Класс Жгутиковые: общая характеристика

Класс Жгутиковые – это мельчайшие организмы, которые в процессе эволюции заняли промежуточное положение между растениями и животными. Их значение в природе велико: растительные виды участвуют в переработке органики водоемов и формируют планктон, являющийся важной составной частью пищевой цепочки, а другие виды жгутиконосцев вызывают опасные заболевания.

Класс Жгутиковые: общая характеристика

Класс Mastigophora (или Жгутиковые) объединяет группу протистов, которые не относятся ни к животным, ни к растениям, ни к грибам. Это большая категория живых существ, отличительной особенностью которых является наличие одного или нескольких жгутиков, используемых для перемещения и получения пищи.

Местом обитания для представителей класса Жгутиковых является пресная и морская вода, почва, а некоторые паразитируют или живут в симбиозе в организме животных и растений. Активный образ жизни для них характерен только во влажной среде.

Морфологически они могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными, а также формировать колонии численностью до 20 тыс. клеток. Большинство из них имеют мелкие размеры, шарообразное, овальное или веретеновидное тело. Оно покрыто мембраной или слоем плоских мембранных пузырьков, обеспечивающих стабильную форму.

Конфигурация и расположение жгутиков могут быть различными. У некоторых организмов они расположены вдоль всего тела, образуя вместе со складкой на его поверхности органоид движения в виде перепонки. Такое строение часто встречается у паразитирующих видов.

Жгутик движется в среде винтообразно, благодаря чему тела жгутиконосцев «ввинчиваются» в окружающую жидкость. Этот органоид имеет довольно сложную структуру: снаружи он покрыт мембраной из 3 слоев, а внутри находятся нитевидные структуры из спаянных микротрубочек.

Классификация

В группу протистов, кроме класса Жгутиковых, входят простейшие, водоросли и грибы. Эти живые существа были выделены по остаточному принципу. Определить их в отдельное царство предложил английский зоолог и палеонтолог Ричард Оуэн и немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель (на фото ниже). До них эти организмы считали низшими зелеными водорослями, или простейшими.

Уже в XIX в. ученые отмечали, что чем ниже ступень, на которой находятся представители животного или растительного царства, тем сложнее провести четкую грань между ними. Так, эвглена зеленая, являющаяся «классическим» представителем жгутиковых, на свету питается как растение, а при плохом освещении – как животное, путем поглощения готовых органических соединений.

Однако выделение жгутиконосцев в отдельную группу стало общепринятым только в 1969 г. В старых классификациях, описывающих царство протистов, классы Саркодовые и Жгутиковые относили в тип Саркомастигофоры.

Возможно, что существующая систематизация еще будет меняться в связи с развитием молекулярной филогенетики, которая позволяет определить родственные связи между организмами на основе изучения их ДНК.

Питание

Одной из общих характеристик класса жгутиковых является то, что представителям этой группы присущи самые разнообразные формы питания:

• Осмотрофные – гетеротрофные и автотрофные. Поглощение веществ производится путем пассивного транспорта растворенных элементов через поверхность клетки. Автотрофы, в отличие от гетеротрофов, могут самостоятельно синтезировать органические соединения из неорганических (с помощью фотосинтеза). У них накапливаются запасные питательные вещества, по составу близкие к крахмалу и жиру.

• Фаготрофные. У таких простейших класса Жгутиковых существует органелла, которую называют «клеточным ртом». Он представляет собой специализированный участок тела для захвата пищи (бактерий и других протистов). У многих фототрофных жгути­коносцев «клеточный рот» выполняет также функцию экскреции.

• Миксотрофное (смешанное).

По способу питания жгутиконосцев делят на растительные (Phytomas tigophorea) и животные (Zoomastigophorea). Выделение продуктов метаболизма у пресноводных видов чаще всего происходит с помощью другого органоида – сократительной вакуоли, которая открывается наружу через пору.

Размножение

Размножение организмов класса Жгутиковые происходит в большинстве случаев продольным бинарным делением, реже – с образованием половых клеток, содержащих одинарный набор хромосом, и последующей копуляцией. Сразу после оплодотворения происходит сокращение числа хромосом. Такой вид размножения характерен главным образом для растительных видов.

При делении надвое жгутик переходит к одной из дочерних клеток, а у другой он образуется заново. У колониальных организмов деление осуществляется двумя способами:

• общее число клеток увеличивается, они сразу вырастают до размеров материнских, а затем колония «перешнуровывается»;

• дочерняя колония состоит из мелких клеток, которые многократно делятся.

Если условия внешней среды для жгутиконосцев неблагоприятны, то они образуют цисты с плотными оболочками, которые помогают им выжить. В последующем из них выходит большое количество молодых особей.

Эволюция

Класс Жгутиковых является одной из промежуточных групп между растениями и животными, являясь одновременно их родоначальником. Те организмы, которые были способны к фотосинтезу, эволюционировали по 2 направлениям. У одних из них возник дополнительный вид хлорофилла с и начал образовываться ламинаран – полисахарид, присущий бурым водорослям. У других жгутиконосцев стал преобладать зеленый хлорофилл a и b. Появилось и промежуточное звено – желто-зеленые водоросли с зеленой окраской, не имеющие хлорофилла b.

В результате образовалось 2 отдела водорослей: с преобладанием бурых пигментов и зеленых. Первые «захватили» море, а из вторых в дальнейшем возникли фотосинтезирующие высшие наземные растения.

Особенности

Отличительными характеристиками класса Жгутиковых являются следующие:

• постоянная форма тела;

• наружная оболочка или хитиновый панцирь;

• органеллы движения – жгутики, представляющие собой выросты цитоплазмы;

• наличие хлорофилла и светочувствительной органеллы (стигмы) в растительных жгутиконосцах, их свободный образ жизни в воде;

• присутствие кинетопласта в основании жгутика, который обеспечивает его подвижность и содержит дополнительное большое количество ДНК.

Представители Phytomas tigophorea

Класс Жгутиковых включает около 8 тысяч видов. Среди растительных жгутиконосцев наиболее распространенными и важными отрядами являются:

• Хризомонадовые. Одноклеточные организмы с 1-3 жгутиками. Населяют морские и пресные воды. Являются типичными представителями планктона.

• Панцирные. Их клеточная оболочка состоит из пластинок клетчатки. Имеют два жгутика в передней части тела. Также входят в состав планктона. Среди жгутиконосцев этой группы есть организмы, живущие в симбиозе с радиоляриями (одноклеточными планктонными микроорганизмами) и коралловыми полипами.

• Примнезиидовые. Имеют известковый панцирь. После отмирания падают на дно и формируют меловые отложения.

• Эвгленовые. Характерны для пресноводного планктона. Поглощают органические вещества, загрязняющие воду. Широко применяются в экспериментальной биологии.

• Вольвоксовые. Большинство из них – одноклеточные организмы с 2-4 жгутиками. Формируют планктон преимущественно в пресных водоемах.

Класс Zoomastigophorea

Большинство жгутиконосцев класса Zoomastigophorea – это паразиты растений и животных. Среди них наиболее яркими представителями являются следующие:

• Воротничковые. Предположительно от них произошли остальные животные. Имеют 1 жгутик, окруженный микроворсинками для лучшего захвата пищи. Встречаются как одиночные, так и колониальные формы.

• Кинетопластиды. Среди них есть опасные паразиты человека из рода трипаносом и лейшмания. Первые паразитируют в крови и спинномозговой жидкости, приводя к развитию сонной болезни и других тяжелых патологий. Переносчиками гамбийской и родезийской формы трипаносомоза является муха це-це, а лейшманиоза – москиты.

• Дипломонады. Из них наиболее известными являются представители рода лямблия. При паразитировании в кишечнике происходит развитие болезни, сходной с колитом. Характерная черта этих микроорганизмов – удвоенное строение тела, по форме напоминающее делящуюся клетку.

• Трихомонадовые. Имеют 4-6 жгутиков, один из которых – управляющий. Одно из распространенных паразитарных заболеваний, вызываемых этими микроорганизмами, – урогенитальный трихомониаз.

Роль в природе

Зеленые жгутиконосцы выполняют важные функции:

• самоочищение водоемов от органических загрязнений, участие в переработке и минерализации органики;

• отложение сапропелей, известковых и кремниевых пород, которые входят в состав земной коры;

• формирование планктона, который является пищей для более крупных живых организмов (быстрое развитие фитопланктона приводит к «цветению» воды);

• полезный симбиоз с животными.

Из некоторых видов класса Жгутиковые делают лекарственные препараты.

Животные жгутиконосцы, как уже указывалось выше, играют большую роль в развитии многих заболеваний у человека и других животных.