Описание, структура и размери на ресничките
Обувката за инфузия е известна още от уроците по биология в училище. Това е един от видовете цилиарни едноклетъчни организми, който не принадлежи към царството на животни, растения или гъби, но е включен в междинната група на протестистите. Съществото живее в сладка вода и получи интересно име заради постоянната си форма на тялото, подобна на отпечатъка на подметката на обувката.
Съдържание
Научна класификация
Типът на ресничките се отнася до върховенството на еукариотите, тоест организмите с ядро. Те съответстват на вида цилиар, клас Oligohymenophorea и рода на параметрий. Характерна особеност на представителите от този ранг е предпочитанието към киселинните условия на околната среда..
По онова време изследователите прекараха много усилия в дешифрирането на генома на някои видове, свързани с парамерия. Оказа се, че тя съдържа 40 000 гена, кодиращи протеини, докато при хората има само около 28 000. Увеличение на броя на гените се случи в резултат на няколко дублирания на първоначалния геном. Методът на кодиране на последователността на аминокиселинните остатъци в цилиатите е уникален в присъствието на единичен, а не троен, както в универсалния генетичен код - кодон, който завършва синтеза на полипептидната верига.
Общо описание
Оптимално местообитание за тялото - прясна застояла вода, в които има биоразградими органични съединения. По-специално, тези условия съответстват на домашен аквариум, в пробата от мътна вода, от които често се срещат протозои.
Възможно е инфузорията да се разглежда само под микроскоп, тъй като размерът й не надвишава 0,1-0,3 mm. Почти 7% от клетката се състои от сухо вещество, химическият състав на който е представен от следните компоненти:
- протеин (58%);
- липиди (31,4%);
- пепел (3.6%).
Тялото на ресничките е покрито с плътен слой цитоплазма, под външната мембрана на който са разположени такива елементи на цитоскелета като алвеоли и микротрубове. Тялото се състои от следните елементи:
- ядро (макронуклеус);
- нуклеол (микронуклеус);
- надлъжни и повърхностни реснички;
- отваряне на устата;
- образувани и образуващи храносмилателни вакуоли (фагозоми);
- дупка, през която се изпразва храносмилателната вакуола (цитопиг или прах);
- две контрактилни вакуоли.
Всеки органоид изпълнява важни функции..
Нуклеус и нуклеол
Цилиартите имат две ядра, всяко от които има своя структура и функции. Малката има заоблена форма, съдържа наследствен материал. Матричните РНК се четат слабо от неговия геном, следователно наследствената информация не се превръща в протеин или друг функционален продукт и генната експресия отсъства. В случай на унищожаване на нуклеола животът на обувката продължава, но той ще се размножава само по асексуален начин, сексуалният процес ще бъде невъзможен.
Съзряването на голямото бобовидно ядро води до сложни пренареждания в наследствения материал. Всички мРНК се четат от неговите гени, следователно, синтеза на протеини зависи от него. Сексуалният процес разрушава сърцевината, но в края на него макронуклеусът се възстановява отново.
Cilia и Trichocysts
Ресничките в малък брой от 10 до 15 хиляди. Те растат от базални тела, които образуват сложна цитоскелетна система, включваща посткинетодесмални фибрили и филаменти. В основата на органелите се образуват паразомални торбички, в резултат на екструзия на външната мембрана.
Между гъсто подредените инфузорни реснички все още има място за 5-8 хиляди защитни органоиди, наречени трихоцисти. Те представляват една от разновидностите на секреторните везикули, изтласкани от ресничките по време на екзоцитоза. Те изглеждат като тела с връх, напречно набраздени на всеки 7 nm, разположени в мембранни сакове. Защитната функция се проявява в моментално удължаване и изстрел в случай на опасност. Въпреки това, някои представители на ресничките нямат такива органели и са доста жизнеспособни в същото време..
Обувката на цилиатрите се движи с помощта на реснички. Правейки вълнообразни движения, тя плува с тъп край напред. Органелите правят пряк удар в изправено състояние. Възвратно носене в извити. Този процес не може да бъде наречен синхронен., тъй като темпото се задава от първия реснич поред и всеки следващ повтаря действието с леко закъснение. Това води до въртене на обувката около оста си по време на движение. За секунда преодолява разстоянието от 2–2,5 мм.
Извивайки тялото, цилиндърът може да промени посоката. При неочакван сблъсък с препятствие, той рязко ще падне назад, тъй като потенциалната разлика рязко ще намалее в неговата мембрана и калциевите йони ще проникнат вътре. Тогава обувката ще се движи напред и назад за известно време, през което калцият ще напусне клетката и скоро ще продължи по първоначалния път.
Доставчици на храни
Устата на обувката изглежда като вдлъбнатина по тялото, преминаваща в клетъчния фаринкс. Около устата са сложни структури, образувани от реснички. Обувката на инфузорията се храни главно с водорасли, бактерии и други малки едноклетъчни организми, които открива чрез отделяните от тях химикали. Космените структури около устата вкарват плячката в гърлото заедно със струя вода.
На следващо място, храната навлиза в храносмилателната вакуола, образувана по време на фагоцитоза, и под действието на цитоплазмения поток се премества в задния край на клетката, връща се отпред и отново се връща назад. Вакуолата се слива с лизозомите, което е придружено от появата на кисела среда, която постепенно се измества към леко алкална.
Фагосомата мигрира и увеличава скоростта на абсорбция чрез отделяне на малки мембранни везикули. Всичко, което не може да бъде усвоено, се изхвърля през прах, лишеен от развита цитоплазма. Преизстиналите продукти се разпръскват в междуклетъчното пространство и се използват за цял живот.
След като изпълни функцията си, вакуолата се слива с външната мембрана и се свива, отделяйки малки мехурчета. Впоследствие те навлизат в клетъчния фаринкс чрез микротрубки, образуващи цитоскелета, където образуват нова фагосома.
Интересното е, че изобилието от храна се отразява на това колко живее цилиарната обувка. Продължителността на живота е само няколко дни с прекомерно хранене и няколко месеца (понякога до една година) с неправилна диета.
Контрактилни вакуоли
Контрактилните вакуоли са разположени отпред и отзад на клетките. Всеки от тях се състои от резервоар, който понякога се отваря навън, и изходящи радиални канали, заобиколени от много тънки тръбички, които изпомпват течност от цитоплазмата. Цялата крехка система се държи от цитоскелета.
Основната функция на тези вътрешни органели е осморегулацията. Дифузията на водни молекули в клетката води до излишък на течност, която се отстранява чрез вакуоли. Каналите за подаване изпомпват вода в резервоара, който след това се свива и отделя от тръбите, изхвърляйки вода извън клетката през порите. Две вакуоли работят последователно, всяка се намалява с 10-25 секунди в зависимост от температурата на околната среда. След час изхвърленият обем течност е равен на обема на самата клетка.
Процес на развъждане
Обувката на инфузорията се разпространява асексуално, която се състои от кръстосано разделение и е придружена от сложни процеси на регенерация. Тъй като две са получени от един индивид, всяка от новите обувки получава една контрактилна вакуола и те са принудени да попълнят липсващите независимо. Клетъчната уста получава само един цилиатор, а вторият по това време трябва да образува отвор на устата с необходимите структури около него. Всеки представител формира базални тела и нови реснички независимо.
Инфузорията е характерна и за половия процес, наречен конюгация, тя се състои в прехвърлянето на ядра между клетките на партньорите. Обувките, участващи в разделянето на различни майчински клетки, участват в процеса. Те са залепени заедно от устните кухини, което води до образуване на цитоплазмен мост.
По това време всяко ядро унищожава големи ядра, а малките се разделят, намалявайки наполовина броя на хромозомите. Резултатът е 4 ядра, 3 от които са унищожени. Останалото е разделено на две генетично идентични ядра, а мъжки и женски пронуклеини се формират във всеки партньор. Женските ядра остават всяко в собствената си клетка, а мъжките реснички се разменят. По време на размяната женската и мъжката пронуклеиди се сливат и се образува ново ядро, което се разделя на още две. Те стават нови големи и малки ядра.
Възможности за обучение
Историята за цилиндрите-обувки може да бъде чута още в училище, но не всеки знае точно как изследователите са изследвали мъничкия организъм. Всъщност няма нищо сложно в наблюдението му, освен това размерът в десети милиметър е доста голям за най-простите. Всичко това означава, че изследването може да се извърши дори и в домашни условия, но първо трябва да отглеждате култура от реснички.
Тъй като обувките присъстват във всички резервоари, водата се взема от тези източници. За чистотата на експеримента е необходимо да вземете три стъклени съда и да поставите разлагащи се клони и листа в единия от тях, живи растения в другата и да утайка от дъното в третия. Всички материали се вземат от резервоар, а от там също се извлича течност и се излива в кутии.
Когато всичко е готово, трябва внимателно да прегледате съдържанието на контейнера и да се уверите, че няма външни организми, видими за окото, например насекоми или ларви. Ако са, ще трябва да бъдат хванати, в противен случай ресничките ще бъдат изядени. Приготвеното местообитание се поставя върху прозорец, покрива се със стъкло и се оставя на стайна температура в продължение на няколко дни. В този случай трябва да сте сигурни, че пряката слънчева светлина не пада върху резервоара.
След два дни буркана трябва да се разклати и да се провери дали има някакви организми. Това може да бъде както обувки, така и други същества, но се проверява просто. Необходимо е да вземете капка вода близо до осветената стена на съда по-близо до повърхността, именно на това място ще се концентрират повечето организми, които представляват интерес. След това капката трябва да се постави върху стъкло и да се изследва чрез микроскоп или поне лупа.
Ако в същото време се виждат тела с форма на вретено, които се движат бързо и плавно и се въртят около оста си, тогава се оказа, че отделят обувките. Ако капка съдържа парче зеленина или бактериален филм, много реснички веднага ще се натрупат около храната.
Разделянето на обувки от други животни е лесно. Обикновено те се движат много по-бързо от други организми и това трябва да се използва. За това капка, в която има няколко вида същества, се поставя върху стъкло и се поставя на добре осветено място. До нея се излива малко количество прясна вода и клечка за зъби извежда линия от една течност до друга, така че да се получи тънък воден мост, свързващ двете среди. Цилиатите бързо ще изминат разстоянието и ще се окажат в нова капка.
Случва се да не видите нищо живо във водата и в този случай можете да добавите няколко капки варено мляко в контейнера и да изчакате още два дни. След това време отново можете да опитате да изучите развитите организми..
Тогава обувките ще се размножават, този процес може да се ускори, като се създадат благоприятни условия за тях.. За целта те се поставят в една от следните среди:
- върху сушени бананови кори;
- върху листа от маруля;
- в мляко;
- в вливането на сено.
Организмите, разведени по този начин, могат да бъдат използвани за тяхното наблюдение за изследователски цели или да бъдат от практическа употреба. Тъй като ресничките са естествени сладка вода, те могат да дезинфекцират течности в резервоари за риба, а също така да служат като храна за пържени.
По този начин, ресничките-чехли са невероятни организми, които имат уникални особености (например сексуалният процес без размножаване), те могат да бъдат изучавани дори у дома.
