Що таке одноклітинні організми. Одноклітинні організми: прокаріоти та еукаріоти Хто відкрив одноклітинних тварин

Найпростіші тварини одноклітинні організми, ознаки, харчування, перебування у воді та в організмі людини

Загальна характеристика

Або одноклітинні, організми, як видно з їхньої назви, складаються з однієї клітини. Тип Protozoa містить понад 28 000 видів. Будова найпростіших можна порівняти із будовою клітин багатоклітинних організмів. Як у тих, так і в інших основу складають ядро ​​та цитоплазма з різними органелами (органоїдами) та включеннями. Однак не можна забувати, що будь-яка клітина багатоклітинного організму входить до складу якоїсь тканини або органу, де виконує свої специфічні функції. Всі клітини багатоклітинного організму спеціалізовані та не здатні до самостійного існування. На противагу їм найпростіші тварини поєднують у собі функції клітини та самостійного організму. (Фізіологічно клітина Protozoa аналогічна не окремим клітинам багатоклітинних тварин, а цілому багатоклітинному організму.

Найпростішимвластиві всі функції, властиві будь-яким живим організмам: харчування, обмін речовин, виділення, сприйняття зовнішніх подразнень і реакція них, рух, зростання, розмноження і смерть.

Найпростіші Будова клітини

Ядро і цитоплазма, як вказувалося, - основні структурні та функціональні компоненти будь-якої клітини, у тому числі одноклітинних тварин. Тіло останніх містить органели, скелетні та скорочувальні елементи та різноманітні включення. Воно завжди вкрите клітинною мембраною, більш менш тонкою, але чітко видимою в електронному мікроскопі. Цитоплазма найпростіших рідка, але в'язкість її різна у різних видів і змінюється в залежності від стану тваринного та від навколишнього середовища (її температури та хімічного складу). У більшості видів цитоплазма прозора або молочно-біла, але в деяких пофарбована в блакитний або зеленуватий колір (Stentor, Fabrea salipa). Хімічний склад ядра та цитоплазми найпростіших вивчений далеко не повно, головним чином через малі розміри цих тварин. Відомо, що основу цитоплазми та ядра, як у всіх тварин, становлять білки. Нуклеїнові кислоти тісно пов'язані з білками, вони утворюють нуклеопротеїди, роль яких у житті всіх організмів надзвичайно велика. ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) входить до складу хромосом ядра найпростіших і забезпечує передачу спадкової інформації від покоління до покоління. РНК (рибонуклеїнова кислота) виявлена ​​у найпростіших як у ядрі, так і в цитоплазмі. Вона здійснює реалізацію спадкових властивостей одноклітинних організмів, закодованих у ДНК, оскільки грає провідну роль синтезі білків.

Дуже важливі хімічні компоненти цитоплазми – жироподібні речовини ліпіди – беруть участь в обміні речовин. Частина містить фосфор (фосфатиди), багато пов'язані з білками і утворюють ліпопротеїнові комплекси. У цитоплазмі є також запасні поживні речовини у вигляді включень - крапель або гранул. Це вуглеводи (глікоген, параміл), жири та ліпіди. Вони є енергетичним резервом організму найпростіших.

Крім органічних речовин, до складу цитоплазми входить велика кількість води, присутні мінеральні солі (катіони: К+, Са2+, Mg2+, Na+, Fe3+ та аніони: Cl~, Р043“, N03“). У цитоплазмі найпростіших виявлено багато ферментів, що беруть участь в обміні речовин: протеази, що забезпечують розщеплення білків; карбогідрази, що розщеплюють полісахариди; ліпази, що сприяють перетравленню жирів; велика кількість ензимів, що регулюють газообмін, а саме лужна та кисла фосфатази, оксидази, пероксидази та цитохромоксидази.

Колишні уявлення про фібрилярну, гранулярну або пінисто-комірчасту структуру цитоплазми найпростіших були засновані на дослідженнях фіксованих і пофарбованих препаратів. Нові методи дослідження найпростіших (у темному полі, у поляризованому світлі, із застосуванням прижиттєвого фарбування та електронного мікроскопування) дозволили встановити, що найпростіших цитоплазма є складною динамічною системою гідрофільних колоїдів (переважно білкових комплексів), яка має рідку або напіврідку консистенцію. При ультрамікроскопічному дослідженні в темному полі найпростіших цитоплазма здається оптично порожньою, видно лише органоїди клітини та її включення.

Колоїдний стан білків цитоплазми забезпечує мінливість її структури. У цитоплазмі постійно відбуваються зміни агрегатного стану білків: вони переходять з рідкого стану (золя) у твердіший, желатиноподібний (геля). З цими процесами пов'язане виділення більш щільного шару ектоплазми, утворення оболонки – пелікули та амебоїдний рух багатьох найпростіших.

Ядра найпростіших, як і багатоклітинних ядра клітин, складаються з хроматинового матеріалу, ядерного соку, містять ядерця і ядерну оболонку. Більшість найпростіших містить лише по одному ядру, але є і багатоядерні форми. При цьому ядра можуть бути однаковими (багатоядерні амеби з роду Pelomyxa, багатоядерні джгутикові Polymastigida, Opalinida) або розрізнятися за формою та функцією. В останньому випадку говорять про ядерне диференціювання, або я дерний дуалізм. Так, всьому класу інфузорій і деяким форамініферам властивий ядерний дуалізм. е. неоднакові за формою та функцією ядра.

Більші види найпростіших, як і інші організми, підпорядковуються закону сталості числа хромосом. Число їх може бути одинарним, або гаплоїдним (більшість джгутикових і споровики), або подвійним, або диплоїдним (інфузорії, опалини і, мабуть, саркодові). Число хромосом у різних видів найпростіших варіює у більших межах: від 2-4 до 100-125 (в гаплоїдному наборі). Крім того, спостерігаються ядра з кратним збільшенням наборів хромосом. Їх називають поліплоїдними. З'ясовано, що великі ядра, або макронуклеуси, інфузорії та ядра деяких радіолярій поліплоїдні. Цілком імовірно, що ядро ​​Amoeba proteus теж поліплоїдне, число хромосом у цього виду сягає 500.

Розмноження Розподіл ядра

Основним типом поділу ядер як найпростіших, і багатоклітинних організмів є мітоз, чи кариокинез. При мітозу відбувається правильний рівномірний розподіл хромосомного матеріалу між ядрами клітин, що діляться. Це забезпечується поздовжнім розщепленням кожної хромосоми на дві дочірні в метафазі мітозу, причому обидві дочірні хромосоми відходять до різних полюсів клітини, що ділиться.

Мітотичний поділ ядра грегарини Monocystis magna:
1, 2 - профаза; 3 – перехід до метафази; 4, 5 – метафаза; 6 – рання анафаза; 7, 8 – пізня
анафаза; 9, 10 – телофаза.

При розподілі ядра грегарини Monocystis magna можна спостерігати всі фігури мітозу, властиві багатоклітинним. У профазі в ядрі видно ниткоподібні хромосоми, деякі з них пов'язані з ядерцем (рис. 1, 1, 2). У цитоплазмі можна розрізнити дві центросоми, в центрі яких розташовані центріолі з радіально променями зірки, що розходяться. Центросоми зближуються з ядром, примикають до його оболонки та переміщаються до протилежних полюсів ядра. Ядерна оболонка розчиняється і формується ахроматинове веретено (рис. 1, 2-4). Відбувається спіралізація хромосом, унаслідок чого вони сильно коротшають і збираються в центрі ядра, ядерце розчиняється. У метафазі хромосоми переміщуються в екваторіальну площину. При цьому кожна хромосома складається з двох хроматид, що лежать паралельно один до одного і скріплені одним центроміром. Фігура зірки навколо кожної центросоми зникає, а центріолі діляться навпіл (рис. 1, 4, 5). В анафазі центроміри кожної хромосоми діляться навпіл і їх хроматиди починають розходитися до полюсів веретена. Характерно для найпростіших, що нитки веретена, що тягнуть, прикріплені до центромірів, помітні лише у деяких видів. Все веретено витягується, яке нитки, що йдуть безперервно від полюса до полюса, подовжуються. Розбіжність хроматид, що перетворилися на хромосоми, забезпечують два механізми: розтягування їх під дією скорочення ниток, що тягнуть, веретена і витягування безперервних ниток веретена. Останнє призводить до видалення полюсів клітини одна від одної (рис. 1, 6", 7). У телофазі процес йде у зворотному порядку: на кожному полюсі група хромосом одягається ядерною оболонкою. Хромосоми деспіралізуються і витончуються, знову формуються ядерця. Веретено зникає, а навколо центріолів, що розділилися, утворюються дві самостійні центросоми з променями зірки. , у тому числі і у Monocystis, відбувається ряд послідовних поділів ядер, в результаті яких у життєвому циклі виникають тимчасово багатоядерні стадії.

Від описаного вище процесу мітозу бувають різні відхилення: ядерна оболонка може зберігатися протягом усього мітотичного поділу, ахроматинове веретено може формуватися під оболонкою ядра, деякі форми не утворюються центріолі. Найбільш значні відхилення у деяких евгленових (Euglenida): у них відсутня типова метафаза, а веретено поділу проходить поза ядром. У метафазі хромосоми, що складаються з двох хроматид, розташовуються вздовж осі ядра, екваторіальна пластинка не формується, зберігаються ядерна оболонка та ядерце, останнє ділиться навпіл і переходить у дочірні ядра. Жодних важливих відмінностей між поведінкою хромосом у мітозі у найпростіших і багатоклітинних немає.

До застосування нових методів дослідження поділ ядер багатьох найпростіших описувався як амітоз, або прямий поділ. Під справжнім амітоз зараз розуміють розподіл ядер без правильного розходження хроматид (хромосом) в дочірні ядра. В результаті відбувається утворення ядер з неповними наборами хромосом. Вони не здатні надалі до нормальних мітотичних поділів. У найпростіших таких поділів ядер у нормі очікувати важко. Амітоз спостерігається факультативно як більш менш патологічний процес.

Тіло найпростіших влаштоване досить складно. У межах однієї клітини відбувається диференціація окремих частин, які виконують різні функції. Так, за аналогією з органами багатоклітинних тварин ці частини найпростіших були названі органоїдами або органелями. Розрізняють органели руху, харчування, сприйняття світлових та інших подразнень, органи виділення і т. п.

Рух

Органелами руху у Protozoa служать псевдоподії, або хибки, джгутики і вії. Псевдоподії утворюються здебільшого в момент руху і можуть зникати, як найпростіше припиняє рух. Псевдоподія - це тимчасові плазматичні вирости тіла найпростіших, які не мають постійної форми. Їх оболонка представлена ​​дуже тонкою (70-100 А) та еластичною клітинною мембраною. Псевдоподії характерні для саркодових, деяких джгутикових та споровиків.

Джгутики та вії являють собою постійні вирости зовнішнього шару цитоплазми, здатні до ритмічних рухів. Ультратонка будова цих органел вивчалася за допомогою електронного мікроскопа. Було з'ясовано, що вони влаштовані значною мірою однаково. Вільна частина джгутика чи вії відходить від поверхні клітини.

Внутрішня частина занурена в ектоплазму і називається базальним тільцем або блефаропластом. На ультратонких зрізах джгутика або вії можна розрізнити 11 поздовжніх фібрил, 2 з яких розташовані в центрі, а 9 - по периферії (рис. 2). Центральні фібрили в деяких видів мають спіральну смугастість. Кожна периферична фібрила складається з двох з'єднаних трубочок, або субфпбрил. Периферичні фібрили переходять у базальне тільце, а центральні до нього не доходять. Мембрана джгутика перетворюється на мембрану тіла найпростішого.

Незважаючи на близькість будови вій і джгутиків, характер їхнього руху різний. Якщо джгутики здійснюють складні гвинтові рухи, то роботу вій найпростіше порівняти з рухом весел.

Крім базального тільця, у цитоплазмі деяких найпростіших є парабазальне тільце. Базальне тільце є основою всього опорно-рухового апарату; крім того, воно регулює процес мітотичного поділу найпростішого. Парабазальне тільце відіграє роль в обміні найпростіших речовин, часом воно зникає, а потім може з'являтися знову.

Органи відчуттів

Найпростіші мають здатність визначати інтенсивність світла (освітленість) за допомогою світлочутливої ​​органели - вічка. Вивчення ультратонкої будови вічка морського джгутиконосця Chromulina psammobia показало, що до його складу входить видозмінений джгутик, занурений у цитоплазму.

У зв'язку з різними типами харчування, які пізніше будуть розібрані докладно, у найпростіших дуже велика різноманітність травних органел: від простих травних вакуолей або бульбашок до таких спеціалізованих утворень, як клітинний рот, ротова лійка, ковтка, порошиця.

Видільна система

Більшості найпростіших властива здатність до перенесення несприятливих умов середовища (пересихання тимчасових водойм, спека, холод тощо) у формі цист. Готуючись до інцистування, найпростіше виділяє значну кількість води, що веде до підвищення густини цитоплазми. Викидаються залишки харчових частинок, вичерпують ресіїчки і джгутики, втягуються псевдоподії. Знижується загальний обмін речовин, формується захисна оболонка, що часто складається із двох шарів. Освіта цист у багатьох форм передує накопичення в цитоплазмі запасних поживних речовин.

Найпростіші не втрачають життєздатності у цистах дуже довго. У дослідах ці терміни перевищували у роду Oicomonas (Protomonadida) 5 років, у Нае- matococcus pluvialis - 8 років, а для Peridinium cinctum максимальний термін виживання цист перевищив 16 років.

У формі цист найпростіші переносяться вітром на значні відстані, що пояснює однорідність фауни найпростіших на всій земній кулі. Отже, цисти як несуть захисну функцію, а й служать основним засобом розселення найпростіших.

Організми, чиє тіло включає лише одну клітину, відносяться до найпростіших. Вони можуть мати різну форму та різні способи пересування. Кожен знає хоча б одне найменування, яке має найпростіший живий організм, але не всі здогадуються, що це саме така істота. Отже, якими ж вони бувають і які види найбільш поширені? Та що це за істоти? Як і найскладніші і кишковопорожнинні, одноклітинні організми заслуговують на детальне вивчення.

Підцарство одноклітинних

Найпростіші є найдрібнішими істотами. Їхні тіла у якої є всі необхідні для життєдіяльності функції. Так, найпростіші одноклітинні організми мають здатність виявляти подразливість, рухатися і розмножуватися. Деякі відрізняються постійною формою тіла, інші постійно змінюють її. Основним компонентом організму є ядро, оточене цитоплазмою. У ньому розташовуються кілька видів органоїдів. Перші – загальноклітинні. До таких відносяться рибосоми, мітохондрії, апарат Гальджі тощо. Другі – спеціальні. До них можна віднести травну і майже всі найпростіші одноклітинні організми можуть без особливих труднощів пересуватися. У цьому їм допомагають хибки, джгутики або вії. Відмінною рисою організмів є фагоцитоз – здатність захоплювати тверді частинки та перетравлювати їх. Деякі також можуть здійснювати фотосинтез.

Як поширюються одноклітинні?

Найпростіших можна зустріти всюди - у прісному водоймищі, ґрунті чи морі. Високий рівень виживання їм забезпечує вміння інцистувати. Це означає, що за несприятливих умов організм впадає у стадію спокою, покриваючись щільною захисною оболонкою. Створення цисти сприяє не тільки виживанню, а й поширенню - так організм може опинитися в більш комфортному середовищі, де отримає харчування та можливість розмноження. Прості організації здійснюють останній за допомогою розподіл на дві нові клітини. У деяких також є здатність до статевого розмноження, є види, що поєднують обидва варіанти.

Амеба

Варто перерахувати найпоширеніші організми. Найпростіші нерідко асоціюються саме з цим видом – з амебами. У них немає постійної форми тіла, а для пересування використовуються ложноніжки. Ними ж амеба захоплює їжу – водорості, бактерії чи інших найпростіших. Оточивши її ложноножками, організм утворює травну вакуоль. З неї всі отримані речовини потрапляють у цитоплазму, а неперетравлене викидається назовні. Дихання амеба здійснює всім тілом з допомогою дифузії. Надлишки води з організму виводяться скорочувальною вакуоллю. Процес розмноження відбувається за допомогою розподілу ядра, після якого з однієї клітини виходять дві. Амеби належать до прісноводних. Зустрічаються найпростіші в організмі людини та тварин, у такому разі вони можуть призводити до різноманітних захворювань чи погіршувати загальний стан.

Евглена зелена

Ще один організм, поширений у прісних водоймищах, також відноситься до найпростіших. У евгени зеленої тіло веретеноподібної форми із щільним зовнішнім шаром цитоплазми. Передній кінець тіла закінчується довгим джгутиком, за допомогою якого організм пересувається. У цитоплазмі є кілька овальних хроматофорів, у яких міститься хлорофіл. Це означає, що на світлі евглена харчується автотрофно – таке вміють далеко не всі організми. Найпростіші орієнтуються за допомогою вічка. Якщо ж евглена довго пробуде у темряві, хлорофіл зникне і організм перейде до гетеротрофного способу харчування із всмоктуванням органічних речовин із води. Як і амеби, ці найпростіші розмножуються поділом, а також дихають усім тілом.

Вольвокс

Серед одноклітинних трапляються і колоніальні організми. Найпростіші під назвою вольвокс живуть саме так. У них куляста форма і драглисті тіла, утворені окремими членами колонії. Кожен вольвокс має два джгутики. Узгоджений рух усіх клітин забезпечує переміщення у просторі. Деякі їх здатні до розмноження. Так з'являються дочірні колонії вольвокс. Такою ж будовою відрізняються і найпростіші водорості, відомі під назвою хламідомонади.

Інфузорія туфелька

Це ще один поширений мешканець прісної водойми. Назвою інфузорії зобов'язані формі своєї клітини, що нагадує туфельку. Органоїди, що використовуються для руху, називаються віями. У тіла постійна форма з щільною оболонкою і два ядра, мале та велике. Перше необхідне розмноження, а друге керує всіма життєвими процесами. Як харчування інфузорія використовує бактерії, водорості та інші одноклітинні організми. Найпростіші часто створюють травну вакуоль, у туфельок вона знаходиться на певному місці біля ротового отвору. Для видалення неперетравлених залишків є порошка, а виділення здійснюється за допомогою скорочувальної вакуолі. Для інфузорій характерно але може супроводжуватися і об'єднанням двох особин для обміну ядерним матеріалом. Такий процес називається кон'югацією. Серед усіх прісноводних найпростіших інфузорія-туфелька є найскладнішою за своєю будовою.

Тіло яких складається з однієї клітини, будучи водночас самостійним цілісним організмом з усіма властивими йому функціями. За рівнем організації одноклітинні відносяться до прокаріотів (, археї) та еукаріотів (деякі, найпростіші, гриби). Можуть утворювати колонії. Загальна кількість видів найпростіших перевищує 30 тис.

Деякі види одноклітинних тварин

Виникнення одноклітинних тварин супроводжувалося ароморфозами: 1. З'явилися (подвійний набір хромосом) та обмежене оболонкою ядро ​​як структура, що відокремлює генетичний апарат клітини від цитоплазми та створює специфічне середовище для взаємодії у . 2. Виникли органоїди, здатні до самовідтворення. 3. Утворилися внутрішні мембрани. 4. З'явився високоспеціалізований та динамічний внутрішній скелет – цитоскелет. 5. Виник статевий процес як форма обміну генетичною інформацією між двома особами.

Будова. План будови найпростіших відповідає загальним характеристикам організації еукаріотичної клітини. Генетичний одноклітинний апарат представлений одним або декількома ядрами. Якщо є два ядра, то, як правило, одне з них, диплоїдне, – генеративне, а інше, поліплоїдне – вегетативне. Генеративне ядро ​​виконує функції, пов'язані з розмноженням. Вегетативне ядро ​​забезпечує всі процеси життєдіяльності організму.

Цитоплазма складається із світлої зовнішньої частини, позбавленої органоїдів, – ектоплазми та більш темної внутрішньої частини, що містить основні органоїди, – ендоплазми. В ендоплазмі є органоїди загального призначення.

На відміну від клітин багатоклітинного організму, у одноклітинних є органоїди спеціального призначення. Це органоїди руху - хибки - псевдоподії; , вії. Є й органоїди осморегуляції – скорочувальні вакуолі. Є спеціалізовані органоїди, які забезпечують подразливість.

Одноклітинні з постійною формою тіла мають постійні травні органоїди: клітинну лійку, клітинний рот, глотку, а також органоїд виділення неперетравлених залишків – порошицею.

У несприятливих умовах існування ядро ​​з невеликим об'ємом цитоплазми, що містить необхідні органоїди, оточується товстою багатошаровою капсулою – цистою та переходить від активного стану до спокою. При попаданні у сприятливі умови цисти «розкриваються», і їх виходять найпростіші як активних і рухливих особин.

Розмноження. Основна форма розмноження найпростіших – безстатеве розмноження шляхом мітотичного поділу клітини. Однак часто трапляється статевий процес.

Середовище проживання надзвичайно різноманітне. Багато хто з них живе в . Деякі входять до складу бентосу - організмів, що мешкають у товщі води, на різних глибинах. Численні види

1. Вступ…………………………………………………………………….2

2. Еволюція життя землі…………………………………………………3

2.1. Еволюція одноклітинних організмів………………………………3

2.2. Еволюція багатоклітинних организмов……………………………..6

2.3. Еволюція рослинного світу……………………….……………….8

2.4. Еволюція тваринного світу…………………………………………...10

2.5 Еволюція біосфери……………………………………..……….…….12

3. Висновок………………………………………………………………….18

4. Список літератури………………………………………………………….19

Вступ.

Нерідко здається, що організми перебувають у владі середовища: середовище ставить їм межі, й у межах вони повинні або досягти успіху, або загинути. Але організми самі впливають на середу. Вони змінюють її безпосередньо за своє існування і за довгі періоди еволюційного часу. Як відомо, гетеротрофи поглинали поживні речовини з первинного «бульйону» і що автотрофи сприяли появі окисної атмосфери, підготувавши таким чином умови для виникнення та еволюції процесу дихання.

Поява у атмосфері кисню зумовило виникнення озонового шару. Озон утворюється з кисню під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця та діє як фільтр, який затримує ультрафіолетове випромінювання, згубне для білків та нуклеїнових кислот, і не дає йому дійти до поверхні Землі.

Перші організми жили у воді, і вода екранувала їх, поглинаючи енергію ультрафіолетового випромінювання. Перші поселенці суші знайшли тут удосталь сонячне світло, і мінеральні речовини, так що на початку вони були практично позбавлені конкуренції. Дерева і трави, що незабаром покрили рослинну частину земної поверхні, поповнювали запас кисню в атмосфері, крім того, вони змінювали характер водного стоку на Землі і прискорювали процес утворення грунтів з гірських порід. Гігантський крок на шляху еволюції життя був пов'язаний із виникненням основних біохімічних процесів обміну – фотосинтезу та дихання, а також з утворенням еукаріотичної клітинної організації, що містить ядерний апарат.

Еволюція життя землі.

2.1 Еволюція одноклітинних організмів.

Найбільш ранні бактерії (прокаріоти) існували вже близько 3,5 млрд. років тому. До теперішнього часу збереглися два сімейства бактерій: стародавні, або архебактерії (галофільні, метанові, термофільні), та еубактерії (всі інші). Отже, єдиними живими істотами Землі протягом 3 млрд. років були примітивні мікроорганізми. Можливо, вони являли собою одноклітинні істоти, подібні до сучасних бактерій, наприклад з клостридіями, що живуть на основі бродіння і використання багатих енергією органічних сполук, що виникають абіогенно під впливом електричних розрядів і ультрафіолетових променів. Отже, цієї епохи живі істоти були споживачами органічних речовин, а чи не їх виробниками.

Гігантський крок на шляху еволюції життя був пов'язаний із виникненням основних біохімічних процесів обміну – фотосинтезу та дихання та з утворенням клітинної організації, що містить ядерний апарат (еукаріоти). Ці «винаходи», зроблені ще ранніх стадіях біологічної еволюції, здебільшого збереглися в сучасних організмів. Спосібами молекулярної біології встановлено разючу одноманітність біохімічних основ життя за великому відмінності організмів за іншими ознаками. Білки багатьох живих істот складаються з 20 амінокислот. Нуклеїнові кислоти, що кодують білки, монтуються із чотирьох нуклеотидів. Біосинтез білка здійснюється за однаковою схемою, місцем їх синтезу є рибосоми, у ньому беруть участь і-РНК та т-РНК. Переважна частина організмів використовують енергію окислення, дихання та гліколізу, що запасається в АТФ.

Відмінність між прокаріотами та еукаріотами полягає ще й у тому, що перші можуть жити як у безкисневому середовищі, так і в середовищі з різним вмістом кисню, тоді як для еукаріотів, за небагатьом винятком, є обов'язковим кисень. Всі ці відмінності мали значення для розуміння ранніх стадій біологічної еволюції.

Порівняння прокаріотів та еукаріотів за потребою в кисні призводить до висновку, що прокаріоти виникли в період, коли вміст кисню в середовищі змінилося. На час появи, еукаріот концентрація кисню була високою і щодо постійної.

Перші фотосинтезуючі організми з'явилися приблизно близько 3 млрд. років тому. Це були анаеробні бактерії, попередники сучасних фотосинтезуючих бактерій. Передбачається, що саме вони утворили найдавніші середи відомих строматолітів. Поєднання середовища азотистими органічними сполуками викликало появу живих істот, здатних використовувати атмосферний азот. Такими організмами, здатними існувати в середовищі, повністю позбавленому органічних вуглецевих та азотистих сполук, є фотосинтезуючі азотфіксуючі синьо-зелені водорості. Ці організми здійснювали аеробний фотосинтез. Вони стійкі до кисню, що продукується ними, і можуть використовувати його для власного метаболізму. Оскільки синьо-зелені водорості виникли в період коли концентрація кисню в атмосфері коливалася, цілком припустимо, що вони - проміжні організми між анаеробами і аеробами.

Фотосинтезуюча діяльність первинних одноклітинних мала три наслідки, що вплинули на всю подальшу еволюцію живого. По-перше, фотосинтез звільнив організми від конкуренції за природні запаси абіогенних органічних сполук, кількість яких серед значно скоротилася. Автотрофне харчування і запасання поживних готових речовин у рослинних тканинах створили потім умови для появи величезного розмаїття автотрофних і гетеротрофних організмів. По-друге, фотосинтез забезпечував насичення атмосфери достатньою кількістю кисню для виникнення та розвитку організмів, енергетичний обмін яких ґрунтується на процесах дихання. По-третє, у результаті фотосинтезу у верхній частині атмосфери утворився озоновий екран, який захищає земне життя від згубного ультрафіолетового випромінювання космосу.

Ще одна значна відмінність прокаріотів від еукаріотів полягає в тому, що у других центральним механізмом обміну є дихання, у більшості ж прокаріотів енергетичний обмін здійснюється в процесах бродіння. Порівняння метаболізму прокаріотів та еукаріотів призводить до висновку про еволюційний зв'язок між ними. Ймовірно, анаеробне бродіння виникло більш ранніх стадія еволюції. Після виникнення в атмосфері достатньої кількості вільного кисню аеробний метаболізм виявився набагато вигіднішим, оскільки при окисненні вуглеців у 18 разів збільшується вихід біологічно корисної енергії порівняно з бродінням. Тим самим до анаеробного метаболізму приєднався аеробний спосіб вилучення енергії одноклітинними організмами.

Точно невідомо коли з'явилися еукаріотичні клітини, за даними досліджень можна сказати, що їх вік приблизно 1,5 млрд. років тому.

В еволюції одноклітинної організації виділяються проміжні щаблі, пов'язані з ускладненням будови організму, удосконаленням генетичного апарату та способів розмноження.

Найпримітивніша стадія – агамна аракаріогіна – представлена ​​ціанеями та бактеріями. Морфологія цих організмів найпростіша порівняно з іншими одноклітинними. Однак на цій стадії з'являється диференціація на цитоплазму, ядерні елементи, базальні зерна, цитоплазматичну мембрану. У бактерій відомий обмін генетичним матеріалом у вигляді кон'югації. Велика різноманітність видів бактерій, здатність існувати в різних умовах середовища свідчать про високу адаптивність їх організації.

Наступна стадія – агамна еукаріогін – характеризується подальшою диференціацією внутрішньої будови з формуванням високоспеціалізованих органоїдів (мембрани, ядро, цитоплазма, рибосоми, мітохондрії та ін). Особливо суттєвою тут була еволюція ядерного апарату – утворення справжніх хромосом у порівнянні з прокаріотами, у яких спадкова речовина дифузно розподілена по всій клітині. Ця стадія характерна для найпростіших, прогресивна еволюція яких йшла шляхом збільшення числа однакових органоїдів (полімеризація), збільшення числа хромосом в ядрі (поліплоїдизація), поява генеративних та вегетативних ядер – макронуклеуса (ядерний дуалізм). Серед одноклітинних еукаріотних організмів є багато видів з агамним розмноженням (голі амеби, раковинні корененіжки, джгутиконосці).

Прогресивним явищем у філогінезі найпростіших було виникнення у них статевого розмноження (гамогонії), яка відрізняється від звичайної кон'югації. У найпростіших є мейоз із двома поділами та кросинговером на рівні хроматид, і утворюються гамети з гаплоїдним набором хромосом. У деяких джгутикових гамети майже не відрізняються від безстатевих особин і ще немає поділу на чоловічі і жіночі гамети, тобто. спостерігається ізогамія. Поступово в ході прогресивної еволюції відбувається перехід від ізогамії до анізогамії, або поділу генеративних клітин на жіночі та чоловічі, і до анізогамної копуляції. При злитті гамет утворюється диплоїдна зигота. Отже, у найпростіших намітився перехід від агамної еукаритної стадії до зиготної – початкової стадії ксеногамії (розмноження шляхом перехресного запліднення). Подальший розвиток вже багатоклітинних організмів йшло шляхом удосконалення способів ксеногамного розмноження.

Хто відкрив одноклітинні організми, Ви дізнаєтесь із цієї статті.

Хто відкрив одноклітинні організми?

До одноклітинних організмів належать організми, у тілі яких лише одна клітина, що має ядро. Вони одночасно і клітиною, і самостійним організмом. До них відносять невидимі неозброєним оком та унікальні найпростіші, бактерії. Одноклітинні організми мають розмір від 0,2 до 10 мкм.

Вивчати найпростіші одноклітинні почали пізніше, ніж інші групи тварин. Це з їх маленьким розміром, тому лише винахід мікроскопа зрушило все з мертвої точки.

Голландець Антоні Левенгук 1675 року під мікроскопом розглядав краплю води і був першим, хто відкрив у воді велику кількість мікроскопічних організмів, якими і були найпростішими одноклітинними.

Це відкриття спонукало до них великий інтерес. Тоді їх називали «наливними дрібними тваринами». У XVII-XVIII століттях знання про них були хаотичними та невизначеними, що дало «привід» Карлу ЛіннеюЩе одному вченому у своїй «Системі природи» об'єднати всіх одноклітинних в один рід найпростіших, які він назвав «Chaos infusorium».

Величезний внесок у розвиток одноклітинних, мікроскопічних організмів зробив Мюллер. У своєму творі він описав 377 їхніх видів. Вчений запропонував видові та родові назви у системі найпростіших.

У XVIII і на початку XIX століттях вивчення одноклітинних набуло протилежного діаметрального характеру. Наприклад, Еренберг описав одноклітинних як складно організованих істот, які мають різні системи органів. Інший вчений, Дюжарден, навпаки стверджував, що вони не мають внутрішньої організації і їхній організм побудований на саркоді – безструктурній напіврідкій живій речовині.