Инфузория туфелька. Образ жизни и среда обитания инфузории туфельки

Инфузория-туфелька обитает в мелких стоячих водоёмах. Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдалённо напоминающую туфлю. Инфузории все время находятся в движении, плавая тупым концом вперёд. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду. На поверхности тела у них имеются органоиды движения — реснички. В клетке два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе.

Строение инфузории туфельки

Организм инфузории устроен сложнее. Тонкая эластичная оболочка, покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму её тела. Этому же способствуют хорошо развитые опорные волоконца, которые находятся в прилегающем к оболочке слое цитоплазме. На поверхности тела инфузории расположено около 15 000 колеблющихся ресничек. У основания каждой реснички лежит базальное тельце. Движение каждой реснички состоит из резкого взмаха в одном направлении и более медленного, плавного возвращения к исходному положению. Реснички колеблются примерно 30 раз в секунду и, словно вёсла, толкают инфузорию вперёд. Волнообразное движение ресничек при этом согласованно. Когда инфузория-туфелька плывёт, она медленно вращается вокруг продольной оси тела.

Процессы жизнедеятельности

Питание

Туфелька и некоторые другие свободно живущие инфузории питаются бактериями и водорослями.

Реакция инфузории-туфельки на пищу

Тонкая эластичная оболочка, (клеточная мембрана ) покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму тела. На поверхности тела расположено около 15 тысяч ресничек. На теле имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. В пищеварительной вакуоле пища переваривается в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. Не переваренные остатки выбрасываются наружу в заднем конце тела через особую структуру — порошицу, расположенную позади ротового отверстия.

Дыхание

Дыхание происходит через покровы тела. Кислород поступает в цитоплазму через всю поверхность тела и окисляет сложные органические вещества, в результате чего они превращаются в воду, углекислый газ и некоторые другие соединения. При этом освобождается энергия, которая необходима для жизни животного. Углекислый газ в процессе дыхания удаляется через всю поверхность тела.

Выделение

В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела. В них собирается вода с растворёнными веществами, образующимися при окислении сложных органических веществ. Достигнув предельной величины, сократительные вакуоли подходят к поверхности тела, и их содержимое изливается наружу. У пресноводных одноклеточных животных через сократительные вакуоли удаляется избыток воды, постоянно поступающей в их тело из окружающей среды.

Раздражимость

Инфузории-туфельки собираются к скоплениями бактерий в ответ на действие выделяемых ими веществ, но уплывают от такого раздражителя, как поваренная соль.

Раздражимость — свойство всех живых организмов отвечать на действия раздражителей — света, тепла, влаги, химических веществ, механических воздействий. Благодаря раздражимости одноклеточные животные избегают неблагоприятных условий, находят пищу, особей своего года.

Размножение

Бесполое

Инфузория обычно размножается бесполым путём — делением надвое. Ядра делятся на две части, и в каждой новой инфузории оказывается по одному большому и по одному малому ядру. Каждая из двух дочерних получает часть органоидов, а другие образуются заново.

Размножение инфузории-туфельки

Половое

При недостатке пищи или изменении температуры инфузории переходят к половому размножению, а затем могут превратиться в цисту.

При половом процессе увеличения числа особей не происходит. Две инфузории временно соединяются друг с другом. На месте соприкосновения оболочка растворяется, и между животными образуется соединительный мостик. Большое ядро каждой инфузории исчезает. Малое ядро дважды делится. В каждой инфузории образуются четыре дочерних ядра. Три из них разрушаются, а четвёртое снова делится. В результате в каждой остаётся по два ядра. По цитоплазматическому мостику происходит обмен ядрами, и там сливается с оставшимся ядром. Вновь образовавшиеся ядра формируют большое и малое ядра, и инфузории расходятся. Такой половой процесс называется конъюгацией. Он длится около 12 часов. Половой процесс ведёт к обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость организмов.

Жизненный цикл инфузории-туфельки

Тип Инфузории еще принято называть Ресничными – органами движения этих простейших являются реснички . Клетка инфузории обладает двумя ядрами, их называют малым и большим. Первое регулирует процесс размножения, а второе отвечает за процессы питания, движения и дыхания.

Особенности жизнедеятельности этого типа следует рассмотреть на примере инфузории-туфельки.

Движение и дыхание

Инфузория-туфелька, длина которой примерно 0,5 мм, выбирает местом обитания водоемы. Форму тела простейшего легко угадать по названию – она напоминает туфлю. Скорость передвижения составляет приблизительно 2,5 мм в секунду.

Наличие наружной эластичной оболочки обеспечивает стабильной формой тела.

В цитоплазме, что прилегает к оболочке, расположены опорные волоконца, их развитость - гарантия сохранности постоянной формы инфузории.

На поверхности инфузории находятся 15 тыс. ресничек, у их основания расположено базальное тельце. Перемещение происходит при помощи колебания ресничек: они производят около 30 взмахов в секунду, тем самым толкая инфузорию-туфельку вперед.

Дыхание она осуществляет поверхностью тела.

Питание

Особенностью инфузории является наличие клеточного рта , около которого находятся особенно длинные и плотные реснички. Клеточные рот продолжается клеточной глоткой: реснички проталкивают в нее воду и пищу инфузории - бактерии.

Инфузория чувствует химические вещества, что выделяет скопление бактерий. Таким образом она отыскивает добычу.

Затем пища оказывается в пищеварительной вакуоли, где она переваривается. Отсюда она следует уже в цитоплазму.

Выделение

Выделение осуществляется при помощи двух сократительных вакуолей , одна расположена у переднего конца, а другая находится у заднего. Вакуоли состоят из резервуара и каналов.

Жидкость наполняет каналы, затем следует по центральному резервуара, после чего выходит из инфузории. Процесс сокращения вакуолей занимает 10-20 секунд.

Размножение

Размножается инфузория бесполым путем – разделяется надвое. Ее особенностью является деление поперек тела.

Ядра инфузорий разделяют на две части: новообразованные инфузории обладают малым и большим ядром. Дочерние инфузории обладают частями органоидов, а недостающие образуются самостоятельно. Размножение происходит несколько раз за сутки.

Для инфузории-туфельки возможно и половое размножение, но в данном случае нет увеличения количества особей. Временно простейшие соединяются, образуя соединительный мостик из цитоплазмы.

У каждой особи исчезает большое ядро, а малые делятся дважды – появляются по четыре ядра. Из них остается только одно ядро, которое тоже делится. В особи находятся по два ядра, тогда происходит обмен ядрами – одно из ядер перемещается в другую особь.

Там оно сливается с ядром, что осталось, и так формируются малое и больше ядро в каждой из особей. Этот процесс, называемый конъюгацией , необходим для обновления генетического материала между особями.

Виды инфузорий

Инфузории – это сложно организованные простейшие, их насчитывается примерно 7000 видов.

Инфузории отличаются от дру­гих простейших тем, что они пере­двигаются при помощи органелл движения - ресничек. Кроме того, у них в клетке имеются два разных ядра: большое и малое. Большое яд­ро регулирует обмен веществ в клетке, а малое принимает участие в половом процессе.

Инфузории очень разнообразны по форме тела, размерам и образу жизни. Всего известно более 7 тыс. видов инфузорий.

Строение клетки инфузорий удобнее всего рассмотреть на приме­ре инфузории-туфельки . Форма тела этой инфузории напо­минает туфельку. Передвигается она при помощи ресничек тупым концом вперед, при этом тело вра­щается вокруг продольной оси. Те­ло инфузории покрыто оболоч­кой - пелликулой, которая образо­вана клеточной мембраной и уплот­ненным слоем цитоплазмы. Цито­плазма подразделяется на наруж­ный слой (эктоплазму) и внутрен­ний (эндоплазму).

В эктоплазме находятся основа­ния ресничек и волокна, соединяю­щие их в единую сеть. Этим объяс­няется синхронность движения ресничек. Кроме того, в эктоплазме расположены маленькие образова­ния - трихоцисты, представляю­щие собой органеллы защиты от хищников. При механическом или химическом раздражении трихоци­сты выбрасывают тонкие нити, обладающие парализующим дейст­вием. В эндоплазме парамеции находятся органеллы: ядра, пище­варительные и сократительные ва­куоли.

Питание. Инфузория-туфелька питается в основном бактериями. При помощи ресничек инфузория загоняет съедобные частицы в уг­лубление на теле - воронку, а за­тем пища попадает в цитоплазму, где вокруг нее образуются пузырь­ки – пищеварительные вакуоли. Пищеварительные соки в вакуо­лях переваривают пищу, а непере­варенные остатки пищи выбрасы­ваются наружу у заднего конца тела.

Дыхание и выделение у инфузо­рии-туфельки происходят частично через оболочку клетки, а частично через сократительные вакуоли. У инфузории две сократительные ва­куоли, каждая из которых имеет несколько приводящих каналов. Избыток воды с продуктами обмена веществ и углекислым газом накап­ливается в этих каналах, затем они сокращаются и изливают содержи­мое в круглый центральный резер­вуар, из которого вода через пору удаляется наружу.

Размножение. Летом инфузо­рии размножаются путем деления клетки на две дочерние. Сначала малое ядро делится на две части, расходящиеся к переднему и задне­му концам тела, затем делится большое ядро. Ядра расходятся в разные концы клетки, после чего делится цитоплазма. Так происхо­дит бесполое размножение инфузо­рий.

Половой процесс – конъюгация - происходит осенью при по­холодании. Инфузории попарно соеди­няются, между ними образуется цитоплазматический мостик. Большое ядро растворяется, а малое делится на четы­ре ядра. Из образовавшихся четырех ядер три растворяются, а последнее еще раз делится на два ядра: подвижное и неподвижное. Затем клетки обменива­ются подвижными ядрами и расходят­ся. В каждой клетке оставшееся «свое» ядро сливается с «чужим» и образуется новое ядро. После конъюгации инфузо­рии расходятся и переходят к бесполо­му размножению путем деления. Поло­вой процесс приводит к обновлению ядер, которые получают свойства обеих конъюгирующих клеток. Это повышает жизнестойкость инфузорий.

Форма тела и образ жизни ин­фузорий весьма разнообразны.

Инфузории, у которых имеются крупные реснички только вокруг рта, называются кругоресничными. К ним относится сувойка, по форме похожая на колокольчик с тонким стебельком. При помощи околоротовых ресничек она ловит проплывающих мелких про­стейших. При раздражении сувойка сворачивает стебелек в спираль. В сте­бельке у нее имеются сократительные волоконца. Некоторые сувойки образу­ют колонии.

Инфузории со спиралью крупных ресничек вокруг рта называют спиральноресничными. К ним относятся круп­ные инфузории трубачи (стенторы). Они могут быть голубого или зеленого цвета.

К спиральноресничным относится инфузория стилонихия. Передвигает­ся она по водным растениям на круп­ных пучках ресничек.

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.