Ett meddelande på ämnet ciliates toffel. Ciliattoffel: var den bor, struktur och fungerar. Beskrivning och egenskaper hos organismen

Typ Ciliates, eller Ciliates, är de mest komplexa protozoerna. På kroppens yta har de rörelseorganeller - cilia. Det finns två kärnor i en ciliatcell: den stora kärnan är ansvarig för näring, andning, rörelse och metabolism; Den lilla kärnan är involverad i den sexuella processen.

De strukturella egenskaperna och vitala funktionerna hos ciliaten övervägs med hjälp av exemplet med toffelciliaten.

Habitat, struktur och rörelse. I samma reservoarer där amöban proteus och grön euglena lever, finns även toffelciliaten (fig. 30). Detta encelliga djur, 0,5 mm långt, har en spindelformad kropp som vagt påminner om en sko. Toffelciliaten är alltid i rörelse och simmar med den trubbiga änden framåt. Rörelsehastigheten för detta djur når 2,5 mm per sekund.

Ris. 30. Struktur av ciliat-toffeln: 1 - cilia; 2 - kontraktil vakuol; 3 - cytoplasma; 4 - stor kärna; 5 - liten kärna; b - cellmembran; 7 - cellmun; 8 - cellsvalget; 9 - matsmältningsvakuol; 10 - pulver

Kroppen av ciliater är mer komplex än den hos amöban och euglena. Det tunna elastiska skalet som täcker utsidan av ciliaten bibehåller den konstanta formen på dess kropp. Detta underlättas också av utvecklingen av välutvecklade stödfibrer, som är belägna i skiktet av cytoplasma intill membranet. Det finns cirka 15 tusen oscillerande cilia på ytan av ciliatens kropp. Vid basen av varje cilium ligger en basalkropp. Rörelsen av varje ögonfrans består av ett skarpt slag i en riktning och en långsammare, mjuk återgång till sin ursprungliga position. Cilierna svänger ungefär 30 gånger per sekund och, som åror, trycker flimmerhåren framåt, den vågliknande rörelsen av flimmerhåren koordineras. När en toffel ciliat simmar roterar den långsamt runt kroppens längdaxel.

Under det elastiska skalet är speciella formationer utspridda i hela kroppen - trichocyster (från grekiska trichos - "hår" och cystis - "bubbla"). Dessa är korta "pinnar" placerade i ett lager vinkelrätt mot kroppens yta. I händelse av fara kastas trichocysterna ut med kraft och förvandlas till tunna, långa elastiska trådar som träffar rovdjuret som attackerar skon. Med tiden dyker nya trichocyster upp i stället för använda trichocyster.

Näring. På ciliatens kropp finns en depression - en cellulär mun, som passerar in i den cellulära svalget. Tjockare och längre flimmerhår finns nära munnen. De trycker in bakterier i halsen tillsammans med flödet av vatten - skons huvudföda. I botten av svalget kommer maten in i matsmältningsvakuolen. Matsmältningsvakuoler rör sig i ciliatens kropp genom en ström av cytoplasma. I vakuolen smälts maten, de smälta produkterna kommer in i cytoplasman och används för livet. De osmälta resterna som finns kvar i matsmältningsvakuolen kastas ut i den bakre änden av kroppen genom en speciell struktur - pulver.

Ciliaten hittar sitt byte genom att känna av förekomsten av kemikalier som frigör kluster av bakterier.

Urval. I toffelciliatens kropp finns två kontraktila vakuoler, som är belägna vid kroppens främre och bakre ändar. Varje vakuol består av en central reservoar och 5-7 kanaler riktade till dessa reservoarer. Först fylls kanalerna med vätska, sedan kommer den in i den centrala behållaren och sedan drivs vätskan ut. Hela cykeln av kontraktion av dessa vakuoler inträffar en gång i 10-20 sekunder. Kontraktila vakuoler tar bort skadliga ämnen som bildas i kroppen och överflödigt vatten.

Andetag. Liksom andra frilevande encelliga djur sker andningen hos ciliater genom kroppens integument.

Fortplantning. Sexuell process. Tofflor ciliater förökar sig vanligtvis asexuellt - genom att dela i två (Fig. 31, A). Men till skillnad från flagellater är ciliater uppdelade över kroppen. Kärnorna är uppdelade i två delar, och varje ny ciliat innehåller en stor och en liten kärna. Var och en av de två dotterciliaten får en del av organellerna (till exempel kontraktila vakuoler), medan andra bildas på nytt. Tofflor ciliater delar sig en eller två gånger om dagen.

Ris. 31. Asexuell reproduktion (A) och sexuell process (B) i ciliattoffeln

Under den sexuella processen ökar inte antalet individer. Två ciliater är tillfälligt anslutna till varandra (Fig. 31, B). Vid kontaktpunkten löses membranet upp och en förbindelsebrygga av cytoplasma bildas mellan djuren. Den stora kärnan av varje ciliat försvinner. Den lilla kärnan delar sig två gånger, och fyra dotterkärnor bildas i varje ciliat. Tre av dem förstörs, och den fjärde delas igen. Som ett resultat kvarstår två kärnor i varje ciliat. En av dessa kärnor hos var och en av de två individerna passerar genom en cytoplasmatisk brygga till ett annat ciliat (det vill säga ett utbyte av kärnor sker) och där smälter samman med den återstående kärnan. Sedan, i varje ciliat, bildas en stor och liten kärna från denna nybildade kärna, och ciliaten sprids. Denna sexuella process kallas konjugering. Det varar ca 12 timmar.

Den sexuella processen leder till förnyelse, utbyte mellan individer och omfördelning av ärftligt (genetiskt) material, vilket ökar organismernas vitalitet.

Ris. 32. Variation av ciliater: 1 - bursaria; 2 - stentor; 3 - stylonychia; 4 - suvoika

Bursaria har en stor och lång korvformad kärna, cirka 30 små kärnor. De flesta ciliater simmar aktivt, men några av dem, till exempel stylonychia, rör sig längs botten av en reservoar, på vattenväxter, som om de går på speciella långsträckta cilia som ligger belägna på den ventrala sidan av kroppen. Andra ciliater, som suvoyki, är fästa i botten eller på växter med långa stjälkar, som kan dra ihop sig tack vare speciella kontraktila fibrer. Många suvojkor bildar kolonier. Dessa ciliater livnär sig huvudsakligen på bakterier. Sugande ciliater leder också en stillasittande, orörlig livsstil. De saknar ögonfransar. De är utrustade med sugtentakler i form av tunna kontraktila rör, som tjänar till att fånga byten (främst andra protozoer) och suga ut innehållet från det. Protozoer som rör tentaklerna, såsom flagellater, fastnar omedelbart vid dem. Och sedan absorberas offrets innehåll, som om det pumpades längs tentakeln in i det sugande ciliatet.

Ris. 33. Protozoer från magen hos hovdjur

Vissa ciliater lever i tarmarna hos stora växtätande hovdjur (Fig. 33). Hos kor, får, getter, antiloper och rådjur bor ciliater i de främre delarna av magen i enorma mängder. Dessa ciliater livnär sig på bakterier, stärkelsekorn, svampar och partiklar av växtvävnad. Större ciliater slukar mindre. I andra delar av magen hos växtätare smälts ciliater. Således gynnar dessa ciliater de djur i vars magar de lever. Infusoriainfektion uppstår under gruppmatning eller vattning.

Laboratoriearbete nr 1

1. Ämne. Ciliattoffelns struktur och rörelse. Mål. Att studera funktionerna i strukturen och rörelsen hos ciliattoffeln.
2. Utrustning: mikroskop, stativförstoringsglas, objektglas och täckglas, pipett, bomullsull, odling av ciliater in vitro.

Framsteg

1. Bestäm om tofflor ciliaten i provröret är synliga för blotta ögat.
2. Applicera en droppe vatten med tofflor ciliater från ett provrör på en glasskiva. Med hjälp av ett förstoringsglas, undersök kroppens form, den yttre strukturen, skillnaden mellan de främre och bakre delarna av kroppen och rörelsemetoden. Räkna antalet ciliater i en droppe vatten.
3. Placera två droppar vatten med ciliater på en glasskiva och anslut dem med en vattenbrygga. Placera en saltkristall på kanten av en droppe. Förklara de fenomen som uppstår.
4. Placera två eller tre fibrer av bomull i en droppe vatten med ciliater (för att bromsa rörelsen av ciliater). Täck försiktigt med ett täckglas.
5. Placera provet under ett mikroskop. Tänk först vid låg och sedan vid hög förstoring av mikroskopet vad som händer inuti ciliatkroppen.
6. Rita den yttre och inre strukturen av toffelciliaten med hjälp av ett högförstoringsmikroskop. Gör den nödvändiga beteckningen.
7. Baserat på observationer, lista de egenskaper som är karakteristiska för ciliater som representanter för protozoer.

Ciliater är komplext organiserade protozoer. De har två kärnor i cellen: stora och små. De förökar sig asexuellt och sexuellt. Sexuell fortplantning främjar förnyelse, utbyte mellan individer och omfördelning av ärftligt (genetiskt) material, vilket ökar ciliatens vitalitet.

Övningar baserade på det material som behandlas

1. Varför heter tofflor ciliaten så?
2. Vilka tecken bevisar den mer komplexa organisationen av toffelciliaten jämfört med amöban Proteus och Euglena green?
3. Hur visar sig ciliat-toffelstrukturen, som är mer komplex än den hos andra protozoer, i processerna för näring och utsöndring?
4. Vilka är funktionerna i reproduktionsprocessen av toffelciliaten?
5. Varför är den sexuella processen viktig biologiskt i toffelciliatens liv?

Ciliater kan också hittas direkt i vattenprov tagna från en damm, träsk eller dike, men vi kommer att ha mycket mer material för observation om vi förbereder en konstgjord kultur för förädling av ciliater i förväg - 10-15 dagar i förväg - genom att förse dem med näringsrikt material.

Maten för ciliater i sådana grödor är de minsta höbakterierna, som förökar sig i enorma antal i avkoket gjord av hö. När vi tillsätter damm- eller träskvatten där ciliater lever till ett sådant höavkok, utspätt med vatten och stående i flera dagar i en öppen burk, kommer ciliaten, tack vare överflöd av mat, mycket snabbt att börja föröka sig där och i en vecka kommer de att vara lätta att hitta i varje droppe som placeras på en glasskiva. Allt som återstår är att placera ett tunt täckglas på denna droppe och sedan undersöka den i mikroskop.

Oftast stöter man i sådana högrödor på avlånga ciliates-tofflor, eller paramecia, som snabbt sveper genom mikroskopets synfält. De syns bättre när de stöter på något hinder i vattnet, så det är bra att, innan du applicerar ett täckglas, placera några gröna trådar av alger eller en liten bit bomull som slits i enskilda hårstrån i vattnet.

Toffelciliatens kropp består av en cell, som dock har en mycket komplex struktur (fig. 27). Kroppens huvudmassa består av protoplasma; inuti den finns en rundad kärna och bredvid den finns en andra, liten kärna. I protoplasman av ciliater kan två lager urskiljas: det yttre lagret, som har en fibrös struktur, och det inre lagret, som är mer flytande. Externt är ciliatens kropp täckt med ett lager av tätare protoplasma och behåller därför en viss form, karakteristisk för alla ciliater av denna art.

Ciliaten simmar tack vare rörelsen av många små cilia, som täcker kroppen på alla sidor och fungerar som tusentals små åror. Alla dessa ögonfransar rör sig - "flimmer", böjer sig i en riktning, precis som ett spannmålsfält upprörs av den passerande vinden.

Om du trycker lätt på täckglaset kan du ibland observera hur, under påverkan av mekanisk irritation, långa tunna filament sticker ut från ciliatens kropp - trichocyster(Fig. 28). De är tydligen giftiga och fungerar som ett försvar för henne.

Ett säkrare sätt att tvinga ciliater att "skjuta" sina trichocystor är kemisk irritation. För att orsaka det, placeras en droppe utspädd ättiksyra vid kanten av täckglaset, och från den motsatta kanten börjar de suga ut vatten med en bit filterpapper (eller "blotter").

När syran når ciliatens kropp reagerar den med att kasta ut trichocyster (senare dödar syrans verkan ciliaten).

När man observerar levande ciliater under ett mikroskop sveper de snabbt över synfältet, och för att kunna undersöka dem måste vi artificiellt fördröja deras rörelse. Vi bör dock inte glömma att rörelsehastigheten för ciliaten bara är uppenbar: trots allt, om vi undersöker ciliaten med en förstoring på, säg, 100 gånger, så kommer inte bara storleken på själva ciliaten att ökas 100 gånger, men också den verkliga längden på vägen som den har tillryggalagt på en sekund, vilket betyder att den i verkligheten rör sig 100 gånger långsammare än den ser ut för vårt "väpnade" öga.

På utsidan av toffelns kropp kan du se en avlång skåra. Detta är munhålan som leder till svalgkanalen, som ser ut som en smal tratt och slutar i protoplasman. Rörelsen av flimmerhåren som täcker kanterna av munhålan driver bakterier och små organiskt skräp in i halsen på ciliaterna, som den matar på.

Bland protoplasman är bubblor med små klumpar eller korn inuti synliga här och där - dessa är matsmältningsvakuoler, det vill säga bubblor som bildas runt matpartiklar som sväljs genom munnen. De rör sig långsamt genom protoplasman, maten i dem förändras och smälts, och resterna kastas ut genom pulvret - ett speciellt "analt" hål som finns i membranet som täcker kroppen (det är svårt att se).

Om du tillsätter akvarellkarmin utspädd i vatten eller åtminstone finmalt träkol i en mortel till en vattendroppe med ciliater, kan du observera hur ciliaten sväljer partiklar av en sådan suspension och hur den resulterande matsmältningsvakuolen rör sig genom deras kropp.

Dessutom har toffelciliaten två speciella vesiklar med smala tubuli anordnade radiellt runt dem, genom vilka vattenhaltig vätska kommer in i vesikeln och som ger hela organellen en stjärnform. En av dessa bubblor är belägen närmare den främre änden av kroppen, den andra - närmare baksidan.

Deras storlek ändras: den ansamlade vätskan häller ut och bubblan försvinner, men sedan uppstår en ny ansamling av vätska och växer på samma plats. Dessa kontraktila vesiklar (vakuoler) spelar rollen som utsöndringsorgan. Genom dem avlägsnas inte bara sönderfallsprodukter från kroppen, utan också överskott av vatten som ständigt tränger in från den yttre miljön; tack vare detta bibehålls en viss koncentration av salter som är nödvändiga för det i protoplasman (i ciliater som lever i havsvatten observeras inte kontraktila vakuoler).

Ciliater har inga speciella anordningar för andning. Den enda cell som utgör dess kropp är omgiven på alla sidor av vatten som innehåller löst syre, och gasutbyte sker genom kroppens tunna membran.

När det finns ett överflöd av mat förökar sig ciliater snabbt. Reproduktion sker genom delning: både kärnor (stora och små) förlängs i längd och förträngningar bildas på dem; kroppen börjar samtidigt också dra åt, och då separeras båda halvorna, tillsammans med halvorna av kärnorna, av en skiljevägg (fig. 29). Snart separeras båda halvorna och börjar leva självständigt.

Under gynnsamma förhållanden kan ciliater föröka sig under lång tid genom sådana successiva uppdelningar och bilda hundratals och tusentals omväxlande generationer. Men förr eller senare - förmodligen när tillstånden förvärras - inträffar förändringar i deras fysiologiska tillstånd som gör att de utvecklar en särdeles uttalad form av sexuell reproduktion.

Två ciliater som möts pressas mot varandra, berör sin munhåla, och sedan sker en mycket komplex omstrukturering av hela kärnkraftsapparaten i deras kropp: stora kärnor förstörs, små delas flera gånger, delvis också förstöras, och från dem lämnas varje ciliat med två reproduktiva kärnor. En av dem - "honan" - förblir på plats, och den andra - "hanen" - passerar in i kroppen på ett annat ciliat (genom plasmabron som bildas mellan dem) och smälter samman med dess "kvinnliga" kärna (fig. 30).

Denna form av den sexuella processen i protozoer, när två celler inte går samman till en, utan ömsesidigt utbyter delar av sina kärnor, kallas konjugering. Efter konjugering sprids ciliaten, deras normala struktur återställs och sedan börjar de reproducera sig igen genom delning.

Det som observeras under konjugeringen av ciliater påminner oss till stor del om befruktningen av ett ägg: i båda fallen ser vi fusionen av kärnämne som kommer från två olika celler. Som ett resultat av sammansmältningen av kärnor av olika ursprung "förnyas" organismerna i båda ciliaten och deras vitalitet ökar.

När ogynnsamma förhållanden uppstår (till exempel när en reservoar torkar ut) täcks många ciliater med ett tätare skal - en cysta - och i denna form kan de förbli under lång tid i ett tillstånd av "dolt liv". En ciliat klädd i en cysta, tillsammans med damm, kan plockas upp av vinden och föras till någon annan vattenmassa. Där kommer hon att frigöra sig från sitt skal och börja leva ett aktivt liv igen.

Det är intressant att utbildning cystor(encystment) var det länge inte möjligt att upptäcka bara de mest välkända och, verkar det som, särskilt välstuderade ciliater - paramecia, som från denna sida verkade som något slags obegripligt undantag bland andra ciliater. Och bara på senare år lyckades den ryske forskaren Mikhelson se parameciumcystor.

Det visade sig att de har en kantig form och liknar utseendemässigt de minsta sandkornen, varför tidigare observatörer inte uppmärksammade dem.

Ris. 27.

A - i ett provrör med en mjölklösning; B - samma provrör sett genom en handlins; B - skor under ett mikroskop med låg förstoring; G - en sko under ett högförstoringsmikroskop.

Ris. 28.

A - en del av en färgad sektion genom paramecium vid hög förstoring (många trichocyster ligger längs kanten av kroppen); B - normal och "skjuten" trichocyst vid hög förstoring.

Ris. 29.

1 - munhålan; 2 - stor kärna; 3 - liten kärna; 4 - kontraktil vakuol.

Ris. trettio.

1 - början av konjugation; varje ciliat har både en stor och liten kärna (makronukleus och mikrokärna), mikrokärnor i diagrammet är konventionellt markerade med mörka och ljusa färger; 2 - makrokärnor förstörs; 3 - mikrokärnor delar sig två gånger, men av de 4 dotterkärnorna i varje ciliat är 3 dömda att förfalla - de visas överstrukna (reduktionsdelning); 4 - båda ciliaten har en mikrokärna kvar; 5 - mikrokärnor delar sig, med en dotterkärna ("hona") kvar på plats och den andra ("manen") flyttar in i en annan individ; 6 och 7 - manliga kärnor möts med kvinnliga och smälter samman med dem; 8 - nya makrokärnor bildas i ciliaten och båda individerna divergerar.

Ciliattoffel, paramecium caudate(lat. Paramecium caudatum) - en art av ciliater av släktet Paramecium, den enklaste encelliga organismen. Vanligtvis kallas även andra arter av släktet Paramecium även toffelciliater. Vattenlevande livsmiljö, som finns i sötvatten. Den fick sitt namn för de långsträckta flimmerhåren på den bakre änden av kroppen.

Enligt ett annat klassificeringsschema placeras de i djurriket i ordningen av jämviktsdjur ( Holotricha) underklass av cilierade ciliater ( Ciliata) klass Ciliophora typ av protozoer ( Protozoer), och enligt det tredje schemat - till ordningen Hymenostomatida av underklassen Holotrichia. Det finns också många andra klassificeringssystem för ciliater.

Strukturera

Storlekarna på olika typer av skor sträcker sig från 0,1 till 0,5 mm, Paramecium caudate är vanligtvis cirka 0,2-0,3 mm. Kroppsformen liknar sulan på en sko. Det yttre täta lagret av cytoplasma (pellikel) inkluderar cisterner med platt membran (alveoler), mikrotubuli och andra cytoskelettelement belägna under det yttre membranet.

På cellens yta är cilia huvudsakligen belägna i längsgående rader, vars antal är från 10 till 15 tusen. Vid basen av varje cilium finns en basalkropp, och bredvid den finns en andra, från vilken cilium avgår inte. Förknippad med de basala kropparna hos ciliat är infraciliationen, ett komplext cytoskelettsystem. I toffeln inkluderar den postkinetodesmala fibriller som sträcker sig bakåt och strålar ut tvärstrimmiga filament. Nära basen av varje cilium finns en invagination av det yttre membranet - den parasomala säcken.

Mellan cilia finns små fusiforma kroppar - trichocyster, som anses vara skyddsorganeller. De sitter i membransäckar och består av en kropp och en spets. Kroppen har en tvärstrimning med en period av 7 nm. Som svar på irritation (uppvärmning, kollision med ett rovdjur) skjuter trichocysterna ut - membransäcken smälter samman med det yttre membranet och trichocysten förlängs 8 gånger i tusendelar av en sekund. Det antas att trichocyster, svullnad i vatten, kan hindra ett rovdjurs rörelse. Mutanter av tofflor är kända som saknar trichocyster och är ganska livskraftiga. Totalt har skon 5-8 tusen trichocyster. Trichocyster är en typ av extrusoma organeller med olika strukturer, vars närvaro är karakteristisk för ciliater och vissa andra grupper av protister.

Toffeln har 2 kontraktila vakuoler i de främre och bakre delarna av cellen. Var och en består av en reservoar och radiella kanaler som sträcker sig från den. Reservoaren öppnar sig ibland utåt, kanalerna är omgivna av ett nätverk av tunna rör genom vilka vätska kommer in i dem från cytoplasman. Hela systemet hålls i ett visst område av ett cytoskelett av mikrotubuli.

Skon har två kärnor med olika struktur och funktioner - en diploid mikrokärna (liten kärna) med en rund form och en polyploid makrokärna (stor kärna) med en bönform.

Den består av 6,8 % torrsubstans, varav 58,1 % är protein, 31,7 % är fett, 3,4 % är aska.

Kärnfunktioner

Mikrokärnan innehåller en komplett uppsättning gener från vilka nästan inget mRNA läses och därför uttrycks inte dess gener. När makrokärnan mognar sker komplexa genomomarrangemang, nästan alla mRNA läses från generna som finns i denna kärna; därför är det makrokärnan som "kontrollerar" syntesen av alla proteiner i cellen. En sko med en borttagen eller förstörd mikrokärna kan leva och föröka sig asexuellt, men förlorar förmågan att fortplanta sig sexuellt. Under sexuell reproduktion förstörs makrokärnan och återuppbyggs sedan från det diploida primordium.

Rörelse

Genom att göra vågliknande rörelser med flimmerhåren rör sig skon (flyter med den trubbiga änden framåt). Ögonfransen rör sig i ett plan och gör ett direkt (effektivt) slag när den rätas ut, och ett returslag när den är böjd. Varje nästa ögonfrans i raden slår med en liten fördröjning jämfört med den föregående. Flytande i vattnet roterar skon runt sin längdaxel. Rörelsehastigheten är ca 2 mm/s. Rörelseriktningen kan ändras på grund av böjning av kroppen. Vid kollision med ett hinder vänds riktningen på det direkta slaget, och skon studsar tillbaka. Sedan "svingar" hon fram och tillbaka en stund, och börjar sedan gå framåt igen. När den stöter på ett hinder depolariseras cellmembranet och kalciumjoner kommer in i cellen. Under svängfasen pumpas kalcium ut ur cellen.

Näring och matsmältning

På ciliatens kropp finns en depression - en cellulär mun, som passerar in i den cellulära svalget. Nära munnen finns specialiserade cilier av den periorale ciliationen, "limmade" i komplexa strukturer. De trycker in huvudfödan av ciliater - bakterier - i halsen tillsammans med vattenflödet. Ciliatet hittar sitt byte genom att känna av förekomsten av kemikalier som frigör kluster av bakterier.

I botten av svalget kommer maten in i matsmältningsvakuolen. Matsmältningsvakuoler rör sig i ciliatens kropp med en cytoplasmaström längs en viss "väg" - först till den bakre änden av cellen, sedan till framsidan och sedan igen bakåt. I vakuolen smälts maten, och de smälta produkterna kommer in i cytoplasman och används under ciliatens liv. Först blir den inre miljön i matsmältningsvakuolen sur på grund av fusionen av lysosomer med den, sedan blir den mer alkalisk. När vakuolen migrerar separeras små membranvesiklar från den (förmodligen ökar absorptionshastigheten för smält mat). Den osmälta maten som finns kvar inuti matsmältningsvakuolen kastas ut i den bakre delen av kroppen genom ett speciellt område på cellytan, utan en utvecklad pellicle - cytopig eller pulver. Efter att ha gått samman med det yttre membranet separeras matsmältningsvakuolen omedelbart från den och bryts upp i många små vesiklar, som migrerar längs ytan av mikrotubulierna till botten av cellsvalget och bildar nästa vakuol där.

Andning, eliminering, osmoreglering

Skon andas genom hela burens yta. Det kan existera på grund av glykolys vid låga syrekoncentrationer i vatten. Produkter av kvävemetabolism utsöndras också genom cellytan och delvis genom den kontraktila vakuolen.

Huvudfunktionen hos kontraktila vakuoler är osmoregulatorisk. De tar bort överflödigt vatten från cellen, som tränger in där genom osmos. Först sväller de ledande kanalerna, sedan pumpas vattnet från dem in i reservoaren. När reservoaren drar ihop sig separeras den från tillförselkanalerna och vatten släpps ut genom poren. Två vakuoler arbetar i antifas, var och en drar ihop sig en gång var 10-15:e s under normala fysiologiska förhållanden. På en timme frigör vakuoler en volym vatten från cellen som är ungefär lika med cellens volym.

Fortplantning

Toffeln har asexuell och sexuell reproduktion (sexuell process). Asexuell reproduktion - tvärdelning i aktivt tillstånd. Det åtföljs av komplexa regenereringsprocesser. Till exempel, en av individerna ombildar en cellulär mun med en perioral ciliation, var och en fullbordar den saknade kontraktila vakuolen, basalkropparna förökar sig och nya cilia bildas, etc.

Den sexuella processen, liksom andra ciliater, sker i form av konjugering. Skor som tillhör olika kloner "limmas ihop" tillfälligt på sina orala sidor och en cytoplasmatisk brygga bildas mellan cellerna. Därefter förstörs makrokärnorna i de konjugerande ciliaten, och mikrokärnorna delar sig med meios. Av de fyra haploida kärnorna som bildas dör tre, och den återstående delar sig med mitos. Varje ciliat har nu två haploida pronuklei - en av dem är hona (stationär), och den andra är hane (vandrande). Ciliater utbyter manliga pronuklei, medan kvinnliga pronuclei förblir i "sin" cell. Sedan, i varje ciliat, smälter "dess egna" kvinnliga och "främmande" manliga pronuclei samman och bildar en diploid kärna - en synkaryon. När ett synkaryon delar sig bildas två kärnor. En av dem blir en diploid mikrokärna, och den andra förvandlas till en polyploid makrokärna. I verkligheten är denna process mer komplicerad och åtföljs av speciella post-konjugationsdivisioner.

Genom

Skogenomet innehåller 40 tusen gener, medan människan har 25 tusen.

Källor

Anteckningar

Wikimedia Foundation. 2010.

Se vad "Ciliate slipper" är i andra ordböcker:

- (Paramecium caudatum) ... Wikipedia

Infusoriatoffla, ciliattoffel... Stavningsordbok-uppslagsbok

Tofflor, paramecium, stentor, opalina, polygastrica, chilodon, honotricha, endodiniomorph, psammon, suvoika Ordbok över ryska synonymer. ciliates substantiv, antal synonymer: 24 acineta (1) ... Synonym ordbok

Substantiv, antal synonymer: 4 balett (1) ciliat (24) paramecium (2) ... Synonym ordbok

Alla minns denna varelse, med ett ljust, minnesvärt namn, från skolan. Ciliattoffelns livsmiljö bestämmer många av dess livsprocesser. Vi kommer att överväga de strukturella och fysiologiska egenskaperna hos denna organism i vår artikel.

Habitat för ciliattoffeln: beskrivning

Den namngivna encelliga organismen, vars enda cell liknar sulan på en sko, kan bara hittas i grunda sötvattenförekomster. Ciliater föredrar stillastående vatten, som innehåller ruttnande rester av organiskt material. En sådan livsmiljö för toffelciliaten (bilden nedan visar cellens form) gör att den aktivt kan röra sig på jakt efter mat.

Hur man odlar ciliater

Cellen av ciliater är ganska stor i storlek för representanter för denna systematiska grupp - upp till 0,5 mm. Men du kan bara se det bra under ett mikroskop. Om du bestämmer dig för att göra detta, kan färdiga prover tas även i ett vanligt akvarium.

Vem som helst kan odla en kultur av ciliater på egen hand. För att göra detta måste du ta en bas - lite vatten från ett akvarium eller en kustdel av en reservoar. Placera en droppe av denna vätska på ett objektglas och undersök det under ett mikroskop. Om du hittar ciliater kan denna bas användas. Därefter måste vätskan placeras på glaset och på båda sidor - en droppe rent vatten och salt. Sedan kopplar vi ihop allt med en tändsticka och bildar en så kallad bro. Under sådana förhållanden kommer ciliater att börja röra sig i rent vatten. Denna kultur pipetteras i en behållare för vidare odling - det kan vara vilken burk som helst med rent vatten.

För att växa behöver ciliater en näringslösning. För att förbereda det måste du ta lite hö och koka det i cirka 20 minuter i en liter vatten. Efter detta kommer bara sporer av Bacillus subtilis att finnas kvar i lösningen, och alla andra mikroorganismer kommer att dö. Den resulterande vätskan måste sitta i 3 dagar. Under denna tid kommer sporerna att utvecklas till vilket kommer att vara en utmärkt föda för ciliater. Dessa encelliga djur kan också utfodras med kokt eller kondenserad mjölk och infusion med hydrolytisk jäst. Hur förstår man att ciliater behöver matas? Om vätskan i burken blir klar betyder det att det är dags att äta.

Förflyttning av ciliater

Tofflor ciliater gör att den kan röra sig aktivt. Den utför denna process med hjälp av specialiserade organeller - cilia. Det finns cirka 15 tusen av dem på ytan av ett ciliat. Deras samordnade arbete gör att varelsen kan nå hastigheter på upp till 3 mm/s.

Arbetet med cilia liknar rörelsen av åror eller en pendel. Rörelseorganellerna reser sig kraftigt och återgår sedan smidigt till sin plats. På en sekund gör ciliaten upp till flera dussin liknande rörelser. Ciliaten rör sig med sin trubbiga ände framåt och vrider sig samtidigt runt kroppens axel.

Nätaggregat

Beroende på typen av näring tillhör denna organism gruppen heterotrofer. Källan till färdiga organiska ämnen är habitatet för ciliattoffeln. Näring utförs med hjälp av specialiserade vakuoler. Och grunden för kosten är cellerna av bakterier och växter, som finns i stora mängder i förorenat vatten. Deras ciliater fångas med hjälp av en liten depression - en cellulär mun.

Därefter kommer maten in i ett slags svalg och hamnar i cytoplasman. En matsmältningsvakuol börjar bildas runt den, där matsmältningsprocessen sker. Ämnen i denna organell utsätts för hydrolytiska enzymer. Osmälta matrester avlägsnas från ciliatcellen genom ett hål som kallas pulver.

Ämnesomsättning

Livsmiljön för ciliattoffeln är en vätska med ett visst innehåll av olika ämnen, inklusive salter. I själva cytoplasman är deras koncentration mycket lägre. Därför strömmar vatten kontinuerligt från miljön in i cellen.

Reglering av denna process utförs med hjälp av ciliater.Det finns två av dem i ciliatcellen: vid kroppens bakre och främre ändar. Dessa är pulserande runda kaviteter, från vilka tubuli sträcker sig radiellt i alla riktningar. Kontraktila vakuoler hålls på en konstant nivå.

Gasutbyte i ciliater sker över hela kroppens yta. Syre kommer in i cytoplasman genom membranet. Här sker oxidation av organiska ämnen, vilket frigör energi, vatten och koldioxid. Metaboliska produkter avlägsnas också genom membranet.

Reproduktionsmetoder

Alla livsprocesser bestäms av habitatet för ciliattoffeln. Reproduktion är inget undantag. Så, vid en behaglig temperatur, delar sig ciliatcellerna i två. Denna process börjar med att krossa kärnan. Var och en av dottercellerna får bara en del av organellerna, och de saknade återställs.

När vattentemperaturen sjunker eller det finns brist på mat, börjar ciliater den sexuella processen. Det kallas konjugering. I det här fallet kommer de två ciliaten närmare varandra, och en cytoplasmatisk brygga bildas mellan dem. Det är här genetisk information utbyts. Som ett resultat ändras inte antalet individer. Betydelsen av denna process ligger i förnyelsen av ärftligt material, vilket avsevärt ökar organismernas anpassningsförmåga.

Den akvatiska livsmiljön för ciliattoffeln ger de nödvändiga förutsättningarna för genomförandet av alla processer i dess livsaktivitet: aktiv rörelse, heterotrofisk näring, aerob andning och olika typer av reproduktion.

Dessa är de mest komplexa protozoerna. De karakteristiska dragen i organisationen av ciliater är: rörelse med hjälp ögonfransar, Tillgänglighet två kärnor - stor Och litenth – med olika funktioner och sexuella processer - konjugation.

Tofflor ciliater ( Paramecium caudatum ) - invånare i små stillastående vattenmassor. Dess längd når 0,1 - 0,3 mm. Den är täckt med en pellicle, så kroppens form är konstant och liknar en elegant damtoffel, därav dess namn (fig. 5).

2 4 3

Fig 5. Tofflor ciliater: 1 – cilia; 2 - matsmältningsvakuoler; 3 - stor kärna (makronukleus); 4 - liten kärna (mikronkärna); 5 - pulver; 6 – kontraktil vakuol.

Rörelse Skor bildas med hjälp av många (mer än 10 tusen) cilia ordnade i regelbundna längsgående rader. De utför koordinerade vågliknande svängningar.

Näring sker enligt följande. På ena sidan av skokroppen finns en trattformad fördjupning som leder i munnen och rörformig hals. Med hjälp av flimmerhår som täcker tratten drivs matpartiklar (bakterier, encelliga alger, detritus) in i munnen och sedan in i svalget. Från svalget tränger mat in i cytoplasman genom fagocytos. Den resulterande matsmältningsvakuolen plockas upp av en cirkulär ström av cytoplasman. Inom 1 - 1,5 timmar smälts maten, absorberas i cytoplasman och osmälta rester genom hålet i höljet - pulver - tas fram. Under gynnsamma temperatur- och matförhållanden kan en sko konsumera lika mycket mat per dag som den väger.

Kontraktila vakuoler Det finns två skor i cytoplasman: i de främre och bakre delarna av kroppen. De är mer komplext uppbyggda än de enklaste av andra klasser. Vatten och avfallsprodukter från cytoplasman tränger först in i de afferenta tubuli och sedan från dem in i centralvakuolen, varifrån de släpps ut. Vakuolerna drar ihop sig växelvis var 20-30:e s.

Ris. 6. Asexuell reproduktion genom tvärgående delning av toffelns ciliater: 1 – mikrokärna; 2 – makrokärna.

Den nukleära apparaten i ciliattoffeln är komplex och representeras av en stor bönformad polyploid kärna, eller makrokärna, reglera autonoma funktioner (näring, andning, utsöndring), och den lilla kärnan, eller mikrokärnasom, spelar en speciell roll i den sexuella processen.

Fortplantning könlös. Först delar sig båda kärnorna: den stora amitotiskt och den lilla mitotiskt, och sedan delar sig kroppen på ciliattoffeln på mitten i tvärriktningen. De saknade organellerna utvecklas på nytt hos båda dotterindividerna (fig. 6).

Asexuell reproduktion efter ett antal generationer ersätts av periodiskt förekommande sexuella processer - konjugationtill henne. I detta fall appliceras två ciliater på varandra med sidorna där munnen är belägen. Pellikkeln vid kontaktstället mellan individer löses upp och en cytoplasmatisk brygga bildas mellan dem. Den stora kärnan förstörs och deltar inte i den sexuella processen. Små kärnor delar sig meiotiskt. Av de fyra haploida kärnorna som bildas i varje ciliat sönderfaller tre. Den återstående fjärde kärnan delar sig mitotiskt en gång till. En av de två bildade kärnorna (stationär) förblir i samma ciliat, och den andra (migrerande) passerar in i konjugationspartnerns cell. Efter fusionen av de stationära och migrerande kärnorna bildas en diploid kärna med rekombinerat genetiskt material. I var och en av ciliaten delas den diploida kärnan flera gånger, och efter en serie transformationer bildas en liten och en förnyad stor kärna. Efter en tid börjar ciliaten aktiv asexuell reproduktion genom delning.

Kontrollfrågor:

Vilka är huvuddragen i den yttre och inre strukturen som är karakteristiska för ciliattoffeln?

Vilka typer av reproduktion är typiska för ciliater?

Vilken roll har konjugationsprocessen, hur uppstår den?