Descrierea, structura și mărimea ciliatelor-pantofi

Infuzoria-pantof este cunoscut încă de la orele de biologie din școală. Acesta este unul dintre tipurile de organisme unicelulare ciliare care nu aparține regnului animalelor, plantelor sau ciupercilor, dar este inclusă în grupul intermediar al protiștilor. Creatura trăiește în apă dulce și a primit un nume interesant pentru forma permanentă a corpului, asemănătoare cu amprenta tălpii unui pantof.

Clasificarea științifică

Tipul de ciliați aparține super-regnului eucariotelor, adică organismelor cu nucleu. Ele corespund tipului de ciliar, clasa Oligohymenophorea și genului Paramecia. O caracteristică a reprezentanților acestui rang este preferința pentru condițiile de mediu acide.

La un moment dat, cercetătorii au depus mult efort pentru a descifra genomul unor specii înrudite cu parameciul. S-a dovedit că conține 40.000 de gene care codifică proteine, în timp ce la oameni există doar aproximativ 28.000. Creșterea numărului de gene a rezultat din mai multe duplicări ale genomului original. Metoda de codificare a secvenței resturilor de aminoacizi din ciliați este unică prin prezența unui singur, și nu triplu, ca în codul genetic universal, codon care completează sinteza lanțului polipeptidic.

descriere generala

Habitatul optim pentru organism este apa proaspătă stătătoare, care conţine compuşi organici în descompunere. În special, un acvariu de acasă îndeplinește aceste condiții, într-o probă de apă de nămol din care se găsesc adesea protozoare.

Este posibil să se examineze infuzoria numai la microscop, deoarece dimensiunea sa nu depășește 0,1-0,3 mm. Aproape 7% din celulă constă din substanță uscată, a cărei compoziție chimică este reprezentată de următoarele componente:

• proteine ​​(58%);
• lipide (31,4%);
• cenusa (3,6%).

Corpul pantofului ciliat este acoperit cu un strat dens de citoplasmă, sub membrana exterioară a căreia se află astfel de elemente ale citoscheletului ca alveole și microtubuli. Corpul este format din următoarele elemente:

• nucleu (macronucleus);
• nucleol (micronucleu);
• cili longitudinali și superficiali;
• deschiderea gurii;
• vacuole digestive formate și emergente (fagozomi);
• orificiul prin care se golește vacuola digestivă (citopig sau pulbere);
• două vacuole contractile.

Fiecare organoid are funcții importante.

Nucleu și nucleol

Ciliatul are doi nuclei, fiecare având propria sa structură și funcție. Micul are o formă rotunjită, conține material ereditar. Din genomul său, ARN-ul mesager este prost citit, prin urmare, informațiile ereditare nu sunt convertite în proteine ​​sau alt produs funcțional și nu există expresie genetică. În cazul distrugerii nucleolului, viața pantofului continuă, dar se va reproduce doar asexuat, procesul sexual va fi imposibil.

Maturarea unui miez mare în formă de fasole duce la rearanjamente complexe în materialul ereditar. Toate ARNm-urile sunt citite din genele lui, astfel încât sinteza proteinelor depinde de el. Distruge nucleul procesului reproductiv, dar la sfârșitul acestuia macronucleul este restabilit.

Cilii și tricochisturile

Cilia într-un număr mic de celule de la 10 la 15 mii. Ele cresc din corpurile bazale, care formează un sistem complex de citoschelet care include fibrile și filamente post-kinetodesmale. La baza organelelor se formează saci parazomali, care rezultă din invaginarea membranei exterioare.

Între cilii ciliați dens localizați, mai este loc pentru 5-8 mii de organele de apărare, numite tricochisturi. Sunt una dintre soiurile de vezicule secretoare expulzate de ciliati in timpul exocitozei. Arata ca niste corpuri cu varf, striate transversal la fiecare 7 nm, situate in sacii membranari. Funcția de protecție se manifestă prin alungire instantanee și tragere în caz de pericol. Cu toate acestea, unii reprezentanți ai ciliați sunt lipsiți de astfel de organele și, în același timp, sunt destul de viabile.

Infuzoria-pantof se mișcă cu ajutorul cililor. Făcând mișcări ca un val, plutește cu capătul contondent înainte. Organelele primesc o lovitură dreaptă când sunt erecte. Returnabilul se realizează într-o formă curbă. Acest proces nu poate fi numit sincron, deoarece tempo-ul este stabilit de primul cilio din rând, iar fiecare următor repetă acțiunea cu o ușoară întârziere. Acest lucru duce la rotirea pantofului în jurul axei sale în timpul mișcării. Într-o secundă, acoperă distanțe de 2-2,5 mm.

Prin îndoirea corpului, ciliatul își poate schimba direcția. În cazul unei coliziuni neașteptate cu un obstacol, acesta va reveni brusc, deoarece diferența de potențial din membrana sa va scădea brusc, iar ionii de calciu vor pătrunde în interior. Apoi, pantoful va face mișcări înainte și înapoi pentru o perioadă de timp, timp în care calciul va fi eliberat din cușcă și va continua în curând pe traiectoria sa inițială.

Organe care furnizează nutriție

Gura pantofului arată ca o depresiune pe corp, trecând în faringele celular. Structurile complexe formate din cili sunt situate în jurul deschiderii gurii. Pantoful ciliat se hrănește în principal cu alge, bacterii și alte organisme unicelulare mici, pe care le găsește prin substanțele chimice pe care le eliberează. Structurile asemănătoare părului din jurul gurii împing prada în jos în gât împreună cu jetul de apă.

În plus, alimentele intră în vacuola digestivă formată în timpul fagocitozei și, sub acțiunea fluxului citoplasmatic, se deplasează în capătul din spate al celulei, se întoarce în față și din nou se întoarce înapoi. Vacuola se contopește cu lizozomii, ceea ce este însoțit de apariția unui mediu acid, care se deplasează treptat către un ușor alcalin.

Fagozomul migrează și crește viteza de absorbție prin separarea veziculelor membranare mici. Tot ceea ce nu poate fi digerat este aruncat prin pulbere, lipsit de citoplasmă dezvoltată. Produsele digerate sunt dispersate în spațiul intercelular și sunt utilizate pentru implementarea funcțiilor vitale.

După ce își îndeplinește funcția, vacuola se contopește cu membrana exterioară și se prăbușește, eliberând mici bule. Ulterior, ei intră în faringele celular prin microtuburi care formează citoscheletul, unde formează un nou fagozom.

Interesant este că abundența alimentelor afectează durata de viață a pantofului ciliat. Speranța de viață este de doar câteva zile cu exces de nutriție și câteva luni (uneori până la un an) cu o dietă proastă.

Vacuole contractile

Vacuolele contractile sunt situate pe partea din față și din spate a celulelor. Fiecare dintre ele constă dintr-un rezervor, care se deschide uneori spre exterior și canale radiale de ieșire, înconjurate de multe tuburi subțiri care pompează fluidul din citoplasmă. Întregul sistem fragil este ținut de citoschelet.

Funcția principală a acestor organite interne este osmoreglarea. Difuzia moleculelor de apă în celulă duce la un exces de lichid, care este excretat prin vacuole. Canalele conducătoare pompează apa într-un rezervor, care apoi se contractă și se separă de tuburi, aruncând apa din cușcă prin por. Două vacuole funcționează alternativ, fiecare micșorându-se timp de 10-25 de secunde, în funcție de temperatura mediului ambiant. O oră mai târziu, volumul de lichid ejectat este egal cu volumul celulei în sine.

https: // youtube.com / ceas?v = de7b4d8zfgU

Procesul de reproducere

Infuzoria-papuc se reproduce asexuat, care constă în diviziunea ardeiului și este însoțită de procese complexe de regenerare. Deoarece doi sunt obținuți de la un singur individ, fiecare dintre pantofii noi primește o vacuola contractilă și sunt forțați să-l completeze pe cel care lipsește singuri. Doar un ciliat primește gura celulei, iar al doilea în acest moment trebuie să formeze o deschidere a gurii cu structurile necesare în jurul său. Corpi bazali și noi cili, fiecare reprezentant se formează independent.

Ciliații se caracterizează și printr-un proces sexual numit conjugare, constând în transferul de nuclee între celulele partenerilor. Procesul implică pantofi formați prin diviziunea diferitelor celule mamă. Ele sunt lipite împreună de cavitățile bucale, în urma cărora se formează o punte citoplasmatică.

În acest moment, nucleii mari sunt distruși în fiecare individ, iar cei mici se divid, înjumătățind în același timp numărul de cromozomi. Rezultatul sunt 4 nuclee, dintre care 3 sunt distruse. Restul este împărțit în două nuclee identice genetic, iar fiecare partener are un pronucleu masculin și feminin. Nucleii feminini raman fiecare in celula proprie, iar ciliatii masculi fac schimb. În timpul schimbului, are loc fuziunea pronucleilor feminin și masculin și se formează un nou nucleu, împărțindu-se în încă două. Ele devin noile nuclee mari și mici.

Oportunități de studiu

Povestea despre pantoful ciliat poate fi auzită chiar și la școală, dar nu toată lumea știe exact cum au studiat cercetătorii micul organism. De fapt, nu este nimic dificil în a-l observa, în plus, dimensiunea zecimii de milimetru este destul de mare pentru cei mai simpli. Toate acestea înseamnă că cercetările pot fi efectuate chiar și acasă, dar mai întâi pentru aceasta trebuie să creați o cultură de ciliați.

Deoarece pantofii sunt prezenți în toate corpurile de apă, apa este luată din aceste surse. Pentru puritatea experimentului, trebuie să luați trei recipiente de sticlă și să puneți crenguțe și frunze în descompunere într-unul dintre ele, plante vii în celălalt și nămol din partea de jos în al treilea. Toate materialele sunt luate din rezervor, de acolo se extrage și lichidul și se toarnă în borcane.

Când totul este gata, trebuie să examinați cu atenție conținutul recipientului și să vă asigurați că nu există organisme străine vizibile pentru ochi, de exemplu, insecte sau larve. Daca sunt, vor trebui prinsi, altfel ciliatii vor fi mancati. Habitatul pregătit este așezat pe o fereastră, acoperit cu sticlă și lăsat la temperatura camerei timp de câteva zile. În acest caz, trebuie să vă asigurați că lumina directă a soarelui nu cade pe recipient.
După două zile, agitați borcanul și verificați dacă au apărut organisme acolo. Poate fi atât pantofi, cât și alte creaturi, dar este ușor de verificat. Este necesar să luați o picătură de apă din peretele iluminat al vasului mai aproape de suprafață, în acest loc se vor concentra majoritatea organismelor de interes. Apoi, picătura trebuie plasată pe sticlă și privită printr-un microscop sau cel puțin cu o lupă.

Dacă, în același timp, corpurile în formă de fus sunt vizibile, mișcându-se rapid și lin și rotindu-se în jurul axei lor, înseamnă că a fost posibilă despărțirea pantofilor. Dacă în picătură există o bucată de verdeață sau o peliculă bacteriană, mulți ciliați se vor acumula imediat în jurul alimentelor.

Separarea pantofilor de alte animale este ușor. De obicei, se mișcă mult mai repede decât alte organisme, iar acest lucru ar trebui să fie profitat. Pentru a face acest lucru, o picătură, în care există mai multe tipuri de creaturi, este pusă pe sticlă și plasată într-un loc bine luminat. Alături se toarnă o cantitate mică de apă proaspătă și se trage cu o scobitoare o linie de la un lichid la altul, astfel încât să se obțină o punte de apă subțire care leagă cele două medii. Ciliații vor trece rapid distanța și se vor găsi într-o nouă picătură.

Se întâmplă să nu se vadă nimic care trăiește în apă, caz în care puteți adăuga câteva picături de lapte fiert în recipient și mai așteptați două zile. După acest timp, puteți încerca din nou să studiați organismele dezvoltate.

În plus, pantofii se vor înmulți, acest proces poate fi accelerat prin crearea unor condiții favorabile pentru ei. Pentru a face acest lucru, acestea sunt plasate într-unul dintre următoarele medii:

• pe coaja de banana uscata;
• pe frunze de salată verde;
• în lapte;
• în infuzia de fân.

Organismele diluate în acest mod pot fi folosite pentru a le observa în scopuri de cercetare sau pot fi de folos practic. Deoarece ciliatii sunt asistentele naturale ale apei dulci, ei pot dezinfecta lichidele din acvarii cu pești, precum și pot servi drept hrană pentru prăjiți.

Astfel, ciliatii papucii sunt organisme uimitoare cu caracteristici unice (de exemplu, actul sexual fara reproducere), pot fi studiati chiar si acasa.