Інфузорія туфелька – найскладніша з найпростіших

Життя на нашій планеті відрізняється неймовірним різноманіттям всіляких живих організмів, що мають часом неймовірно складну будову. Все це різноманіття життя: від найпростіших комах і рослин до нас, людей (мабуть, найбільш «складних організмів») складається з клітин, цих маленьких цеглинок живої матерії. І якщо людина – вінець біологічної еволюції, то вельми цікавим буде розглянути її початок: найпростіші одноклітинні організми, які, по суті, на зорі історії стали родоначальниками всього живого. Інфузорія туфелька (поряд з амебою і евгленою зеленою) є одною з найвідоміших простих одноклітинних істот. Яка будова інфузорії туфельки, середовище проживання, як вона харчується і розмножується, про все це читайте далі.

Опис і характеристика

Як виглядає інфузорія туфелька? Насправді інфузорія туфелька це зовсім не один найпростіший одноклітинний організм, за цією назвою ховається понад 7 тисяч різних видів інфузорій. Всіх їх об’єднує форма, яка чимось нагадує підошву туфлі, звідси і «туфелька» в назві. (Втім, «туфелька» у назві прижилася тільки у нас, в англійській мові «інфузорія туфелька» значиться під латинською назвою «Paramecium caudatum», що перекладається як «парамеція хвостата»).

Також всі інфузорії мають здатність до осморегуляції, тобто можуть регулювати тиск внутрішнього середовища організму. У цій справі їм допомагають дві скоротливі вакуолі, вони стискаються і розтискаються, таким чином, виштовхуючи надлишки рідини з тіла інфузорії.

Розміри інфузорії туфельки становлять від 1 до 5 десятих міліметра.

Фото інфузорії туфельки.

Хоча інфузорія туфелька і є найпростішою одноклітинною істотою, тобто все її тіло складається тільки з однієї клітини, проте, вона має здатність самостійно дихати, харчуватися, розмножуватися, пересуватися. Іншими словами, володіє всіма тими функціями та здібностями, які має будь-яка інша тварина. Більше того, серед інших найпростіших одноклітинних організмів саме інфузорія туфелька є найскладнішою. Зокрема серед її органел (елементів клітини) є такі, яких немає в інших її одноклітинних «колег»: амеб та евглен.

Серед «передових» органел інфузорії можна відзначити:

• Вже згадані нами скорочувальні вакуолі, що відповідають за осморегуляцію, рівень тиску всередині клітини.
• Травні вакуолі, вони відповідальні за переробку їжі. По суті, служать шлунком для інфузорії.
• Порошиця, цей отвір в задній кінцівці інфузорії, що відповідає за вихід травних відходів. Здогадайтеся самі аналогом, якого місця нашого тіла є порошиця.
• Рот, що представляє собою поглиблення в оболонці клітини. З його допомогою інфузорія захоплює бактерії та іншу їжу, яка потім потрапляє в спеціальний канал цитофаринкс (аналог нашої глотки).

Володіючи ротом, порошицею, травними вакуолями, інфузорії практикують голозойний тип харчування, тобто захоплюють органічні частинки всередину свого тіла.

Так виглядає інфузорія туфелька під мікроскопом.

Цікавий факт: дихання інфузорії туфельки здійснюється не за допомогою рота, а всім тілом: кисень через покриви клітини надходить у цитоплазму, де за його допомогою відбувається окислення органічних речовин, перетворення їх на вуглекислий газ, воду та інші сполуки.

Ще однією дивовижною особливістю інфузорії, яка її робить «найскладнішою з найпростіших» є наявність в її клітині цілих двох ядер. Одне з ядер велике, його звуть макронуклеусом, а друге маленьке відповідно зветься мікронуклеусом. Обидва ядра зберігають однакову інформацію, однак якщо велике ядро постійно перебуває в роботі і його інформація постійно експлуатується, а значить, може бути пошкоджена (подібно ходовим книгам в бібліотеці). Якщо таке пошкодження трапляється, то на цей випадок якраз і передбачено друге маленьке ядро, що служить чимось на зразок резерву на випадок збою основного ядра.

Як бачите наша сьогоднішня героїня, інфузорія туфелька, є найдосконалішим серед найпростіших одноклітинних організмів.

Будова

Незважаючи на зовнішню простоту будова інфузорії аж ніяк не проста. Зовні вона захищена тонкою еластичною оболонкою, яка також допомагає тілу інфузорії зберігати постійну форму. Захисні опорні волокна інфузорії розташовані в шарі щільної цитоплазми, яка прилягає до оболонки.

Крім цього в цитоскелет інфузорії входять різні мікротрубочки, цистерни альвеоли, базальні тільця з віями, фібрили та філамени та інші органели.

Через наявність цитоскелету інфузорія на відміну від амеби не може довільно змінювати форму свого тіла.

Схематичний малюнок будови інфузорії.

Клас

Також будова інфузорії залежить від її класу. Так розрізняють два класи інфузорії туфельки:

• війчасті інфузорії,
• сисні інфузорії.

Далі детально зупинимося на них.

Війчасті

Названі так, оскільки їх тіло вкрите маленькими віями, які також іменуються ціліями. Довжина вії становить не більше 0,1 мікрометра. Вії можуть, як розподіляться рівномірно по тілу нашої найпростішої красуні, так і збиратися в пучки, які біологи називають «цири». Самі вії являють собою пучок фібрил, які є ниткоподібними білками.

Кожна війчаста інфузорія може мати кілька тисяч ось таких вій. Пересування інфузорії також здійснюється за допомогою вій.

Сисні

Сисні інфузорії зовсім не мають не тільки вій, але і рота, глотки і травних вакуоль, настільки характерних для їх «волохатих» родичів. Зате у них є своєрідні щупальця, що представляють собою плазматичні трубочки. Саме ці щупальця-трубочки у сисних інфузорій виконують функцію рота та глотки, так як захоплюють і проводять поживні речовини в ендоплазму клітини.

Не маючи вій сисні інфузорії не здатні пересуватися. Втім, їм це і не потрібно, маючи особливу ніжку-присоску, вони прикріплюються до шкіри якого-небудь краба або риби і на них живуть. Сисних інфузорій всього лише кілька десятків видів, проти тисячі видів їх війкових побратимів.

Середовище проживання

Інфузорії туфельки зазвичай живуть в дрібних прісних водоймах зі стоячою водою і гниючою органікою. Стояча вода їм необхідна, щоб не долати силу течії, яка їх знесе, тому інфузорій немає в річках. У дрібних водоймах Сонце досить прогріває воду, і гниюча органіка служить джерелом їх їжі. До слова по насиченості тої чи іншої водойми інфузоріями можна судити про ступінь її забруднення, чим їх більше, тим більш брудна водойма.

А ось солону воду інфузорії не люблять, тому їх немає в морях і океанах.

Харчування

Чим харчується інфузорія туфелька? Харчування інфузорії залежить від її класу. Так сисні інфузорії є справжніми хижаками одноклітинного світу: джерелом їх їжі служать інші більш дрібні одноклітинні організми, що на свою біду пропливають мимо. Своїми щупальцями сисні інфузорії хапають інших одноклітинних. Спочатку жертва захоплюється одним щупальцем, а потім «до столу» підходять й інші «побратими». Щупальця розчиняють клітинну оболонку жертви і поглинають її всередину.

А ось війкова інфузорія в цьому плані “вегетаріанка”, джерелом її їжі зазвичай служать одноклітинні водорості, які захоплюються ротовим поглибленням, звідти вони потрапляють в стравохід, а потім до травних вакуолей. Перероблена їжа викидається через порошицю.

Цікавий факт: у роті війкової інфузорії також є вії, які колишась, створюють течію, чим захоплюють частинки їжі в ротову область.

Розмноження

Розмноження інфузорії може бути як статевим, так і безстатевим – за допомогою поділу клітини.

• Статеве розмноження: при ньому дві інфузорії зливаються бічними поверхнями, при цьому оболонки між злитими поверхнями розчиняються, і утворюється своєрідний цитоплазматичний місток. Через цей місток клітини обмінюються ядрами. Великі ядра при цьому зовсім розчиняються, а маленькі двічі діляться. Потім з отриманих чотирьох ядер, три зникає, а останнє ядро знову ділиться надвоє. Обмін рештою ядер відбувається по цитоплазматичному містку. З отриманого матеріалу виникають знову народжені ядра, і великі, і маленькі. Потім інфузорії розходяться.
• Безстатеве розмноження інфузорії за допомогою поділу набагато простіше. При ньому обидва ядра клітини діляться на два, як й інші органели. Таким чином, з однієї інфузорії утворюється дві, кожна з повним набором необхідних органел.

Функції

Інфузорії, як втім, й інші найпростіші організми виконують ряд важливих біологічних функцій. Вони знищують багато видів бактерій, і самі в свою чергу, служать їжею для дрібних безхребетних організмів. Часом їх спеціально розводять в якості корму для мальків деяких акваріумних рибок.

Рекомендована література та корисні посилання

• Ehrenberg C. G. Dritter Beitrag zur Erkenntniss grosser Organisation in der Richtung des kleinsten Raumes (ньому.) / / Abhandlungen der Koniglichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Aus dem Jahre 1833 : magazin. — Leipzig, 1835. — S. 268-269, 323.
• Ehrenberg C. G. 502. Paramecium caudatum, geschwanztes Pantoffelthierchen // Die Infusionsthierchen als volkommene Organismen. — Leipzig, 1838. – P.351-352.
• Полянський Ю. І. Найпростіші, або одноклітинні (Protozoa) / / життя тварин / за ред. Ю. І. Полянського, гл. ред. В. Є. Соколов. — 2-е вид. — М: Просвітництво, 1987. — Т. 1. Найпростіші. Кишковопорожнинні. Черва. — С. 95-101. — 448 с.
• Warren, A. (2015). Paramecium caudatum Ehrenberg, 1833. In: Warren, A. (2015) World Ciliophora Database. — WoRMS — World Register of Marine Species.

Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка

При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.

Сторінка про автора

Ця стаття доступна англійською – Paramecium Caudatum – the Most Complex of the Simplest.