Инфузории - удивительные существа, живущие рядом с нами в капле воды. Одна из них - инфузория туфелька - обитает в пресных водоемах и легко наблюдается под микроскопом. Хотя ее размер всего полмиллиметра, этот организм обладает сложным строением и удивительными способностями. Давайте заглянем в микроскопический мир и узнаем тайны инфузории туфельки!
Общие сведения об инфузории туфельке
Инфузория туфелька (лат. Paramecium caudatum) относится к типу простейших, классу ресничных инфузорий. Она широко распространена в пресных водоемах умеренных широт Северного полушария.
Размеры инфузории туфельки составляют 0,05-0,3 мм в длину. Форма ее тела напоминает подошву туфли, отсюда и произошло название. Тело вытянутое, веретеновидное, слегка сужено к переднему концу.
Наружный слой цитоплазмы инфузории, или пелликула, отличается особой плотностью. Он придает постоянную форму клетке. Под наружной мембраной расположены плоские мембранные цистерны - альвеолы. В пелликуле также находятся микротрубочки и другие элементы цитоскелета.
Характерная особенность инфузории туфельки - наличие многочисленных ресничек, покрывающих всю поверхность тела. Их количество достигает 10-15 тысяч. Реснички расположены рядами и совершают волнообразные движения, обеспечивая передвижение инфузории.
Между ресничками в толще пелликулы залегают особые органоиды - трихоцисты. Они играют защитную роль, выстреливая при опасности и отпугивая хищников.
Внутри инфузории туфельки располагаются два ядра - большое, или макронуклеус, отвечающее за основные жизненные функции, и маленькое микронуклеус, участвующее в размножении. Цитоплазма содержит многочисленные пузырьки, вакуоли и зернышки - всего около 40 тысяч включений.
Инфузория туфелька отличается от других видов инфузорий деталями строения пелликулы, расположением ресничек и особенностями движения.
Питание инфузории туфельки
Основу питания инфузории туфельки составляют бактерии, дрожжи и мелкие водоросли. Захват пищи осуществляется с помощью цитостома - клеточного рта, расположенного в передней части тела. От цитостома вглубь клетки отходит образованная мембраной глотка.
Вокруг цитостома располагаются специализированные реснички, направляющие пищевые частицы внутрь клетки. Попав туда, частицы окружаются мембраной и образуют пищеварительную вакуоль.
Пищеварительные вакуоли, содержащие перевариваемый материал, перемещаются по клетке инфузории по строго определенному маршруту. Сначала они движутся к заднему концу, затем к переднему, и снова к заднему концу.
В вакуолях происходит постепенное переваривание пищи. Сначала среда внутри вакуоли становится кислой за счет выделения лизосом, затем щелочной. Непереваренные остатки выводятся наружу через особое отверстие - цитопиг.
Таким образом, инфузория туфелька обладает довольно эффективной системой пищеварения, позволяющей ей использовать разные источники органических веществ.
Дыхание и выделение
Как и другие одноклеточные организмы, инфузория туфелька дышит всей поверхностью тела. Растворенный в воде кислород поступает через пелликулу в цитоплазму, где окисляются органические вещества.
Основная роль в выведении продуктов обмена из клетки принадлежит двум сократительным вакуолям. Они располагаются у переднего и заднего концов инфузории.
Каждая сократительная вакуоль состоит из резервуара, от которого отходят многочисленные радиальные каналы. По этим каналам избыток жидкости из цитоплазмы поступает в резервуар.
Когда резервуар наполняется, он отделяется от каналов и сокращается, выбрасывая содержимое через пору наружу. Таким образом регулируется осмотическое давление в клетке инфузории.
Две вакуоли работают поочередно, обеспечивая непрерывное выделение продуктов жизнедеятельности наружу.
Размножение инфузории туфельки
Инфузория туфелька размножается как бесполым, так и половым путем.
При бесполом размножении происходит поперечное деление клетки надвое. Сначала делятся ядра, затем цитоплазма. После разделения в каждой дочерней клетке восстанавливаются недостающие структуры.
Половой процесс у инфузорий называется конъюгацией. При этом две особи временно соединяются. Их макронуклеусы разрушаются, а микронуклеусы делятся мейозом.
Затем происходит обмен гаплоидными ядрами и их слияние с собственными ядрами каждой клетки. В итоге формируются новый макро- и микронуклеус, и особи расходятся.
Такой половой процесс не дает прироста особей, но обеспечивает генетическое разнообразие потомства за счет рекомбинации ДНК.
Бесполое деление обеспечивает быстрое наращивание численности популяции инфузорий, а конъюгация - ее генетическое обновление.
Движение инфузории туфельки
Инфузория туфелька способна к активному передвижению благодаря многочисленным ресничкам, покрывающим все ее тело.
Реснички совершают волнообразные движения, напоминающие греблю веслами. Каждая ресничка делает эффективный удар в одну сторону, а затем возвращается в исходное положение.
Удары ресничек скоординированы таким образом, что волны бегут от переднего конца тела к заднему. Это позволяет инфузории двигаться вперед со скоростью около 2 мм/с.
При движении инфузория вращается вокруг своей оси за счет разной ориентации ресничек на боковых сторонах тела. Это помогает ей маневрировать в толще воды.
При столкновении с препятствием инфузория резко меняет направление движения. Система базальных телец и цитоскелета позволяет быстро перестраивать работу ресничек.
Таким образом, инфузория туфелька - это настоящий микроскопический «корабль», искусно управляемый многочисленными «веслами»!
Раздражимость инфузории туфельки
Инфузория туфелька, несмотря на простое строение, способна адекватно реагировать на различные раздражители. Это свойство называется раздражимостью.
Например, скопления бактерий выделяют специфические вещества, которые привлекают инфузорий как источник пищи. При этом инфузории движутся к месту выделения таких веществ.
С другой стороны, некоторые вещества, опасные для инфузорий, заставляют их уплывать прочь. К их числу относится, например, поваренная соль.
Клетка инфузории воспринимает химические раздражители с помощью рецепторов в мембране. Затем сигнал передается на сократительный аппарат ресничек, заставляя их менять ритм движения.
Инфузории также реагируют на механические воздействия, нагревание, освещенность и другие факторы среды. Это позволяет им выживать в меняющихся условиях.
