. По ее итогу образуется четыре новых ядрышка, три из которых очень скоро растворятся, а последнее разделится на две части. После этого начинается процесс формирования больших и маленьких ядер. Как только они образуются, микроорганизмы расходятся в разные стороны

Описание

Средой обитания инфузории-туфельки являются любые пресные водоемы со стоячей водой и наличием в воде разлагающихся органических веществ. Её можно обнаружить и в аквариуме, взяв пробы воды с илом и рассмотрев их под микроскопом.

Размер инфузории туфельки составляет 0,1—0,3 мм. Форма тела напоминает подошву туфли. Наружный плотный слой цитоплазмы (пелликула) включает находящиеся под наружной мембраной плоские мембранные цистерны (альвеолы), микротрубочки и другие элементы цитоскелета.

Строение инфузории-туфельки

На поверхности клетки в основном продольными рядами расположены реснички, количество которых — от 10 до 15 тыс.. В основании каждой реснички находится базальное тельце, а рядом — второе, от которого ресничка не отходит. С базальными тельцами у инфузорий связана инфрацилиатура — сложная система цитоскелета. У туфельки она включает отходящие назад посткинетодесмальные фибриллы и радиально расходящиеся поперечно исчерченные филаменты. Возле основания каждой реснички имеется впячивание наружной мембраны — парасомальный мешочек.

Между ресничками расположены мелкие веретеновидные тельца — трихоцисты, которые рассматриваются как органоиды защиты. Они расположены в мембранных мешочках и состоят из тела и наконечника. Трихоцисты — разновидность разнообразных по строению органоидов экструсом, наличие которых характерно для инфузорий и некоторых других групп протистов. Их тело имеет поперечную исчерченность с периодом 7 нм. В ответ на раздражение (нагрев, столкновение с хищником) трихоцисты выстреливают — мембранный мешочек сливается с наружной мембраной, а трихоциста за тысячные доли секунды удлиняется в 8 раз. Предполагается, что трихоцисты, набухая в воде, могут затруднять движение хищника. Известны мутанты туфелек, лишённые трихоцист и вполне жизнеспособные. Всего у туфельки 5—8 тысяч трихоцист.

У туфельки 2 сократительные вакуоли в передней и задней части клетки. Каждая состоит из резервуара и отходящих от него радиальных каналов. Резервуар открывается наружу порой, каналы окружены сетью тонких трубочек, по которым жидкость поступает в них из цитоплазмы. Вся система удерживается в определённом участке цитоскелетом из микротрубочек.

У туфельки имеется два разных по строению и функциям ядра — диплоидный микронуклеус (малое ядро) округлой формы и полиплоидный макронуклеус (большое ядро) бобовидной формы.

Клетка инфузории-туфельки состоит на 6,8 % из сухого вещества, из которого 58,0 % — белок, 31,4 % — жиры, 3,6 % — зола.

Размножение инфузории. Процесс конъюгации

Размножается инфузория путем поперечного деления, при котором сначала происходит деление ядер. Макронуклеус делится амитотически, а микронуклеус — митотически.

Время от времени у них происходит половой процесс, или конъюгация. Во время этого две инфузории, сближаются и тесно прикладываются друг к другу ротовыми отверстиями. При комнатной температуре в такой виде они плавают около 12ч. Большие ядра разрушаются и растворяются в цитоплазме.

Размножение инфузорий

В результате мейотического деления из малых ядер формируется мигрирующее и стационарное ядра. В каждом из этих ядер содержится гаплоидный набор хромосом. Мигрирующее ядро активно перемещается через цитоплазматический мостик из одной особи в другую и сливается с ее стационарным ядром, то есть происходит процесс оплодотворения. На этой стадии у каждой туфельки образуется одно сложное ядро, или синкарион, содержащее диплоидный набор хромосом. Затем инфузории расходятся, у них снова восстанавливается нормальный ядерный аппарат и они в дальнейшем интенсивно размножаются путем деления.

Процесс конъюгации способствует тому, что в одном организме объединяются наследственные начала разных особей. Это приводит к повышению наследственной изменчивости и большей жизнестойкости организмов. Кроме того, развитие нового ядра и разрушение старого имеет большое значение в жизни инфузорий. Это связано с тем, что основные жизненные процессы и синтез белка в организме инфузорий контролируются большим ядром.

При длительном бесполом размножении у инфузорий снижается обмен веществ и темп деления. После конъюгации восстанавливается уровень обмена веществ и темп деления.

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.

Источники

1. ↑ Догель В. А.. Зоология беспозвоночных. — учебник для ун-тов, М.: Высшая школа, 1981, 606 с., ил.
2. [dic.academic.ru/dic.nsf/enc_biology/15/%D0%9A%D0%9B%D0%90%D0%A1%D0%A1 Словари и энциклопедии на Академике]
3. §5. Инфузория-туфелька // Биология: Животные: Учебник для 7—8 классов средней школы / Б. Е. Быховский, Е. В. Козлова, А. С. Мончадский и другие; Под редакцией М. А. Козлова. — 23-е изд. — М.: Просвещение, 1993. — С. 16—18. — ISBN 5090043884.
4. Иванов А. В., Полянский Ю. И., Стрелков А. А. Большой практикум по зоологии беспозвоночных. Т. 1. Простейшие, губки, кишечнополостные, гребневики, плоские черви, немертицы, круглые черви. — 3-е издание. — М.: Высшая школа, 1981. — 504 с.
5. В.В. Латюшин, В.А. Шапкин. 4. Простейшие. — Биология. — Дрофа, 2017. — С. 18. — 304 с. — ISBN 978-5-358-17859-5.
6. Ацинета // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
7. ↑
8. Революция в зоологии: новая система билатерий // «Природа» № 3, 2009

Общая характеристика

Тип инфузории является более организованным в развитии по отношению к другим представителям простейших, и насчитывает, по разным данным, до 6 – 7 тыс. видов организмов. Включает в себя два класса: ресничные (характеризуются наличием на теле ресничек, которые могут быть распределены по телу равномерно или образовывать цирры) и сосущие (для взрослых представителей данного класса характерно отсутствие ресничек, глотки и рта, но наличие одного или нескольких щупалец).

Форма тела у разных видов может быть любой, но чаще всего она удлиненная и обтекаемая. В теле инфузории находится ядерный аппарат, который состоит из большого вегетативного и малого генеративного ядер. Это строение характерно только для данного типа простейших

Еще одной важной отличительной чертой для инфузорий является наличие осморегуляции – функции регулирования давления клеточной жидкости внутренней среды

Для перемещения и захвата добычи инфузории используют реснички, движение которых скоординировано. Сначала они быстро и сильно сгибаются в одну сторону, затем выпрямляются. Реснички могут соединяться друг с другом, образовывая более сложные и механически эффективные структуры (цирры, мембранеллы).

Питаются простейшие, в основном, мельчайшими частицами водорослей, грибов, бактериями. Пища переваривается в вакуолях, которые отдают питательные вещества эндоплазме, а непереваренные остатки утилизируются наружу при помощи порошицы (анальной поры). Инфузории-паразиты питаются путем пиноцитоза.

Размножение может происходить несколькими способами: бесполое деление клетки, повторное, множественное деление или почкование. Половое размножение у инфузорий носит название конъюгации и заключается во временном обмене частями ядерного аппарата с находящимся в них небольшим объемом цитоплазмы. При этом данный процесс не ведет к росту числа представителей типа, он необходим для обновления генетической информации ядерного аппарата инфузории, а, следовательно, улучшения адаптации к окружающей среде и повышения ее жизнеспособности.

Источники

1. ↑ Догель В. А.. Зоология беспозвоночных. — учебник для ун-тов, М.: Высшая школа, 1981, 606 с., ил.
2. §5. Инфузория-туфелька // Биология: Животные: Учебник для 7—8 классов средней школы / Б. Е. Быховский, Е. В. Козлова, А. С. Мончадский и другие; Под редакцией М. А. Козлова. — 23-е изд. — М.: Просвещение, 1993. — С. 16—18. — ISBN 5090043884.
3. Иванов А.В., Полянский Ю.И., Стрелков А.А. Большой практикум по зоологии беспозвоночных, М.: Высшая школа, 504 с.
4. Ацинета // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
5. ↑
6. Революция в зоологии: новая система билатерий // «Природа» № 3, 2009

Значение в природе

Инфузория туфелька значимое одноклеточное для природы и почвы. Она повышает уровень плодородия в почве, что помогает орошаемым землям на юге планеты получать богатый урожай.

Однако те одноклеточные, которые обитают в речных водоемах с большим количеством рыб, негативно влияют на них. Они вызывают у рыб заболевания и массовую гибель.

Вокруг этого одноклеточного собрано немало информации и интересных фактов. Из положительных свойств одноклеточного микроорганизма можно назвать то, что он хорошо очищает водоем. Уничтожает бактерии и микроскопические виды водорослей. Участвует в пищевой цепочке, поскольку считается пищей для других животных.

Интересно, что инфузория сегодня является также отличным кормом для аквариумных рыбок. Поэтому человек активно разводит их, чтобы кормить любимцев.

Инфузория-туфелька: общая информация

Для начала немного классификации (Википедия):

• Домен: Эукариоты
  
• Тип: Ciliophora
  (Инфузории)
• Класс: Ciliatea
  
• Отряд: Hymenostomatida
  (Пленчаторотые)
• Семейство: Parameciidae
  
• Род: Paramecium
  (Парамеции)
• Вид: Paramecium caudatum
  (Инфузория-туфелька)

Это только один вариант классификации, а всего их – множество. Вдаваться в подробности не будем.

Инфузория-туфелька – наиболее сложный организм из простейших. Размеры – от 0,1 до 0,6 мм.

Вид сверху напоминает подошву, откуда и название.

Вдоль тела инфузории расположены рядами от 10 до 15 тысяч ресничек, служащих движителем.
Клетка имеет два ядра – большое и малое, макронуклеус и микронуклеус, соответственно. Большое управляет синтезом всех белков в клетке, малое используется при половом размножении (о чем ниже).

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.

Как организм переваривает пищу

Процесс переваривания пищи клеткой осуществляется таким образом:

1. Микроорганизм постоянно находится в движении. В результате в его вакуоль, предназначенную для переваривания пищи, систематически проникают питательные вещества. После завершения процесса переваривания пища всасывается в цитоплазму.
2. Сразу после того как в клетке образуется пищеварительная вакуоль начинается процесс выработки ферментов.
3. В первые моменты содержимое органа, предназначенного для пищеварения, ничем не отличается от среды, его окружающей.
4. Спустя непродолжительный временной промежуток содержимое вакуоли начинает меняться. Это обусловлено тем, что среда этого органа становится кислой. В результате начинается пищеварительный процесс.
5. Через некоторое время среда начинает опять изменяться и становится слабощелочной. Такие условия создаются для того, чтобы продолжился процесс пищеварения.
6. Продолжительность кислой и слабощелочной среды напрямую зависит от качества пищи, поступающей в вакуоль. Как правило, время действия кислой среды не превышает ¼ всего срока, предназначенного для пищеварения.

Питание и органы выделения

Органеллами питания у инфузории-туфельки являются: предротовое углубление, клеточный рот и клеточная глотка. Бактерии и другие взвешенные в воде частицы вместе с водой загоняются околоротовыми ресничками через рот в глотку и попадают в пищеварительную вакуоль.

Органы питания инфузории-туфельки

Наполнившись пищей, вакуоль отрывается от глотки и увлекается током цитоплазмы. По мере передвижения вакуоли пища в ней переваривается пищеварительными ферментами и всасывается в эндоплазму. Затем пищеварительная вакуоль подходит к порошице и непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу. Инфузории перестают питаться только в период размножения.

Органеллами осморегуляции и выделения у туфельки являются две сократительные, или пульсирующие, вакуоли с приводными канальцами.

Таким образом, инфузории, в сравнении с другими простейшими, имеют более сложное строение:

• Постоянная форма тела;
• наличие клеточного рта;
• наличие клеточной глотки;
• порошица;
• сложный ядерный аппарат.

Инфузория туфелька: описание и характеристика. Как выглядит инфузория туфелька?

На самом деле инфузория туфелька это вовсе не один простейший одноклеточный организм, за этим названием скрывается более 7 тысяч разных видов инфузорий. Всех их объединяет форма, которая чем-то напоминает подошву туфли, отсюда и «туфелька» в названии. (Впрочем, «туфелька» в названии прижилась только у нас, в английском языке «инфузория туфелька» значится под латинским названием «Paramecium caudatum», что переводится как «парамеция хвостатая»).

Также все инфузории обладают способностью к осморегуляции, то есть могут регулировать давление внутренней среды своего организма. В этом деле им помогают две сократительные вакуоли, они сжимаются и разжимаются, таким образом, выталкивая излишки жидкости из тела инфузории.

Размеры инфузории туфельки составляют от 1 до 5 десятых миллиметра.

Фото инфузории туфельки.

Хотя инфузория туфелька и является простейшим одноклеточным существом, то есть все ее тело состоит только из одной клетки, тем не менее, она имеет способность самостоятельно дышать, питаться, размножаться, передвигаться. Иными словами, обладает всеми теми функциями и способностями, которые имеет всякое другое животное. Более того среди других простейших одноклеточных организмов именно инфузория туфелька является самой сложной. В частности среди ее органоидов (элементов клетки) есть такие, которых нет у других ее одноклеточных «коллег»: амеб и эвглен.

Среди «передовых» органоидов инфузории можно отметить:

• Уже упомянутые нами сократительные вакуоли, отвечающие за осморегуляцию, уровень давления внутри клетки.
• Пищеварительные вакуоли, они ответственны за переработку пищи. По сути, служат желудком для инфузории.
• Порошица, это отверстие в задней конечности инфузории, отвечающее за выход пищеварительных отходов. Догадайтесь сами аналогом, какого места нашего тела является порошица.
• Рот, представляющий собой углубление в оболочки клетки. С его помощью инфузория захватывает бактерии и прочую пищу, которая затем попадает в специальный канал цитофаринкс (аналог нашей глотки).

Обладая ртом, порошицей, пищеварительными вакуолями, инфузории практикуют голозойный тип питания, то есть захватывают органические частицы внутрь своего тела.

Так выглядит инфузория туфелька под микроскопом.

Интересный факт: дыхание инфузории туфельки осуществляется не с помощью рта, а всем телом: кислород через покровы клетки поступает в цитоплазму, где при его помощи происходит окисление органических веществ, превращение их в углекислый газ, воду и другие соединения.

Еще одной удивительной особенностью инфузории, которая ее делает «самой сложной из простейших» является наличие в ее клетке целых двух ядер. Одно из ядер большое, его зовут макронуклеусом, а второе маленькое соответственно зовется микронуклеусом. Оба ядра хранят одинаковую информацию, однако если большое ядро постоянно пребывает в работе и его информация постоянно эксплуатируется, а значит, может быть повреждена (подобно ходовым книгам в библиотеке). Если такое повреждение случается, то на этот случай как раз и предусмотрено второе маленькое ядро, служащее чем-то вроде резерва на случай сбоя основного ядра.

Как видите наша сегодняшняя героиня, инфузория туфелька, является самым совершенным среди простейших одноклеточных организмов.

Инфузория-туфелька

Царство	Животные
Подцарство	Одноклеточные
Тип	Инфузории

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.

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.

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.

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.

Размножение инфузории-туфельки

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.

Жизненный цикл инфузории-туфельки

Систематика

Основная статья: Таксономия инфузорий

Классическая

Всего данный тип, по различным данным, содержит 6—7 тысяч видов. В соответствии с отечественной систематикой 80-х годов XX века данный тип содержит в себе два класса — класс Ресничных инфузорий (Ciliata) с тремя надотрядами и класс Сосущих инфузорий (Suctoria).

Тип Ciliophora

• Класс Ciliata — ресничные инфузории.
  • Надотряд Kinetofragminofora — самая примитивная и разнообразная группа инфузорий. Реснички располагаются по телу равномерно, обычно продольными рядами, но некоторые части тела могут быть лишены ресничек.
    • Отряд Entodiniomorpha
    • Отряд Gymnostomata
    • Отряд Hypostomata
    • Отряд Entodiniomorpha
  • Надотряд Oligohymenophora — для инфузорий относящихся к данному надотряду характерно образования в области ротового отверстия специфического аппарата тетрахимениума — слагаемого из трех мембранелл (состоящих из мелких жгутиков) левее рта и трех мембранелл правее.
    • Отряд Hymenostomata
    • Отряд Peritrichia (подотряд Sessilia (сидячие), подотряд Mobilia (свободноживущие и паразиты))
  • Надотряд Polyhemenophora — характеризуются усложнением тетрахимениума — спирально закрученная зона околоротовых мембранелл сопровождающаяся увеличением числа мембранелл. Реснички или равномерно покрывают тело или образуют цирры.
    • Отряд Heterotrichia
    • Отряд Hypotrichia
    • Отряд Oligotrichia
• Класс Suctoria — сосущие инфузории. Характеризуются отсутствием во взрослом состоянии ресничек, рта и глотки. Наличествуют щупальца, одно или несколько, ветвящиеся и не ветвящиеся, на конце которых существует канал.

По С. А. Карпову

В соответствии с системой, предложенной С. А. Карповым (2004), содержится 2 подтипа и 11 классов.

Тип Ciliophora — Ресничные

• Подтип Intramacronucleata
  • Класс Colpodea
  • Класс Litostomatea
  • Класс Nassophorea
  • Класс Oligohymenophorea
  • Класс Phyllopharyngea
  • Класс Plagiopylea
  • Класс Prostomatea
  • Класс Spirotrichea
  • Класс Intramacronucleata incertae sedis
• Подтип Postciliodesmatophora
  • Класс Heterotrichea
  • Класс Karyorelictea

По В. В. Малахову

Система В. В. Малахова (2006) отличается тем, что существуют русские названия для всех таксонов.

Тип Ciliophora — Ресничные или инфузории

• Класс Karyorelicta — Кариореликтовые
• Класс Heterotricha — Разноресничные
• Класс Spirotricha — Спиральноресничные
• Класс Lithostomata — Литостоматовые
• Класс Chonotricha — Хонотриха
• Класс Suctoria — Сосущие
• Класс Colpodida — Колподовые
• Класс Prostomata — Простомовые
• Класс Oligogymenophorea — Олигогименофоровые
• Класс Astomata — Безротые

Международная система

По S.Adl, A.Simpson et al. (2005). В данной классификации применен так называемый безранговый подход — иерархия таксонов есть, но их ранги никак не названы.

• Super-group: Chromalveolata Adl et al., 2005
  • Phylum-group: Alveolata Cavallier-Smith, 1991
    • Subphylum-group: Ciliophora Doflein, 1901 = Ciliata Perty, 1852; = Infusoria Buetschli, 1887
      • Postciliodesmatophora Gerassimova and Seravin, 1976
        • Karyorelictea Corliss, 1974
        • Heterotrichea Stein, 1859
      • Intramacronucleata Lynn, 1996
        • Spirotrichea Bu¨tschli, 1889 (R)
        • Armophorea Jankowski, 1964 (R)
        • Litostomatea Small and Lynn, 1981
        • Phyllopharyngea de Puytorac et al., 1974
        • Nassophorea Small and Lynn, 1981
        • Colpodea Small and Lynn, 1981
        • Prostomatea Schewiakoff, 1896
        • Plagiopylea Small and Lynn, 1985 (R)
        • Oligohymenophorea de Puytorac et al., 1974

Последние три предложенные систематики являются частью глобальной классификации царства простейших (Protista) данных авторов. Видно, что последние три системы в разной степени совпадают, а иногда и совсем не совпадают с классической системой. Это различие обуславливается тем, что они все основаны не только на морфологических признаках (как система 80-х годов), а и на основе анализа ДНК, а также на более полном учете ультраструктурных особенностей клеток (строения митохондрий, инфрацилиатуры и пр.). Почти всегда системы, основанные на анализе ДНК и различных консервативных признаках внутреннего строения клетки, в корне отличаются от представлений, основанных на чисто морфологических признаках.[источник не указан 2948 дней] Такого рода системы, безусловно, в большей степени отражают степень филогенетического сходства таксонов, однако не всегда совпадают между собой, вследствие предпочтения одного признака другому, что усложняет обращение с данными системами. В любом случае, системы, построенные на основе анализа ДНК, в большей степени отражают меру филогенетического сходства таксонов.