В каком состоянии находится инфузория туфелька. Инфузория туфелька: строение, форма тела, обитание

Простейший одноклеточный живой организм – инфузория туфелька. Длина тела микроорганизма достигает всего 0,3 – 0,5 мм. Как бы ни вглядывался человек в водную среду, где обитает инфузория-туфелька (водоемы со стоячей водой и домашние аквариумы), увидеть невооруженным глазом это животное он не сможет, не только из-за микроскопических размеров, но и бесцветного окраса.

Строение тела инфузории туфельки

Форма тела инфузории туфельки веретенообразная, напоминает внешним видом подошву туфли с узким носком и широким задником. Поверхность клетки покрыта тонкой светлой эластичной оболочкой — эктоплазмой, именно она и удерживает тело в определенной постоянной форме. Внутренний слой оболочки более темный, с зернистым строением – эндоплазма.

Поверхность тела укрыта ресничками в количестве от 10 000 штук, беспрестанно движущимися, за счет чего инфузория и передвигается со скоростью 2,5 мм за секунду. Во время передвижения клетка производит вращение вдоль продольной оси своего тела. Каждая ресничка, синхронно с остальными, производит резкий взмах в едином направлении и плавное медленное возвращение волосков в начальное положение.

Между ресничками располагаются в мембранных мешочках трихоцисты – защитные органоиды, состоящие из тела с наконечником. При раздражении клетки хищником, трихоцисты выбрасываются наружу, перевоплощаясь в прочные нити, поражающие неприятеля. На освободившихся местах отрастают новые трихоцисты.

Внешнее строение инфузории туфельки состоит из верхней части и брюшины, последняя отличается наличием перистомы – своеобразного околоротового углубления, напоминающего желоб. Задняя часть перистомы оснащена ротовым отверстием, ведущим в глотку. По краям перистомы также есть реснички, но длиннее, чем на остальном теле. С их помощью создается непрерывный ток воды в глотку животного, вместе с которым туда попадают и бактерии – основная пища инфузории туфельки. Вокруг бактерий в цитоплазме образуется пищеварительная вакуоль, которая тут же наполняется выделяющимся пищеварительным соком. Вакуоль отрывается от глотки и проходит дальше в тело инфузории — в сторону заднего конца, описывает дугу, возвращается на исходное место. Весь путь вакуоль проходит за 1 час, в это время в нее проникают пищеварительные ферменты, а полезные вещества всасываются в цитоплазму. По завершении пути остатки пищи, не успевшие перевариться, выбрасываются наружу.

Питается инфузория туфелька практически непрерывно – поток воды с микрочастицами постоянно льется в открытый рот. Питание прекращается лишь во время процесса размножения.

Как дышит инфузория туфелька

Дыхание клетки выполняется через оболочку тела. Кислород проникает в организм, где окисляет органические вещества, раскладывающиеся на CO2, воду и иные составляющие. В процессе высвобождается энергия, за счет которой и поддерживается жизнь клетки. Удаление углекислого газа, образующегося в процессе дыхания, также происходит сквозь оболочку.

Выделительная система инфузории туфельки

Внутреннее строение тела инфузории туфельки включает две вакуоли, в них скапливается вода, насыщенная питательными веществами, образующимися во время окислительной реакции. Когда вакуоли наполняются до определенного значения, то максимально приближаются к поверхности тела изнутри, изливая содержимое наружу сквозь оболочку.

Способы размножения инфузории туфельки

Обычный способ – бесполый, происходит путем деления клетки на две равные части. Во время активного движения, тело туфельки вытягивается в длину и строго по его середине образуется углубляющая перетяжка – место, в котором и происходит в дальнейшем деление инфузории на два организма. С появлением перетяжки изменяется и строение инфузории туфельки – образуются по две глотки, ротовых отверстия и перистомы. В каждой новой клетке имеется по одному большому и малому ядру, часть органоидов материнской клетки, недостающие образуются заново. Бесполое размножение происходит довольно быстро – всего за сутки из одной инфузории 2 – 4 одноклеточных животных.

Половое размножение – не часто используемый способ, но возможный в случае температурных изменений и недостатке пищи. По завершении процесса, инфузория туфелька зачастую перевоплощается в цисту. Две инфузории на время соединяются, в месте соприкосновения растворяется оболочка, возникает своеобразный мостик. В это время каждая инфузория лишается большого ядра, малое делится дважды, образуя 4 дочерних ядра, три из которых исчезают, последнее снова разделяется на равные части. В завершении этого в теле каждой инфузории имеется по 2 ядра. Каждая из клеток обменивается с другой одним ядром, которые перемещаются по соединительному мостику. Попав в тело другой инфузории, ядро сливается там с еще одним – «родным» этому организму. Получившиеся ядра снова разделяются на большое и малое ядро, как это и должно быть, инфузории рассоединяются. Данный способ размножения имеет название конъюгация, длительность его составляет 12 часов. Несмотря на то, что новой клетки в этом случае не образуется, польза от такого процесса — обмен генетического материала между особями, что ведет к перераспределению наследственности, обновлению и увеличению жизнестойкости организмов.

Особенности поведения инфузории туфельки

Исследователями был поставлен интересный опыт, доказывающий, что инфузорий можно дрессировать. Когда животное, прежде находящееся в темноте, пыталось перемещаться на светлое место, то на границе между светом и тьмой оно получало удар током, отчего инфузория останавливалась и поворачивала назад. Опыт повторялся много раз и уже через 45 минут от его начала, туфелька, доходя до края темного места, не дожидалась удара током, а уходила назад в темноту. Таким образом, можно выработать у животных привыкание к различным раздражителям. Приобретенные навыки сохраняются в памяти инфузории от 8 – 90 минут, могут накапливаться и помогать приспосабливаться к изменяющейся окружающей среде.

Инфузория туфелька довольно чувствительна к температурам окружающей воды и умеет выбрать наиболее благоприятное для себя место, что показывает следующий опыт: в трубку с водой были помещены инфузории, на одном конце трубки вода подогревалась до температуры в 35 градусов, на втором – до 15. Все туфельки собрались на нейтральной территории, то есть в месте, где вода была комфортной для них и имела около 25 градусов.

Оказалось, что инфузория туфелька чувствительна к химическим веществам и способна различать их микроскопические частицы в водной среде. Эту особенность животных ученые используют для обнаружения в воде тех или иных примесей при исследованиях жидкостей в лабораторных условиях.

Что касается питания, то и здесь инфузория туфелька проявляет оригинальность – если пищей для нее служат водоросли, то животное старается находиться в темноте, видимо, фотосинтез, происходящий в не до конца переваренных водорослях, мешает ее пищеварению.

Разведение инфузории туфельки в домашних условиях

Необходимый инвентарь: трехлитровые банки, спринцовка (пластиковый наконечник следует заменить на стеклянную часть пипетки), линза с сильным увеличением, кусочек стекла.

Быстрее всего размножение происходит на молоке, но и погибают микроорганизмы в нем за короткое время. Более выгодна высушенная кожура спелого банана (достаточно 3-х кв. см).

Культуру инфузории можно приобрести у любителей аквариумов либо добыть самостоятельно, зачерпнув воду со дна стоячего водоема. В последнем варианте капля воды помещается на стекло под микроскоп, где среди простейших хорошо видны инфузории. Рядом с каплей из водоема следует капнуть чистую воду. При помощи спички протягивается соединительный канал от одной капли к другой, по нему инфузории сами переплывут в более свежую воду. Переводя инфузорий снова и снова в каплю новой воды, получают чистую культуру этих микроорганизмов.

Дальше животных нужно отправить в инкубатор – набирается половина 3-х литровой банки чистой воды, добавляется 3 капли молока и помещается культура инфузорий. Банка помещается в теплом освещенном месте, но не под прямыми лучами солнца. Кормом для инфузорий служат бактерии, потому обычно они скапливаются у частичек органического материала. Чтобы использовать туфельки на корм малькам, в емкость опускается водоросль, вокруг которой сразу появляются инфузории, собираются они при помощи пипетки и отправляются в аквариум, но не сразу. Следует немного подождать, пока животные съедят бактерий, обитающих в данных каплях воды, а уж после помещать жидкость с инфузориями в аквариум с мальками.

Тип Инфузории еще принято называть Ресничными – органами движения этих простейших являются реснички . Клетка инфузории обладает двумя ядрами, их называют малым и большим. Первое регулирует процесс размножения, а второе отвечает за процессы питания, движения и дыхания.

Особенности жизнедеятельности этого типа следует рассмотреть на примере инфузории-туфельки.

Движение и дыхание

Инфузория-туфелька, длина которой примерно 0,5 мм, выбирает местом обитания водоемы. Форму тела простейшего легко угадать по названию – она напоминает туфлю. Скорость передвижения составляет приблизительно 2,5 мм в секунду.

Наличие наружной эластичной оболочки обеспечивает стабильной формой тела.

В цитоплазме, что прилегает к оболочке, расположены опорные волоконца, их развитость - гарантия сохранности постоянной формы инфузории.

На поверхности инфузории находятся 15 тыс. ресничек, у их основания расположено базальное тельце. Перемещение происходит при помощи колебания ресничек: они производят около 30 взмахов в секунду, тем самым толкая инфузорию-туфельку вперед.

Дыхание она осуществляет поверхностью тела.

Питание

Особенностью инфузории является наличие клеточного рта , около которого находятся особенно длинные и плотные реснички. Клеточные рот продолжается клеточной глоткой: реснички проталкивают в нее воду и пищу инфузории - бактерии.

Инфузория чувствует химические вещества, что выделяет скопление бактерий. Таким образом она отыскивает добычу.

Затем пища оказывается в пищеварительной вакуоли, где она переваривается. Отсюда она следует уже в цитоплазму.

Выделение

Выделение осуществляется при помощи двух сократительных вакуолей , одна расположена у переднего конца, а другая находится у заднего. Вакуоли состоят из резервуара и каналов.

Жидкость наполняет каналы, затем следует по центральному резервуара, после чего выходит из инфузории. Процесс сокращения вакуолей занимает 10-20 секунд.

Размножение

Размножается инфузория бесполым путем – разделяется надвое. Ее особенностью является деление поперек тела.

Ядра инфузорий разделяют на две части: новообразованные инфузории обладают малым и большим ядром. Дочерние инфузории обладают частями органоидов, а недостающие образуются самостоятельно. Размножение происходит несколько раз за сутки.

Для инфузории-туфельки возможно и половое размножение, но в данном случае нет увеличения количества особей. Временно простейшие соединяются, образуя соединительный мостик из цитоплазмы.

У каждой особи исчезает большое ядро, а малые делятся дважды – появляются по четыре ядра. Из них остается только одно ядро, которое тоже делится. В особи находятся по два ядра, тогда происходит обмен ядрами – одно из ядер перемещается в другую особь.

Там оно сливается с ядром, что осталось, и так формируются малое и больше ядро в каждой из особей. Этот процесс, называемый конъюгацией , необходим для обновления генетического материала между особями.

Виды инфузорий

Инфузории – это сложно организованные простейшие, их насчитывается примерно 7000 видов.

К типу Инфузории относят около 6000 видов простейших, органеллами движения которых служит большое количество ресничек. Для большинства инфузорий характерно присутствие двух ядер: крупного вегетативного - макронуклеуса - и более мелкого генеративного - микронуклеуса. Макронуклеус имеет полиплоидный набор хромосом и регулирует процессы обмена веществ. Микронуклеус содержит диплоидный набор хромосом и участвует в половом процессе.

К свободноживущим инфузориям относят инфузорию туфельку . Размеры клетки 0,1-0,3 мм. Простейшее имеет постоянную форму, так как эктоплазма уплотнена и образует пелликулу. Тело инфузории покрыто ресничками. Их насчитывают от 10 до 15 тыс. В эктоплазме инфузории имеют защитные образоания - трихоцисты. При раздражении трихоцисты выстреливают наружу, превращаясь в длинные нити, парализующие жертву. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме развиваются новые.

К органеллам питания относят ротовое отверстие, расположенное на брюшной стороне и ведущее в клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Вода с бактериями через елнточный рот попадает в эндоплазму, где образуются пищеварительные вакуоли. Вакуоли передвигаются вдоль тела инфузории.

Оставшиеся внутри вакуоли непереваренные остатки пищи удаляются наружу через порошицу - отверстие, расположенное неподалеку от заднего конца тела инфузории.

У инфузории туфельки есть две сократительные вакуоли, расположенные в передней и задней частях тела. Каждая вакуоль состоит из округлого резервуара и подходящих к нему в виде звезды 5 - 7 канальцев. Жидкие продукты и вода из цитоплазмы сначала поступают в приводящие канальцы, затем канальцы все сразу сокращаются и изливают свое содержимое в резервуар, после чего последний сокращается и выбрасывает жидкость через отверстие наружу, а канальцы в это время вновь наполняются. Вакуоли сокращаются поочередно.

Бесполое размножение инфузорий осуществляется путем поперечного деления и сопровождается делением макро- и микронуклеусов. Размножение повторяется 1 - 2 раза в сутки. Через несколько поколений в жизненном цикле инфузорий происходит половой процесс, который называют конъюгацией. Две инфузории подходят друг к другу брюшными сторонами, оболочка в месте их соприкосновения растворяется, и между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеусы при этом разрушаются, а микронуклеусы делятся мейозом на четыре ядра, три из которых разрушаются, а четвертое вновь делится пополам митозом.

В результате в каждой инфузории образуются мужское (мигрирующее) и женское (стационарное) ядра. Затем между особями происходит обмен мигрирующими ядрами с последующим слиянием стационарного и мигрирующего ядер, после чего особи расходятся. Вскоре в каждой из них ядро делится и впоследствии образуются микро- и макронуклеусы. Таким образом, при половом процессе число инфузорий не увеличивается, а обновляются наследственные свойства макронуклеуса и возникают новые комбинации генетической информации.

Диагноз ставят при нахождении балантидия в фекалиях. Профилактика та же, что и при других кишечных заболеваниях.

Строение

Наиболее типичный широко распространенный представитель ресничных - инфузория туфелька (Paramecium). Она обитает в стоячей воде, а также в пресноводных водоемах с очень слабым течением, содержащих разлагающийся органический материал.

Сложность строения клетки у парамеции объясняется тем обстоятельством, что ей приходится выполнять все функции, присущие целому организму, а именно питание, осморегуляцию и передвижение. Тело парамеции имеет характерную форму: передний конец у нее тупой, а задний несколько заострен.

Реснички инфузории туфельки расположены парами по всей поверхности клетки. Располагаясь продольными диагональными рядами, они, совершая биения, заставляют инфузорию вращаться и продвигаться вперед. Между ресничками находятся отверстия, ведущие в особые камеры, называемые трихоцистами. Из этих камер под влиянием определенных раздражителей могут выстреливать тонкие остроконечные нити, используемые, вероятно, для удержания добычи.

Под пелликулой инфузории туфельки располагается эктоплазма - прозрачный слой плотной цитоплазмы консистенции геля. В эктоплазме находятся базальные тельца (идентичные центриолям), от которых отходят реснички, а между базальными тельцами имеется сеть тонких фибрилл, участвующих, по-видимому, в координировании биения ресничек.

Основная масса цитоплазмы инфузории туфельки представлена эндоплазмой, имеющей более жидкую консистенцию, чем эктоплазма. Именно в эндоплазме расположено большинство органелл. На вентральной (нижней) поверхности туфельки ближе к ее переднему концу находится околоротовая воронка, на дне которой находится рот, или цитостом.

Рот инфузории туфельки ведет в короткий канал - цитофаринкс, или глотку. Как околоротовая воронка, так и глотка могут быть выстланы ресничками, движения которых направляют к цитостому поток воды, несущей с собой различные пищевые частицы, такие, например, как бактерии. Вокруг попавших в цитоплазму путем эндоцитоза пищевых частиц образуется пищевая вакуоль. Эти вакуоли перемещаются по эндоплазме к так называемой порошице, через которую непереваренные остатки путем экзоцитоза выводятся наружу.

В цитоплазме инфузории туфельки имеются также две сократительные вакуоли, местоположение которых в клетке строго фиксировано. Эти вакуоли отвечают за осморегуляцию, т. е. поддерживают в клетке определенный водный потенциал. Жизнь в пресной воде осложняется тем, что в клетку постоянно поступает вода в результате осмоса; эта вода должна непрерывно выводиться из клетки, чтобы предотвратить ее разрыв.

Происходит это с помощью процесса активного транспорта, требующего затраты энергии. Вокруг каждой сократительной вакуоли инфузории туфельки расположен ряд расходящихся лучами каналов, собирающих воду, перед тем как высвободить ее в центральную вакуоль.

В клетке парамеции инфузории туфельки находятся два ядра. Большее из них - макронуклеус - полиплоидное; оно имеет более двух наборов хромосом и контролирует метаболические процессы, не связанные с размножением. Микронуклеус - диплоидное ядро. Оно контролирует размножение и образование макронуклеусов при делении ядра.

Парамеция инфузории туфельки может размножаться и бесполым путем (поперечным делением надвое) и половым (путем конъюгации).

Движение

Совершая ресничками волнообразные движения, туфелька передвигается (плывёт тупым концом вперёд). Ресничка движется в одной плоскости и совершает прямой (эффективный) удар в выпрямленном состоянии, а возвратный - в изогнутом. Каждая следующая ресничка в ряду совершает удар с небольшой задержкой по сравнению с предыдущей. Плывя в толще воды, туфелька вращается вокруг продольной оси. Скорость движения - около 2 мм/c. Направление движения может меняться за счёт изгибаний тела. При столкновении с препятствием направление прямого удара меняется на противоположное, и туфелька отскакивает назад. Затем она некоторое время "раскачивается" взад-вперед, а затем снова начинает движение вперёд. При столкновении с препятствием мембрана клетки деполяризуется, и в клетку входят ионы кальция. В фазе "раскачивания" кальций выкачивается из клетки

Дыхание, выделение, осморегуляция

Туфелька дышит всей поверхностью клетки. Она способна существовать за счёт гликолиза при низкой концентрации кислорода в воде. Продукты азотистого обмена также выводятся через поверхность клетки и частично через сократительную вакуоль. Основная функция сократительных вакуолей осморегуляторная. Они выводят из клетки излишки воды, проникающие туда за счёт осмоса. Сначала набухают приводящие каналы, затем вода из них перекачивается в резервуар. При сокращении резервуара он отделяется от приоводящих каналов, а воды выбрасывается через пору. Две вакуоли работают в противофазе, каждая при нормальных физиологических условиях сокращается один раз в 10-15 с. За час вакуоли выбрасывают из клетки объём воды, примерно равный объёму клетки.

Размножение

У туфельки есть бесполое и половое размножение (половой процесс). Бесполое размножение - поперечное деление в активном состоянии. Оно сопровождается сложными процессами регенерации. Например, одна из особей заново образует клеточный рот с околоротовой цилиатурой, каждая достраивает недостающую сократительную вакуоль, происходит размножение базальных телец и образование новых ресничек и т.п.

Половой процесс, как и у других инфузорий, происходит в форме конъюгации. Туфельки, относящиеся к разным клонам, временно "склеиваются" ротовыми сторонами, и между клетками образуется цитоплазматический мостик. Затем макронуклеусы конъюгирующих инфузорий разрушаются, а микронуклеусы делятся путем мейоза. Из образовавшихся четырех гаплоидных ядер три погибают, а оставшаяся делится митозом. В каждой инфузории теперь есть два гаплоидных пронуклеуса - один из них женский (стационарный), а другой - мужской (мигрирующий). Инфузории обмениваются мужскими пронуклеусами, а женские остаются в "своей" клетке. Затем в каждой инфузории "свой" женский и "чужой" мужской пронуклеусы сливаются, образуя диплоидное ядро - синкарион. При делении синкариона образуется два ядра. Одно из них становится диплоидным микронуклеусом, а второе превращается в полиплоидный макронуклеус. Реально этот процесс происходит сложнее и сопровождается специальными постконъюгационными делениями.

Сувойка

Род простейших из подкласса кругоресничных инфузорий (Peritricha). Включает свыше 100 широко распространённых видов, живущих в морской и пресной воде. С. - сидячие животные, прикрепляются к субстрату (в отличие от других родов Peritricha) при помощи неветвящегося сократительного стебелька. Тело С., имеющее форму колокольчика, лишено ресничек. На расширенном переднем его конце (адоральная зона) расположен двойной ряд ресниц (обычно сливающихся в меморанеллы), закрученный влево (в отличие от спиральноресничных инфузорий, у которых адоральная зона мембранелл закручена вправо). Околоротовая спираль ведет к ротовому отверстию. Питаются С. мелкими взвешенными в воде органическими частицами (например, бактериями, детритом). При бесполом размножении в результате деления образуются снабженные венчиком ресниц свободноплавающие "бродяжки", которые затем образуют стебелёк и прикрепляются к субстрату. Половой процесс - по типу анизогамной конъюгации (крупные неподвижные макроконъюганты и мелкие подвижные микроконъюганты).

Инфузория трубач

Род простейших класса инфузорий подотряда разноресничных. Длина до 1 мм . Свыше 10 видов. Тело в форме воронки. На расширенном переднем конце мощно развитая зона околоротовых мембранелл, направляющих ток пищевых частиц к ротовому отверстию. Остальное тело покрыто продольными рядами мелких ресничек. Способны резко сокращаться, принимая шарообразную форму благодаря сократительным нитям - мионемам. Могут свободно плавать или прикрепляться к субстрату суженным задним концом. Обитают в морях и пресных водах. У некоторых видов в цитоплазме имеются многочисленные симбионты - одноклеточные водоросли.

Инфузория-стилохония

Есть такая инфузория - стилонихия. Под влиянием летучих фитонцидов лука она распадается на мельчайшие зернышки и даже растворяется. Такое явление микробиологи называют лизисом. Тело инфузории «исчезает». То же происходит с инфузорией, называемой «локсодес рострум». В течение 10-15 секунд все ее тело растворяется в окружающей жидкой среде!

В совершенно тех же условиях другая инфузория - спиростомум терес - под влиянием тех же фитонцидов распадается на зернышки, но растворения всего тела не происходит. Эту смерть мы называем з ернистым распадом.

Инфузорий существует много видов. Большинство их живёт в воде, преимущественно в стоячей. Наиболее распространённой инфузорией пресных водоёмов является туфелька. Она живёт в самых различных водоёмах.

Строение инфузории туфельки немного отличается от амёбы протей и эвглены зелёной . Например, благодаря наличию оболочки инфузория не образует ложноножек.

Инфузория туфелька больше амёбы и эвглены. Длина её тела достигает 0,3 – 0,5 мм. Если смотреть против света в стеклянный сосуд с водой, в которой плавают туфельки, то их можно заметить и невооружённым глазом в виде крошечных белых пятнышек. Они так быстро передвигаются, что их бывает трудно рассмотреть даже в микроскоп при малом увеличении. Так быстро движутся туфельки потому, что их тело покрыто множеством тончайших протоплазматических образований – ресничек. Реснички колеблются и загребают воду, наподобие вёсел. С помощью ресничек также осуществляется питание инфузории туфельки, расположенные вокруг рта, они движутся в одном направлении, подгоняя пищу.

При изучении строения инфузории туфельки видно, что тело её покрыто тончайшей оболочкой, поэтому оно имеет более или менее постоянную форму. Благодаря наличию оболочки инфузория туфелька не образует ложноножек. Тело инфузории туфельки состоит из протоплазмы, в которой находятся два ядра: большое и малое.

Подобно другим беспозвоночным животным инфузория туфелька обладает способностью отвечать на внешние раздражения. Если поместить туфелек в капле воды на предметное стекло и ярко осветить с одной стороны, то можно заметить что они быстро соберутся на освещённой части стекла, в то время как амёбы обыкновенные собираются на затемнённом участке стекла. Можно на предметное стекло поместить рядом две капли воды с туфельками, а затем сделать с помощью стеклянной палочки водяной мостик между каплями. Если в одну из них внести кристаллик соли, то туфельки переплывут в ту каплю, где соли нет.

Инфузории туфельки в воде собираются вокруг пищи. Питается инфузория туфелька микроскопическими организмами. На движения туфелек влияет также температура воды. Если поместить их в пробирку с водой, температура которой на одном конце 30 – 35°, а на другом – около 15°, то туфельки соберутся в наиболее благоприятной для них температурной зоне – около 25 – 27°.

Так же как амеба и эвглена, инфузории туфельки дышат всей поверхностью тела. В теле инфузории туфельки имеются две сократительные вакуоли. В них по канальцам поступают вредные вещества, образующиеся в протоплазме. Эти вакуоли то расширяются, то сжимаются. Сокращаясь, они освобождают тело инфузории туфельки от излишней воды и вредных веществ.

Размножение инфузории туфельки осуществляется подобно амебе, то есть делением клетки. Так же как и амебы, инфузории в неблагоприятных условиях образуют цисты.

Инфузории-туфельки относятся к классу наиболее высокоорганизованных простейших микроорганизмов. Они обитают в стоячих мелких водоемах. Если сравнивать их с другими группами простейших, то у инфузорий более сложное строение.

Особенности микроорганизмов

Класс инфузории-туфельки считается одним из наиболее высокоорганизованных. Они являются достаточно крупными: их размер может достигать 0,5 мм. Название они получили благодаря своей форме, по внешнему виду напоминающей подошву туфли.

Инфузории-туфельки всегда находятся в движении. При этом они плавают тупым концом вперед. Скорость их передвижения велика - порядка 2,5 мм в секунду. Это значит, что они преодолевают расстояние, в 5-10 раз превышающее длину их собственного тела. При этом траектория их движения весьма специфична: они не только движутся прямо, но и совершают вращательные движения вдоль продольной оси вправо.

Развести эти микроорганизмы можно в небольших аквариумах. Для этого достаточно залить обычное луговое сено водой из пруда. В такой настойке образуется масса простейших микроорганизмов. Как правило, под микроскопом может быть обнаружена и инфузория-туфелька. Фото этого микроорганизма дают возможность понять, почему ему дали такое название.

Обеспечение движения

Тело указанных микроорганизмов вытянуто и внешне похоже на подошву туфли-лодочки. Передний конец узкий, наиболее широкой частью является задняя треть. Тело равномерно покрыто ресничками, которые расположены рядами. На теле данных микроорганизмов их насчитывается порядка 10 тысяч. Все они работают синхронно - совершают волнообразные движения. Двигаются инфузории благодаря этим слаженным движениям.

Каждая ресничка при комнатной температуре совершает порядка 30 веслообразных движений в секунду. Колебательная волна начинается с передней и идет назад. Одновременно вдоль тела данного микроорганизма осуществляется 2-3 волны сокращений. Все реснички представляют собой единое функциональное целое - их действия скоординированы между собой, это уже давно подтвердила наука биология. Инфузория-туфелька может двигаться в разных направлениях и с различной скоростью. Она может реагировать на перемены во внешней среде, меняя направление движения.

Внешние особенности

Одну из сторон туловища инфузорий биологи условно называют брюшиной. На этой части внутрь уходит глубокий желоб. Он является околоротовым отверстием и называется перистом. В его задней части находится рот и глотка. На стенках перистома реснички более длинные. Это специальный ловчий аппарат, который загоняет пищу в ротовое отверстие инфузории-туфельки.

Внешний покров микроорганизма - это клеточная мембрана, являющаяся тонкой эластичной оболочкой. Именно она обеспечивает постоянную форму тела, которой отличается от иных групп простейших инфузория-туфелька. 7 класс в школах как раз занимается изучением данных микроорганизмов. Именно в это время дети узнают, что каждая ресничка имеет достаточно сложное строение.

Структура

При детальном рассмотрении инфузории-туфельки можно увидеть, что ее тело четко разделяется на два слоя. Наружный покров является более светлым. Его называют эктоплазмой. Внутренний слой более темный, он отличается зернистым строением. Именуют его эндоплазмой. Поверхностный слой эктоплазмы - это оболочка, которая отвечает за то, что всегда одной формы инфузория-туфелька. Фото, сделанное под электронным микроскопом, позволяет разглядеть плотную оболочку, которую называют пелликулой.

В наружном слое между ресничками находятся перпендикулярные палочки. Они называются трихоцисты и выполняют защитную функцию. При раздражении трихоцисты резко с силой выбрасываются наружу, образуя тонкие длинные нити. С их помощью поражается хищник, пытавшийся напасть на туфельку. На месте использованных трихоцист вырастают новые.

Особенности питания

Класс инфузории-туфельки считается одним из наиболее прожорливых. Процесс питания у них прекращается лишь во время размножения. Ротовое отверстие у этих микроорганизмов всегда открыто. Поэтому поток пищевых частиц, которые попадают в рот, практически не прерывается.

Во время движения реснички создают вокруг тела инфузории постоянный ток воды. С ним пища попадает через ротовое отверстие в глотку и скапливается на ее дне. Вместе с незначительным количеством воды пищевые частицы отходят от дна глотки и переходят в цитоплазму. При этом образуется пищеварительная вакуоль. Отделившись от глотки, она на протяжении часа проделывает по телу инфузории определенный путь.

Сначала вакуоль перемещается в сторону задней части тела. После этого, описав небольшую дугу, начинает движение к переднему краю. Затем вакуоль начинает перемещаться по периферии тела.

Завершается переработка пищи в теле данных микроорганизмов в определенном месте. Именно там непереваренные остатки выходят наружу. Этим различаются между собой такие микроорганизмы, как инфузория-туфелька, эвглена зеленая, амеба. У первой из них есть точно определенное место, в котором происходит процесс выделения. Это так называемая брюшная стенка. А вот, например, у амебы процесс дефекации может проходить в любом месте.

Процесс переработки пищи

Во время перемещения в вакуоль постоянно поступают пищеварительные ферменты, а переваренная еда уже всасывается в цитоплазму. Несколько этапов в процессе пищеварения выделяет биология. Инфузория-туфелька после образования специальной вакуоли начинает вырабатывать специальные ферменты.

Если в первые моменты содержимое органа пищеварения не отличается от окружающей среды, то спустя некоторое время оно меняется. Среда в вакуоле становится кислой - начинается процесс пищеварения. После этого картина меняется. Внутри вакуолей среда становится слабощелочной. Эти условия необходимы для продолжения пищеварения. Соотношение длительности кислой и щелочной фаз может варьироваться в зависимости от характера пищи. Но как правило, первая часть составляет не более ¼ от всего срока переваривания пищи. Процесс поглощения пищи прекращается в то время, когда происходит размножение инфузории-туфельки.

Выделительная система

В организме инфузории-туфельки находятся не только пищеварительные вакуоли. Есть еще и специальные выделительные органы. Они называются У всех инфузорий можно обнаружить по два таких выделительных органа: один находится в первой, а второй - в последней трети туловища. Каждый из них имеет особое строение.

Вакуоли состоят из центрального резервуара и подходящих к ним приводящих каналов. Цикл их работы начинается с заполнения жидкостью радиально расположенных каналов. Их содержимое переливается в резервуар, а из него через особую пору оно выходит наружу.

В это время каналы вновь начинают наполняться жидкостью. При этом передняя и задняя вакуоли сокращаются по очереди. Интенсивность их работы зависит от условий внешней среды. При комнатной температуре этот цикл проходит за 10-15 секунд.

Функциональные особенности

Как и у других простейших микроорганизмов, у инфузории-туфельки есть Но по строению оно заметно отличается. Ядерный аппарат примечателен тем, что у инфузорий два разных типа ядер. Это одно из основных их отличий от прочих микроорганизмов. В центре тела (в районе перистома) расположено большое ядро. Оно обычно бывает яйцевидной формы. Его еще называют макронуклеус. Близко возле него находится другое ядро, которое в несколько раз меньше его по размеру. Его называют микронуклеус. Но различие состоит не только в размерах, заметно разнится и их структура.

В макронуклеусе число хромосом в несколько сотен раз больше, чем в микронуклеусе. Поэтому и количество хромосомного вещества (хроматина) в них значительно различается. Кстати, изучая размножение инфузории-туфельки, можно узнать, что в этом процессе участвуют оба ядра.

Для получения потомства достаточно всего одного микроорганизма. Но при определенных условиях начинается процесс конъюгации. Так называют половое размножение инфузорий-туфелек. Стоит отметить, что процесс этот достаточно длительный.

Бесполое размножение

Опытным путем был изучен способ размножения инфузории-туфельки. При пересаживании одной особи в отдельный аквариум через сутки там уже можно найти 2 или 4 микроорганизма. Период активного плавания и питания завершается тем, что тело инфузории вытягивается в длину. Точно посередине появляется углубляющая перетяжка, которая и служит местом разделения одного микроорганизма на два. Весь процесс деления при благоприятных условиях длится порядка часа.

Бесполое размножение инфузории-туфельки проходит следующим образом: еще до того как на теле появляется перетяжка, ядерный аппарат начинает удваиваться. Первыми делятся микронуклеусы, затем черед доходит до макронуклеусов. При этом процесс деления малого ядра напоминает митоз, а большого - амитоз.

Во время данного процесса идет заметная глубокая перестройка тела. Образуются две глотки, два ротовых отверстия и два перистома. Также делятся и укрывающих тело ресничек. Благодаря этому тела образованных особей плотно ими укрыты.

Половое размножение

В некоторых случаях можно наблюдать процесс конъюгации. Это половое размножение инфузории-туфельки. Происходит оно следующим образом: два микроорганизма плотно сближаются, прикладываясь друг к другу брюшными стенками. В таком виде они продолжают плавать около 12 часов. Затем они расходятся. При этом в теле инфузорий большое ядро распадается и постепенно растворяется в цитоплазме. Микронуклеусы вначале делятся, но часть образованных при этом ядер практически сразу распадается. В каждой инфузории, участвующей в процессе, остается по 2 ядра. Одно из них остается на месте, а другое перемещается в партнера и сливается с тем ядром, которое уже имела инфузория-туфелька.

Форма размножения, проходящая таким образом, обеспечивает Сливаются половые В результате в инфузории образовывается особая структура, называемая синкарион. Это сложное ядро, которое делится один или несколько раз и превращается в макронуклеусы. После восстановления нормального ядерного аппарата инфузорий продолжается процесс бесполого размножения.

Важно понимать, что такой способ размножения инфузории-туфельки приводит не к увеличению популяции, а к повышению наследственного многообразия.