Как питается инфузория туфелька. Инфузория туфелька: строение, форма тела, обитание

К классу Инфузорий относится около 6 тыс. видов. Эти животные являются наиболее высокоорганизованными среди простейших.

С морфологическими и биологическими особенностями строения инфузорий познакомимся на примере типичного представителя - инфузории-туфельки.

Строение инфузории туфельки

Внешнее и внутренне строение инфузории туфельки

Инфузория-туфелька имеет размер около 0,1-0,3мм. Форма тела напоминает туфельку, потому она получила такое название.

Это животное имеет постоянную форму тела, так как эктоплазма снаружи уплотнена и образует пелликулу . Тело инфузорий покрыто ресничками. Их насчитывается около 10-15 тыс.

Характерной чертой строения инфузорий является наличие двух ядер: большого (макронуклеус) и малого (микронуклеус). С малым ядром связана передача наследственной информации, а с большим - регуляция жизненных функций. Инфузория-туфелька передвигается с помощью ресничек, передним (тупым) концом вперед и одновременно вращается вправо вдоль оси своего тела. Большая скорость движения инфузории зависит от веслообразного движения ресничек.

В эктоплазме туфельки имеются образования, называемые трихоцистами. Они выполняют защитную функцию. При раздражении инфузории-туфельки трихоцисты «выстреливают» наружу и превращаются в тонкие длинные нити, поражающие хищника. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме простейшего развиваются новые.

Питание и органы выделения

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

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

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

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

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

Размножение инфузории. Процесс конъюгации

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

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

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

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

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

Значение инфузорий в природе и жизни человека

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

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

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

Инфузории, проживающие в почве, улучшают ее плодородие.

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

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

Инфузория-туфелька – это простейший одноклеточный микроорганизм, который получил свое название за внешнее сходство с обувной подошвой. Ее размеры колеблются от 10 мкм до 4,5 мм , но такие крупные особи встречаются крайне редко. В основном можно встретить в пресных и стоячих водах.

Невооруженным глазом этот микроорганизм невозможно рассмотреть. Однако при большом скоплении в загрязненной и мутной воде можно увидеть продолговатые точки белого цвета – это и есть инфузории-туфельки. Они находятся в постоянном движении.

Инфузория-туфелька – это бактерия или нет?

Бактерия – одноклеточный организм, отличающийся отсутствием ядра, а инфузория-туфелька обладает двумя ядрами. Из этого можно сделать вывод, что данный представитель фауны не является бактерией .

Где обитает инфузория-туфелька?

Как уже говорилось выше, инфузория-туфелька обитает в пресноводных водоемах . Изучив воду из домашнего аквариума под микроскопом, можно заметить большое количество микроорганизмов, в том числе и инфузорий.

Можно самостоятельно создать искусственный водоем, в котором будет обитать этот простейший одноклеточный организм, для этого будет достаточно залить водой обычное сено, и дать настояться несколько дней.

Строение и функции

Внешнее покрытие этого представителя фауны представляет собой тонкую эластичную оболочку, которая называется мембраной . Она на протяжении всего жизненного цикла сохраняет форму тела. Это связано с наличием в слое цитоплазмы развитых опорных волокон. Эти волокна расположены плотно к оболочке. Инфузория-туфелька обладает двумя ядрами . За пищеварение отвечает большое ядро, а за размножение – малое.

На всей поверхности инфузории-туфельки расположены органы, отвечающие за ее передвижение. Эти органы называются ресничками , и их количество превышает 15 000 . Их движения напоминают движения весел. Перемещение инфузории осуществляется тупым концом вперед со скоростью до 3 мм/с . Во время передвижения этот микроорганизм вращается вокруг продольной оси своего тела. Это происходит за счёт медленных волнообразных движений ресничек.

Инфузория-туфелька – это высокоорганизованный простейший организм, который выполняет множество процессов для поддержания своей жизнедеятельности.

Дыхание организма осуществляется за счет попадания кислорода в цитоплазму через мембрану. Благодаря двум сократительным вакуолям, происходит газообмен, осуществляющийся за счет специальных канальцев. Удаление лишней жидкости, которая представляет собой результат процесса жизнедеятельности, происходит каждые 30 секунд. При неблагоприятной окружающей среде происходит замедление работы сократительных вакуолей, и инфузория-туфелька перестает питаться.

Размножение этого высокоорганизованного микроорганизма может быть как половым, так и бесполым.

Бесполое размножение у инфузорий-туфелек представляет собой обычный процесс деления клеток. Примерно раз в день большое и малое ядра расходятся в разные стороны организма и делятся на два. В результате деления образуется две инфузории-туфельки с таким же набором органов, как и у родительского организма.

Половое размножение свойственно только тем инфузориям, которые многократно проходили бесполое размножение или же при неблагоприятных условиях. В результате этого размножения не образуется двух особей. Два микроорганизма соединяются, создавая между собой соединительный мост.

Большие ядра инфузорий исчезают бесследно, а малые делятся на два. Ученые дали этому процессу название – конъюгация. Он может продолжаться более одиннадцати часов. При понижении температуры воды или изменении света две инфузории-туфельки могут превратиться в цисту, и просуществовать около десяти лет в состоянии анабиоза, хотя в среднем при благоприятных условиях их срок жизни длится не более суток.

Чем питается?

Рацион питания инфузории-туфельки состоит из бактерий и микроводорослей, которые содержатся в большом количестве в мутной застоявшейся воде. Питание происходит с помощью клеточного рта, по кругу которого расположены реснички. С их помощью микроорганизм может с легкостью захватывать как можно больше еды в рот. Изо рта пища проходит по клеточной глотке, попадая в вакуоли, в которых и происходит процесс пищеварения. Он может происходить в нескольких вакуолях сразу, и может длиться более часа.

Инфузория туфелька может питаться непрерывно, особенно когда температура воды более 17 градусов, прерываясь только для размножения.

Опасна ли для человека?

Заключение

Строение и внешний вид инфузорий-туфелек одинаковы для каждой особи. Они могут отличаться размерами. Жизненный цикл при благоприятных условиях у них тоже одинаковый. Эти микроорганизмы остро реагируют на температуру воды, освещение и содержание солей в водоеме. При неблагоприятных условиях они впадают в анабиоз, и их длительность жизни увеличивается в сотни, а то и в тысячи раз.

На размножение инфузории-туфельки откладывает отпечаток ее более сложное и особенное строение по сравнению с другими Простейшими. Так, у инфузории-туфельки два ядра. Одно - большое, называемое макронуклеусом , второе - малое, называемое микронуклеусом .

В ядрах содержатся хромосомы, в состав которых входят молекулы ДНК. В них закодирована наследственная информация. В большом ядре (макронуклеусе) находится несколько наборов хромосом, т. е. это ядро полиплоидное . В малом ядре (микронуклиусе) содержится двойной набор хромосом, т. е. это ядро диплоидное . Для сравнения: у большинства других животных в клетках по одному диплоидному ядру. Только в половых клетках ядра гаплоидные (содержат одинарный набор хромосом). Диплоидность означает, что каждая хромосома продублирована, т. е. у каждой хромосомы есть идентичная ей другая хромосома. Полиплоидность означает, что каждая хромосома продублирована несколько раз.

С ДНК макронуклеуса информация считывается с помощью специальных молекул (РНК) и далее в цитоплазме с помощью РНК синтезируются свойственные для инфузории-туфельки белки. И уже далее белки определяют синтез жиров, углеводов и других веществ (это делают белки, выполняющие функцию ферментов) или из белков строятся структуры клетки (органеллы, мембраны и др.).

Хромосомы микронуклеуса не используются для регуляции жизнедеятельности клетки. Микронуклеус используется только для полового процесса. У инфузории-туфельки есть не только бесполое размножение, но и половое. Однако это половое размножение протекает не так как у многоклеточных животных. При нем увеличения количества особей не происходит. Поэтому половое размножение инфузорий правильней называть половым процессом (конъюгацией ).

Бесполое размножение инфузории-туфельки

Бесполое размножение инфузории-туфельки протекает примерно также как у амебы и эвглены зеленой. Клетка делится надвое. Однако, в отличие от той же эвглены, инфузория делится не в продольном направлении, а в поперечном. То есть у инфузории-туфельки одной дочерней клетке достается передняя часть клетки, а второй - задняя.

В благоприятное время года (когда тепло и много пищи) деление происходит примерно раз в сутки. Бесполое размножение инфузории-туфельки происходит только у выросших, полностью сформированных клеток-особей.

Перед делением самой клетки сначала делятся его ядра. Сначала делится малое ядро, образуется два микронуклеуса. После этого делится макронуклеус. В это время многие процессы жизнедеятельности в инфузории-туфельке приостанавливаются (например, она перестает питаться). Одно большое и одно малое ядра уходят в переднюю часть клетки, другие большое и малое - в заднюю часть клетки.

После деления ядер начинается делится сама клетка. По середине образуется перетяжка, которая углубляется, полностью отделяя одну часть клетки от другой. Каждая новая клетка получает по одной сократительной вакуоли, а вторую достраивает самостоятельно. Также строится клеточный рот и другие части клетки.

Половой процесс инфузории-туфельки

В половом процессе (конъюгации) участвуют две разные клетки инфузории-туфельки. Они подходят друг к другу со стороны клеточных ртов и склеиваются. Между ними образуется так называемый цитоплазматический мостик (канал, по которому содержимое одной клетки может перетекать в другую).

Большие ядра конъюгирующих инфузорий разрушаются. В каждой инфузории-туфельке малое ядро делятся так, что образуется четыре ядра с гаплоидным набором хромосом. Такое деление называется мейоз . Три из гаплоидных ядер разрушаются, а оставшееся делится обычным способом (митоз ). Но поскольку в нем был гаплоидный набор хромосом, то получаются два ядра с гаплоидным набором.

Из каждой клетки по цитоплазматическому мостику уходит в другую клетку одно гаплоидное ядро, а другое остается. Таким образом инфузории-туфельки обмениваются своей генетической информацией. Один гаплоидный набор остается своим, а второй - приходит из другой клетки.

После того как произошел обмен ядрами, в каждой клетке они сливаются. Образуется новое малое диплоидное ядро. Далее оно делится, давая начало большому ядру, которое потом становится полиплоидным.

При половом размножении, в том числе при половом процессе, происходит обмен генетической информацией. У особей могут появиться новые признаки, способствующие их лучшей приспособляемости и выживаемости.

О том, что практически в любой воде живут инфузории я, в принципе, был наслышан, но вот до того, чтобы взяться за микроскоп и вплотную заняться их поисками, руки как-то не доходили. Теперь же, вдохновленный , я решил посмотреть в воду повнимательнее.

Инфузория туфелька (фото)

В качестве исследуемой жидкости я взял воду из аквариума с , в которой очень удачно попались фрагменты сброшенных ракообразными панцирей — крохотные прозрачные кусочки хитина, содержащие, тем не менее, органические остатки и, в силу этого, вызывающие повышенный интерес у инфузорий.

Собственно, искать простейших мне долго не пришлось, вот они:

Приблизив картинку, можно рассмотреть их получше:

Причем, мелкие инфузории едва двигались, словно паслись вокруг хитинового фрагмента, а вот одна — носилась как бешеная вокруг.
Уж не знаю, то ли это та же раскромленная туфелька, то ли какой другой вид…

Вот еще пара фотографий инфузории-туфельки крупным планом:

Инфузория-туфелька (Paramecium caudatum), хорошо видно ротовое отверстие

Здесь никаких сомнений в идентификации не возникает: перед нами прямо-таки каноническая картинка инфузории-туфельки из учебника.

Друзья! Это не просто реклама, а моя, личная просьба . Вступите, пожалуйста, в группу ЗооБота в ВК . Это приятно мне и полезно вам: там будет многое, что не попадет на сайт в виде статей.

Инфузория-туфелька: общая информация

Для начала немного классификации (Википедия):

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

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

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

Вид сверху напоминает подошву, откуда и название.

Вдоль тела инфузории расположены рядами от 10 до 15 тысяч ресничек, служащих движителем.

Клетка имеет два ядра – большое и малое, макронуклеус и микронуклеус, соответственно. Большое управляет синтезом всех белков в клетке, малое используется при половом размножении (о чем ниже).

Питание инфузории-туфельки

Пищей инфузории-туфельке служат одноклеточные водоросли и бактерии.

Сбоку (т.е. с внутренней стороны «стопы») у инфузории-туфельки находится предротовое углубление, переходящее в рот, где в цитоплазме образуется пищеварительная вакуоль. Отделившись от глотки, вакуоль увлекается током цитоплазмы. В нормальных температурных условиях (15 градусов) и при достаточном количестве пищи пищеварительные вакуоли образуются, каждые 1-2 мин. В них пища переваривается и усваивается цитоплазмой, после чего пищеварительная вакуоль, пройдя по часовой стрелке, подходит к заднему концу тела, где непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу.

Деление инфузории-туфельки (видео)

Про деление все, конечно, в курсе. Готовая к размножению инфузория удлиняется, на ней образуется перетяжка, постепенно разделяющая организм пополам. При этом каждая половина достраивает недостающие элементы, превращаясь в полноценную инфузорию-туфельку. Процесс деления, точнее, его завершающую часть, можно наблюдать на следующем видео.

Однако знание того, как происходит деление, не помешало мне долго думать над тем, что же это за странные микроорганизмы, похожие на два слепленных шарика, попадаются в пробе воды.

Деление повторяется 1-2 раза в сутки, а через несколько поколений сменяется половым размножением.

Половое размножение инфузории-туфельки

А вот здесь инфузория-туфелька преподносит нам сюрприз. Собственно, я раньше вообще был уверен, что деление – единственный способ размножения простейших, но все оказалось гораздо интереснее.

Дело в том, что при половом размножении инфузорий количество особей остается прежним!

То есть, сама суть понятия «размножение» здесь оказывается попранной.

Явление носит название «конъюгация» и характерно, на самом деле, для многих простейших.

Суть процесса состоит в обмене генетическим материалом. Просто в обмене (и никаких детей).

Итак, при конъюгации в каждом из микроорганизмов большое ядро разрушается, а малое делится на 4 части (процесс мейоза, при котором число хромосом уменьшается вдвое). Вскоре 3 части из четырех разрушаются, а оставшаяся делится, образуя одно женское и одно мужское ядро.

Мужское ядро переходит в клетку партнера, где сливается с женским ядром. Вскоре в каждой из них ядро делится на большое и малое, жизнь возвращается на круги своя, и обновленные инфузории-туфельки снова продолжают размножаться делением.

Правда, непонятно, почему у инфузорий происходит обмен именно полезными признаками. Видимо, в процессе естественного отбора те особи, у которых признаки оказались не очень полезными, просто вымирают.

На ум сразу приходят аналогии с человеком. Вот, представляете, что девочка-врожденный-гуманитарий и мальчик-такой-же-технарь просыпаются утром, и оба чувствуют, что за ночь превратились в специалистов широкого профиля! Девочка вдруг начинает понимать логарифмы, которые ей безуспешно долбили в школе столько лет, а у мальчика в голове вдруг расставляется по полочкам весь курс литературы. Но это в хорошем случае.

В плохом же, мальчик, бывший до этого полностью психически здоровым, просыпается с шизофренией, подаренной ему бабушкой той девочки, а девочка, обладавшая идеальной фигурой, начинает безудержно жиреть, подхватив от кого-то из предков мальчика наследственную склонность к полноте и проблемы с обменом веществ.

Так что, друзья мои, помните: от незащищенной конъюгации – одни проблемы!

Инфузория-туфелька относится к типу Инфузории, который принадлежит Простейшим (одноклеточным эукариотам). Часто инфузориями-туфельками называют несколько похожих видов. Характерными особенностями всех инфузорий являются наличие ресничек (которые являются органами передвижения) и более сложное строение их клетки-организма по сравнению с другими простейшими (например, амебами и эвгленами).

Инфузория-туфелька обитает в пресноводных, обычно загрязненных, водоемах. Размеры клетки от 0,2 до 0,6 мм. Форма тела похожа на подошву туфельки. При этом передний конец, которым инфузория плывет вперед, - это «пятка туфельки»; а «носок» - это задний конец.

Тело инфузории-туфельки окружено ресничками. На рисунках и схемах реснички изображены только вокруг клетки. На самом деле они проходят своеобразными тяжами по всему телу (т. е. также сверху и снизу, чего мы не видим на плоском рисунке).

Двигается клетка благодаря волнообразным сокращениям ресничек (каждая следующая в ряду изгибается чуть позже предыдущей). При этом каждая ресничка резко двигается в одну сторону, после чего медленно возвращается на место. Скорость передвижение инфузории составляет около 2 мм в секунду.

Реснички крепятся к базальным тельцам . При этом половина из них ресничек не имеет. Базальные тельца, имеющие реснички и неимеющие их, чередуются.

Внешняя часть цитоплазмы (под клеточной мембраной) имеет структуры, позволяющие инфузории-туфельке сохранять свою форму. Эту часть цитоплазмы называют цитоскелетом .

В мембране есть трихоцисты , представляющие собой палочки, которые выбрасываются и «жалят» хищников, нападающих на инфузории-туфельки.

У клетки инфузории-туфельки есть достаточно глубокая впадина (как бы мембрана вогнута внутрь клетки). Это образование называют клеточным ртом , переходящим в клеточную глотку . Они окружены более длинными и толстыми ресничками, которые загоняют в них пищу. Чаще всего едой служат бактерии, одноклеточные водоросли. Инфузории их находят по выделяемым ими веществам.

От клеточной глотки отделяются пищеварительные вакуоли . Каждая такая вакуоль после своего образования проходит сначала в заднюю часть клетки, затем двигается в переднюю, после чего снова в заднюю. Это перемещение обеспечивается постоянным движением цитоплазмы. К пищеварительной вакуоли подходят лизосомы и различные ферменты, питательные вещества в вакуолях расщепляются и попадают в цитоплазму. Когда пищеварительная вакуоль обойдет круг и вернется в заднюю часть клетки, то ее содержимое будет выброшено за пределы через порошицу .

У инфузории-туфельки две сократительные вакуоли . Одна находится в передней части клетки, другая - в задней. Эти вакуоли более сложные, чем у эвглены. Она состоит из центрального резервуара и отходящих от него канальцев. Избытки воды и вредные вещества сначала оказываются в канальцах, после чего идут в резервуары. Заполненные резервуары отделяются от канальцев и через поверхность клетки, сокращаясь, выбрасывают раствор. Вакуоли сокращаются поочередно.

Дышит инфузория-туфелька кислородом, растворенным в воде. Однако при дефиците кислорода может переходить на бескислородный способ дыхания.

Инфузории-туфельки размножаются делением клетки надвое. В отличие от эвглены зеленой родительская клетка делится не вдоль, а поперек (т. е. одна дочерняя клетка получает заднюю часть клетки-родителя, а другая - переднюю, после чего они достраивают недостающие части).

Кроме бесполого способа размножения, у инфузорий есть половой процесс. При нем не происходит увеличения количества особей, но происходит обмен генетической информации.

У инфузории-туфельки два ядра - большое (макронуклеус) и малое (микронуклеус). Макронуклеус полиплоден (в нем несколько наборов хромосом). Микронуклеус диплоден. Макронуклеус отвечает за контроль жизнедеятельности клетки. На содержащемся в нем ДНК происходит синтез РНК, которая отвечает за синтез белков. Микронуклеус отвечает за половой процесс.

При половом процессе две инфузории-туфельки подходят друг к другу со стороны клеточных ртов. Между клетками образуется цитоплазматический мостик. В это время в каждой клетке макронуклеус растворяется, а микронуклеус делится мейозом. В результате получаются четыре гаплоидных ядра. Три из них растворяются, а оставшееся делится митозом. В результате получаются два гаплоидных ядра. Одно из низ остается в своей клетке, а другое по цитоплазматическому мостику уходит в другую инфузории. Из второй инфузории перемещается одно из ее гаплоидных ядер. Далее в каждой клетке сливаются два ядра (одно свое и одно чужое). Уже образованное диплоидное ядро (микронуклеус) потом делится, образуя макронуклеус.