Descrierea, structura și dimensiunile ciliatilor
Pantoful infuzoriu este cunoscut încă din lecțiile de biologie școlară. Acesta este unul dintre tipurile de organisme unicelulare ciliare care nu aparține regnului animalelor, plantelor sau ciupercilor, dar este inclus în grupul intermediar de protisti. Creatura locuiește în apă dulce și a primit un nume interesant pentru forma sa permanentă a corpului, similară cu amprenta talpii pantofului.
conținut
Clasificare științifică
Tipul ciliatilor se referă la supremația eucariotelor, adică a organismelor cu nucleu. Ele corespund tipului de ciliari, clasei Oligohymenophorea și genului parameciului. O caracteristică a reprezentanților acestui rang este preferința pentru condițiile acide de mediu..
Cercetătorii din acea perioadă au depus o mulțime de eforturi în descifrarea genomului unor specii înrudite cu parameciul. S-a dovedit că conține 40.000 de gene care codifică proteine, în timp ce la om sunt doar aproximativ 28.000. O creștere a numărului de gene a apărut ca urmare a mai multor duplicări ale genomului original. Metoda de codificare a secvenței reziduurilor de aminoacizi din ciliați este unică în prezența unui codon unic, nu triplu, ca în codul genetic universal, codon, care completează sinteza lanțului polipeptidic.
Descrierea generală
Habitat optim pentru organism - apă proaspătă stagnată, în care există compuși organici biodegradabili. În special, aceste condiții corespund unui acvariu de origine, în eșantionul de apă limpede din care se găsesc deseori protozoare.
Este posibil să se ia în considerare infuzoria doar la microscop, deoarece dimensiunea sa nu depășește 0,1-0,3 mm. Aproape 7% din celulă constă în materie uscată, a cărei compoziție chimică este reprezentată de următoarele componente:
- proteine (58%);
- lipide (31,4%);
- cenușă (3,6%).
Corpul ciliatilor este acoperit cu un strat dens de citoplasmă, sub membrana externă a căruia sunt localizate astfel de elemente ale citoscheletului precum alveolele și microtubulele. Corpul este format din următoarele elemente:
- nucleu (macronucleu);
- nucleol (micronucleu);
- cili longitudinali și superficiali;
- deschiderea gurii;
- formează și formează vacuole digestive (fagozomi);
- o gaură prin care se golește vacuolul digestiv (citopig sau pulbere);
- două vacuole contractile.
Fiecare organoid îndeplinește funcții importante..
Nucleu și nucleol
Ciliații au două nuclee, fiecare având propria structură și funcții. Micul are o formă rotunjită, conține material ereditar. ARN-urile matriceale sunt slab citite din genomul său, prin urmare, informațiile ereditare nu sunt transformate într-o proteină sau alt produs funcțional, iar expresia genei este absentă. În cazul distrugerii nucleolului, viața pantofului continuă, dar se va înmulți doar asexual, procesul sexual va fi imposibil.
Maturizarea nucleului mare în formă de fasole duce la rearanjări complexe ale materialului ereditar. Toate ARNm-urile sunt citite din genele sale, de aceea, sinteza proteinelor depinde de aceasta. Procesul sexual distruge miezul, dar la sfârșitul acestuia macronucleul este restabilit din nou.
Cili și trichocisti
Cilia într-un număr mic de celule de la 10 la 15 mii. Ele cresc din corpuri bazale, care formează un sistem complex de citoschelet, inclusiv fibrilele și filamentele post-kinetodesmice. La baza organelelor se formează sacuri parazomale, rezultate din extruza membranei exterioare.
Între cilii infuzorieni dens amenajați, mai există loc pentru 5-8 mii de organoizi de apărare numiți trichocisti. Ele reprezintă una dintre soiurile de vezicule secretoare împinse de ciliați în timpul exocitozei. Acestea arată ca niște corpuri cu vârf, striate transversal la fiecare 7 nm, sunt localizate în sacuri cu membrană. Funcția de protecție se manifestă prin prelungirea și tragerea instantanee în caz de pericol. Cu toate acestea, unii reprezentanți ai ciliatilor nu au astfel de organele și sunt destul de viabili în același timp..
Pantoful ciliat se mișcă cu ajutorul cililor. Făcând mișcări asemănătoare valului, înoată cu un capăt contond în față. Organele au o lovitură directă într-o stare îndreptată. Se returnează în curb. Acest proces nu poate fi numit sincron., deoarece ritmul este stabilit de primul ciliu la rând și fiecare dintre acestea ulterioare repetă acțiunea cu o ușoară întârziere. Acest lucru duce la rotirea pantofului în jurul axei sale în timpul mișcării. Pentru o secundă, depășește 2-2,5 mm distanță.
Curbând corpul, ciliatrul poate schimba direcția. Într-o coliziune neașteptată cu un obstacol, aceasta va scădea brusc, deoarece diferența de potențial va scădea brusc în membrana sa și ionii de calciu vor pătrunde în interior. Apoi pantoful se va mișca înainte și înapoi pentru o perioadă de timp, timp în care calciul va părăsi celula și va continua în curând pe calea inițială.
Furnizorii de produse alimentare
Gura pantofului arată ca o adâncitură pe corp, care trece în faringe celulară. În jurul gurii sunt structuri complexe formate din cilium. Pantoful infuzoriu se hrănește în principal cu alge, bacterii și alte organisme unicelulare mici, pe care le găsește prin substanțele chimice pe care le secretă. Structurile păroase din jurul gurii conduc prada în gât împreună cu un flux de apă.
În continuare, alimentul intră în vacuolul digestiv format în timpul fagocitozei, iar sub acțiunea fluxului citoplasmatic se deplasează la capătul posterior al celulei, se întoarce în față și se întoarce din nou. Vacuolul se contopește cu lizozomii, care este însoțit de apariția unui mediu acid, care trece treptat spre ușor alcalin.
Fagosomul migrează și crește rata de absorbție prin separarea veziculelor cu membrană mică. Tot ceea ce nu poate fi digerat este aruncat printr-o pulbere lipsită de citoplasmă dezvoltată. Produsele supraterate se dispersează în spațiul intercelular și sunt utilizate pe viață.
După îndeplinirea funcției sale, vacuolul se contopește cu membrana externă și se prăbușește, eliberând mici bule. Ulterior, aceștia intră în faringe celulară prin microtuburi care formează citoscheletul, unde formează un nou fagosom.
Interesant este că abundența de alimente afectează cât de mult trăiește pantoful ciliat. Speranța de viață este de doar câteva zile cu o alimentație excesivă și câteva luni (uneori până la un an), cu o dietă săracă.
Vacuole contractuale
Vacuole contractile sunt situate pe partea din față și în spatele celulelor. Fiecare dintre ele este alcătuit dintr-un rezervor, care se deschide uneori spre exterior și prin canale radiale ieșite înconjurate de numeroase tuburi subțiri care pompează fluidul citoplasmei Întregul sistem fragil este deținut de citoschelet.
Principala funcție a acestor organele interne este osmoregularea. Difuzarea moleculelor de apă în celulă duce la excesul de lichid, care este îndepărtat prin vacuole. Canalele de alimentare pompă apa în rezervor, care apoi se contractă și se separă de tuburi, aruncând apă în afara celulei prin por. Două vacuole funcționează alternativ, fiecare este redus cu 10-25 secunde în funcție de temperatura mediului. După o oră, volumul de lichid evacuat este egal cu volumul celulei în sine.
Procesul de reproducere
Un pantof infuzoriu se propagă asexual, care constă în diviziune încrucișată și este însoțit de procese complexe de regenerare. Deoarece două sunt obținute de la un singur individ, fiecare dintre pantofii noi primește un vacuol contractil și sunt obligați să completeze lipsa în mod independent. Gura celulei capătă un singur ciliator, iar al doilea în acest moment trebuie să formeze o deschidere a gurii cu structurile necesare în jurul acesteia. Fiecare reprezentant formează corpuri bazale și cili noi independent.
Infuzoria este, de asemenea, caracteristică procesului sexual, numit conjugare, constă în transferul de nuclei între celulele partenerilor. În acest proces participă pantofii implicați în divizarea diferitelor celule materne. Sunt lipite între ele de cavitățile orale, rezultând formarea unei punți citoplasmatice.
În acest moment, fiecare nucleu distruge nuclee mari, iar cele mici se împart, reducând la jumătate numărul de cromozomi. Rezultatul este 4 nuclee, dintre care 3 distruse. Restul este împărțit în doi nuclei identici din punct de vedere genetic, iar în fiecare partener se formează pronuclei masculin și feminin. Nucleii de sex feminin rămân fiecare în propria lor celulă, iar ciliatii masculi sunt schimbați. În timpul schimbului, pronucleii de sex feminin și masculin se contopesc și se formează un nou nucleu, împărțindu-se în alte două. Ele devin noi nuclei mari și mici.
Oportunități de învățare
Povestea despre încălțăminte ciliat poate fi auzită în școală, dar nu toată lumea știe exact cum au studiat cercetătorii micul organism. De fapt, nu este nimic complicat să-l observi, în plus, dimensiunea în zecimi de milimetru este destul de mare pentru cei mai simpli. Toate acestea înseamnă că cercetările pot fi efectuate chiar și acasă, dar mai întâi trebuie să crești o cultură a ciliatilor.
Deoarece pantofii sunt prezenți în toate rezervoarele, apa este preluată din aceste surse. Pentru puritatea experimentului, trebuie să luați trei recipiente de sticlă și să puneți ramuri și frunze în descompunere într-unul dintre ele, plante vii în cealaltă și să vă lăsați de jos în a treia. Toate materialele sunt preluate dintr-un rezervor, iar lichidul este extras și de acolo și turnat în conserve.
Când totul este gata, trebuie să revizuiți cu atenție conținutul containerului și să vă asigurați că nu există organisme străine vizibile pentru ochi, de exemplu, insecte sau larve. Dacă sunt, vor trebui să fie prinși, altfel ciliatii vor fi mâncați. Habitatul pregătit este așezat pe o fereastră, acoperit cu sticlă și lăsat la temperatura camerei pentru câteva zile. În acest caz, trebuie să vă asigurați că lumina solară directă nu cade pe rezervor.
După două zile, borcanul trebuie agitat și verificat pentru a vedea dacă au apărut organisme acolo. Poate fi atât pantofi cât și alte creaturi, dar este verificat simplu. Este necesar să luați o picătură de apă lângă peretele iluminat al vasului mai aproape de suprafață, în acest loc se vor concentra majoritatea organismelor de interes. Apoi, picatura trebuie plasată pe sticlă și examinată printr-un microscop sau cel puțin printr-o lupa.
Dacă în același timp sunt vizibile corpurile în formă de fus, care se mișcă rapid și lin și se rotesc în jurul axei sale, atunci s-a dovedit că se separă pantofii. Dacă o picătură conține o bucată de verdeață sau un film bacterian, mulți ciliați se vor acumula imediat în jurul alimentului.
Separarea pantofilor de alte animale este ușoară. De obicei, se mișcă mult mai repede decât alte organisme, iar acest lucru ar trebui utilizat. Pentru aceasta, o picătură în care există mai multe tipuri de creaturi este plasată pe sticlă și plasată într-un loc bine luminat. O cantitate mică de apă dulce este turnată lângă ea și o scobitoare trage o linie de la un lichid la altul, astfel încât să se obțină o punte subțire de apă care leagă cele două medii. Ciliatii vor parcurge rapid distanța și vor ajunge într-o nouă picătură.
Se întâmplă să nu vedeți nimic viu în apă, caz în care puteți adăuga câteva picături de lapte fiert în recipient și așteptați alte două zile. După acest timp, puteți încerca din nou să studiați organismele dezvoltate..
Atunci pantofii se vor multiplica, acest proces poate fi accelerat prin crearea condițiilor favorabile pentru ei.. Pentru a face acest lucru, acestea sunt plasate într-unul din următoarele medii:
- pe coaja uscată de banane;
- pe frunze de salată;
- în lapte;
- în infuzia de fân.
Organismele divorțate în acest fel pot fi folosite pentru a le observa în scopuri de cercetare sau pot fi de folos practic. Deoarece ciliatii sunt niște porțiuni naturale de apă dulce, ele pot dezinfecta lichidele în rezervoarele de pește și pot servi, de asemenea, ca hrană pentru prăjeli.
Astfel, papucii ciliați sunt organisme uimitoare care au trăsături unice (de exemplu, procesul sexual fără reproducere), ele pot fi studiate chiar și acasă.
