Текст книги "Простейшие. Губки. Кишечнополостные. Плоские черви. Круглые черви"

Автор книги: Владислав Сивоглазов

Соавторы: Владимир Бабенко,В. Алексеев
сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 7 страниц)

В. Н. Алексеев, В. Г. Бабенко, В. И. Сивоглазов
Простейшие. Губки. Кишечнополостные. Плоские черви. Круглые черви
К учебнику В. Б. Захарова, Н. И. Сонина «Биология. 7 класс. Многообразие живых организмов»

Подцарство Одноклеточные, или Простейшие
(Protozoa)

Общая характеристика простейших

Простейшие – это одноклеточные (иногда многоклеточные) организмы, которые обладают признаками, характерными для животных клеток. Как правило, простейшие питаются готовыми органическими веществами, но некоторые из них способны и к фотосинтезу.

В настоящее время простейшие рассматриваются в качестве особого подцарства животных. Внутри этого подцарства ученые выделили уже 7 типов. Наиболее крупными из них являются следующие типы: Саркожгутиконосцы (Амебожгутиконосцы), который включает в себя более 14 классов, Споровики и Инфузории (Ресничные).

Признаками для разделения простейших на типы и классы служат строение цитоплазмы, количество и устройство ядер, особенности органоидов передвижения (наличие и строение ложноножек, жгутиков, ресничек), способы размножения, наличие раковинок и др.

Крохотных простейших ни в коем случае нельзя рассматривать в качестве примитивных, несовершенных животных. Напротив, это одно из прогрессивных направлений эволюционного развития животных. Простейшие распространены повсеместно, они обладают огромным разнообразием форм, бесчисленными физиологическими, морфологическими и поведенческими приспособлениями, т. е. всеми признаками прогрессирующей группы организмов.

Практическое значение простейших огромно. Из раковин ископаемых морских простейших образованы мощные толщи известняков, покоящиеся на дне океанов и образующие величайшие горы мира. Простейшие, живущие в водоемах, играют роль биофильтраторов воды, служат пищей для множества других животных. Огромна роль почвенных простейших, а также простейших-паразитов.

Изучением простейших занимается особый раздел зоологии – протозоология.

Тип Саркожгутиконосцы (Sarcomastigophora)

Амеба обыкновенная

В представлении многих людей амеба – самое примитивное животное. Она состоит всего из одной клетки, не имеет рта, у нее нет скелета, нет даже постоянной формы тела. Однако это одноклеточное животное – удивительное существо. Присмотримся же к амебе более внимательно.

Прежде всего, условимся, что мы будем говорить не об амебе вообще, а об амебе обыкновенной. На научном языке ее называют амеба протей в честь мифологического персонажа Протея. Сын бога Посейдона (Нептуна), Протей, отождествлялся у древних греков с такими понятиями, как непостоянство и переменчивость. В различных мифах Протей принимает самые необычные образы: старика, льва, змеи, кабана, быка, огня, воды, дерева. Видимо, отсутствие постоянной формы тела у амебы и стало причиной сравнения ее с Протеем.

Амеба протей обитает в неглубоких пресноводных водоемах со стоячей или медленно текущей водой. Амебы передвигаются по дну или по лежащим на дне предметам и питаются живущими в воде бактериями. Тем не менее загрязненные гниющими веществами водоемы для протея губительны. Этот вид обитает только в чистых или очень слабо загрязненных водах.

От других амеб, живущих в наших пресноводных водоемах, протей отличается тем, что в активном состоянии образует одновременно до десяти широких округлых ложноножек, в то время как у других видов рода Амеба имеется либо всего одна широкая ложноножка, либо ложноножки тонкие и заостренные. Ложноножки все время находятся в движении, исчезают и появляются вновь, меняют свою форму. Можно сказать, что большая часть тела протея находится именно в ложноножках.

Тело амебы протея состоит только из одной клетки, но клетка эта достаточно большая. Протей достигает размера 0,2–0,5 мм и считается крупным видом своего рода. На микроскопическом препарате искусственно окрашенную амебу протея видно даже невооруженным глазом.

Отсутствие постоянной формы тела является причиной того, что у амебы нет ни переднего, ни заднего конца тела. Более того, у этого простейшего отсутствует постоянное место «рта» и место удаления непереваренных остатков пищи.

Встречаясь с твердыми пищевыми частицами (например, с бактериями), голодная амеба просто захватывает их своим телом-клеткой. При этом та часть наружной мембраны, которая соприкасается с бактерией, начинает впячиваться, образуется углубление и бактерия постепенно втягивается внутрь клетки. Когда определенное количество бактерий окажется полностью погруженным в клетку, мембрана замыкается. Образуется крошечный пузырек с бактериями внутри – пищеварительная вакуоль.

С момента образования этой вакуоли начинается процесс пищеварения. Из цитоплазмы амебы внутрь вакуоли в определенной последовательности поступают различные ионы и пищеварительные ферменты, а пригодные для протея вещества переходят из вакуоли в цитоплазму. По окончании всего процесса вакуоль приближается к наружной оболочке клетки, и мембрана вакуоли вновь включается в состав наружной мембраны. Вакуоль как бы прорывается, и непереваренные остатки пищи оказываются вне амебы. Одновременно в амебе могут находиться несколько пищеварительных вакуолей.

Очень похожим образом амеба «пьет». Образуя узкий канал, она втягивает внутрь себя капли воды или какой-либо иной необходимой ей жидкости.

Одна из важных проблем в жизни протея – удаление из клетки избытка воды и солей. Для этого у амебы существует еще одна вакуоль – сократительная. Со всей клетки в нее собирается, а затем удаляется наружу избыточная вода. Сократительная вакуоль расположена у поверхности тела протея и в обычных условиях сокращается один раз в 5–10 минут.

Раковинные амебы

Амеб, подобных амебе протею, называют голыми. Их тело-клетка действительно ничем не прикрыто.

Между тем существует достаточно много амеб, тело которых укрыто внутри ими же построенных раковин. Они образуют обособленную группу, которая так и называется – Раковинные амебы.

Разные виды раковинных пресноводных амеб

Раковинные амебы обитают и в пресных, и в соленых водах. Некоторые из них приспособлены к жизни на влажной почве или на влажной поверхности растений, другие обитают на водяных мхах торфяных болот и даже в иле-сапропеле.

Латинское название раковинных амеб – Testacealobosia образовано от слова testa, что означает «глиняный горшочек, кувшинчик». Их раковинки и в самом деле очень похожи на эту посуду. Кроме того, существуют раковинки в форме блюдечка, шапочки, груши.

Поверхность раковинки может быть гладкой, а может быть покрыта похожими на черепицу пластинками или своеобразными полыми выростами-шипами. Для того чтобы определить, к какому виду относится та или иная раковинная амеба, нужно знать не только форму ее раковинки, но и количество отверстий в ней. Как и у улиток, отверстие раковинки амеб называется устьем. Оно может иметь различную форму – округлую, удлиненную, щелевидную, лопастную, и этот признак тоже используется при определении вида.

У немногочисленных морских раковинных амеб раковинка пронизана известковыми иголочками и имеет много отверстий, через которые выпускаются короткие ложноножки. Напротив, раковинка пресноводных амеб состоит преимущественно из органического вещества и имеет одно или, в крайнем случае, два отверстия для выхода ложноножек. Часто в состав раковинки включаются и неорганические вещества, например мелкие песчинки, частички ила, обломки раковинок водорослей, иглы губок. Кроме того, в раковинке скапливаются кристаллы солей, выделяемые амебой в качестве шлаков.

Передвижение раковинных амеб напоминает передвижение пиявок. Вначале амеба вытягивает ложноножки в сторону движения, затем удерживается ими за что-либо и наконец подтягивает вперед все тело вместе с раковинкой.

В цитоплазме некоторых раковинных амеб обнаружены микроскопические одноклеточные водоросли-зоохлореллы, которые, обитая внутри амеб, не только не вредят им, но и приносят определенную пользу. Водоросли выделяют в цитоплазму амеб различные виды сахаров, а взамен используют тело амебы в качестве прекрасной защиты от неблагоприятных условий внешней среды.

Самые обычные из пресноводных раковинных амеб – это арцеллы и диффлюгии. У арцелл раковинки имеют вид шапочки или перевернутого блюдечка, а у диффлюгий они похожи на кувшинчики, а иногда на шарики. Этих амеб часто используют для определения степени загрязненности воды гниющими органическими веществами.

Дело в том, что для каждого вида амеб существует своя благоприятная среда обитания. Ученые-экологи установили, что одни виды живут в сильно загрязненной воде, другие – в очень чистой, третьи – в достаточно чистой и т. д. Взяв пробу воды или водные растения и отыскав раковинных амеб, можно определить их вид, а по нему узнать, насколько чиста вода в данном водоеме.

Амеба дизентерийная

Не все простейшие являются свободноживущими организмами. Некоторые из них обитают внутри других животных – позвоночных или беспозвоночных. Внутри своего хозяина амебы ведут себя или как безобидные «квартиранты», или как опасные паразиты.

Дизентерийная амеба обитает в толстом кишечнике человека, где, кроме нее, можно обнаружить еще четыре вида амеб-«квартирантов».

Подобно свободноживущим амебам, все они, включая и дизентерийную, питаются бактериями, живущими в кишечнике.

От амебы протея дизентерийная амеба отличается более мелкими размерами и короткими широкими ложноножками. Подсчитано, что эта амеба встречается у каждого десятого человека и даже чаше. Особенно часто она встречается у жителей тропических регионов. Но ее хозяин обычно совершенно не ощущает присутствия паразита.

Дело в том, что у амебы существуют две формы. Безвредная форма, называемая «минута» (т. е. мелкая), обитает в толстом кишечнике как простой «квартирант». Однако при некоторых условиях дизентерийная амеба может менять облик и превращаться в форму «магна» (крупная). В таком виде она ведет себя совершенно иначе, внедряется в стенку толстой кишки, вызывая появление на ней язвы. Поэтому первыми признаками амебной дизентерии становится расстройство работы кишечника, появление крови в испражнениях. Затем амебы попадают в кровоток и переходят к питанию эритроцитами человека.

Человек заражается дизентерийной амебой, проглатывая ее цисты вместе с загрязненной водой или немытыми овощами.

Фораминиферы

К классу Саркодовые (Корненожки) относятся морские одноклеточные животные, которых называют «фораминиферами», что в переводе с греческого означает «несущие поры».

Фораминиферы – это амебы, имеющие наружный скелет в виде известковой или органической раковинки, защищающей тело животного. Раковинки могут быть однокамерными или многокамерными, причем камеры часто располагаются в два ряда по спирали или соединяются лабиринтом каналов. Через многочисленные отверстия в стенках раковины наружу выступают тончайшие, соединяющиеся между собой ложноножки, похожие на корни растений.

Разные виды фораминифер

Фораминиферы появились на нашей планете более полумиллиона лет назад. С тех пор эти простейшие стали обычными обитателями Земли. Современная фауна фораминифер насчитывает около 4 тыс. видов. После смерти амеб их раковинки оседают на дно морей, океанов и прекрасно сохраняются в ископаемом состоянии. Благодаря этому учеными описано свыше 30 тыс. вымерших видов фораминифер.

Обычные размеры большинства современных фораминифер от 0,1 до 1 мм, однако раковины некоторых вымерших видов достигали в диаметре 16 см. Это были настоящие гиганты мира простейших. Неудивительно, что первоначально такие раковины были описаны в качестве раковин моллюсков.

Ложноножки образуют вокруг фораминиферы тончайшую сеточку, диаметр которой во много раз превосходит диаметр раковины. К такой сеточке прилипают различные органические частички, мельчайшие одноклеточные водоросли, другие простейшие и даже небольшие многоклеточные животные, которыми и питаются фораминиферы.

Большинство видов фораминифер – это бентосные организмы, предпочитающие держаться возле океанического дна. У немногочисленных планктонных видов фораминифер раковинки тонкостенные, а кроме того, имеют многочисленные выросты в виде расходящихся во все стороны тончайших длинных игл. Благодаря такому приспособлению простейшие могут легко парить в толще воды.

Размножение у большинства видов фораминифер связано с чередованием двух поколений, одно из которых половое, а другое – бесполое. При этом половое поколение существует независимо. В мире растений такое случается часто, но среди животных самостоятельно живущее половое поколение известно только у фораминифер.

Скопившиеся на дне и слежавшиеся раковинки фораминифер входят в состав осадочных пород – известняков, некоторых песчаников, мела. Горообразовательные процессы иногда выносят такие породы над поверхностью океана. Известняки входят в состав высочайших гор планеты – Альп, Гималаев, Кавказа и многих других.

Известняки, включающие в себя раковинки вымерших фораминифер, издавна использовались людьми в качестве строительного материала. Из них строились египетские пирамиды, белокаменные храмы Москвы и Владимиро-Суздальской Руси. Академик А. Е. Ферсман писал по этому поводу: «Как ничтожно мал человек… перед микроскопической корненожкой, строящей в своей жизненной энергии целые горы, перед которыми кажутся ничтожными самые громадные сооружения человеческой техники».

Поскольку определенные виды фораминифер обитали только в определенные геологические эпохи, по их раковинкам можно с большой точностью определять возраст геологических пород. Особо важное значение фораминиферы имеют при определении возраста нефтеносных слоев.

Радиолярии

Одноклеточные животные радиолярии (лучевики), как и амеба обыкновенная, принадлежат к классу Саркодовые. Размер радиолярий различных видов (а всего их известно около 7 тыс. видов) колеблется от 0,2 до 0,8 мм. Лучевики – планктонные организмы, обитающие в водах теплых морей и океанов.

У лучевиков ядро и небольшая часть окружающей его цитоплазмы заключены в особую органическую оболочку – центральную капсулу. Через отверстия в оболочке срединная часть клетки сообщается с наружным слоем цитоплазмы. В последней находятся разнообразные включения, например слизь и капли жира. Эти включения уменьшают удельный вес тела животного и способствуют парению в толще воды.

Нитевидные ложноножки радиолярий служат для улавливания пищи. Они начинаются в наружном слое цитоплазмы и, выйдя наружу, переплетаются друг с другом. Возникает сложная сеть, напоминающая ловчую сеть пауков. Этой сетью радиолярия и захватывает пищу.

Кроме ловчих ложноножек радиолярии обладают еще длинными неветвящимися псевдоподиями с осевой скелетной нитью внутри, которые имеют вид тонких иголочек и выходят из глубины клетки. Их задача – увеличивать объем животного и облегчать парение.

Скелеты радиолярий

У многих радиолярий в цитоплазме обитают одноклеточные симбиотические водоросли – зооксантеллы. Такое сожительство полезно обоим. Водоросли получают от радиолярий защиту, питательные вещества и углекислоту, радиолярии от водорослей – свободный кислород, необходимый для дыхания. Кроме того, часть водорослей переваривается самой радиолярией. У глубоководных радиолярий водоросли отсутствуют, поскольку на глубине им недостает солнечного света.

Размножаются лучевики различными способами. У некоторых видов наблюдается простое деление клетки надвое, у других же происходит формирование одноядерных зародышей, так называемых «бродяжек». Они действительно покидают родительский «дом» и отправляются в странствование.

Радиолярии имеют минеральный скелет, состоящий из двуокиси кремния или сернокислого стронция, который выполняет в основном защитную функцию. Скелеты различных видов этих крохотных морских обитателей часто очень красивы и изящны, имеют правильные геометрические формы.

У радиолярий акантарий основу скелета составляют 10–20 радиально расположенных игл, сходящихся в центре животного. Скелетные иглы прикрепляются к наружному слою цитоплазмы при помощи особых волоконец, способных к сокращению. При их сокращении или удлинении меняется объем протоплазматического тела радиолярии, а значит – ее удельный вес. Такой же принцип изменения удельного веса в свое время применялся в дирижаблях с жесткой оболочкой.

Зачем же нужен такой сложный механизм простейшему животному?

Увеличивая или уменьшая удельный вес тела, акантария может погружаться в глубину или всплывать к поверхности. Обычно акантарии распределены в поверхностных слоях морской воды. Но эти животные не переносят опреснения воды. Поэтому после сильных дождей они увеличивают удельный вес своего тела и спасаются на глубине, погружаясь на глубину до 100–200 м. Кроме того, эти «крошки» не выносят и сильного волнения. Правда, при штормах они уходят на глубину до 10 м.

Скелеты погибших радиолярий, опускаясь на дно, образуют радиоляриевый ил, входящий в состав осадочных пород – радиоляритов. Такие осадочные породы, как «инфузорная земля» (или трепел), целиком состоят из скелетов радиолярий.

Самыми красивыми являются кремневые скелеты лучевиков. В 1860–1880 гг. профессор университета города Йена Эрнст Геккель специально занимался изучением радиолярий и описал несколько тысяч видов этих животных. Знаменитый немецкий биолог был так поражен великолепием их скелетов, что впоследствии издал свои рисунки радиолярий в атласе под названием «Красота форм в природе». И до сих пор увеличенные в сотни раз модели скелетов радиолярий выставляются в зоологических музеях как образцы неповторимых творений природы.

Солнечники

Солнечники образуют особый класс простейших и на самом деле очень похожи на солнце, изображенное на детских рисунках: от шарообразного тела простейшего во все стороны расходятся многочисленные тонкие лучи – ложноножки. Диаметр клеток самых крупных солнечников чуть более одного миллиметра.

Солнечники – родственники амеб. Они обитают и в морях, и в пресноводных водоемах. В целом этот класс очень невелик и насчитывает всего несколько десятков видов.

В отличие от амеб, цитоплазма солнечников не однородна, а ясно разделена на два слоя. Наружный слой тонкий, его толщина составляет не более одной шестой диаметра тела. Именно из этого слоя образуются ложноножки. Внутренний слой цитоплазмы отличается от наружного тем, что вакуоли в нем более мелкие. Здесь же находится и ядро клетки.

Солнечники – хищники. Их пищу составляют другие простейшие, а также мельчайшие черви и иные микроскопические многоклеточные животные. Захваченная добыча переваривается во внутреннем слое цитоплазмы, отчего он всегда кажется более плотным и даже приобретает окраску. Жертвы этих крошечных хищников могут оказаться крупнее их самих. Например, пресноводный солнечник актинофрис может за 15 минут втянуть в себя инфузорию, длина которой почти вдвое превышает его собственный диаметр.

Ложноножки солнечника служат для улавливания пищи и для передвижения. Внутри каждой из них расположена осевая нить, начало которой находится во внутреннем слое цитоплазмы. Осевая нить состоит из пучков микротрубочек и является своего рода скелетом ложноножки, придавая ей вид длинной иголочки. Однако при необходимости эти ложноножки могут втягиваться внутрь тела. В таких случаях осевая нить разжижается и исчезает. Общее количество ложноножек непостоянно даже у одной особи солнечника. В опытах добавление в воду некоторых химических веществ тотчас же вызывало образование дополнительных лучей.

Замечено, что некоторые виды солнечников при помощи ложноножек могут катиться по дну или подводным предметам. Однако чаще всего расставленные во все стороны ложноножки превращают простейшее в подобие парашюта и позволяют ему парить в толще воды.

По принципу действия на добычу ложноножки солнечников напоминают стрекательные клетки гидры или медузы. После прикосновения к ложноножке добыча солнечника перестает двигаться и кажется парализованной. Расположенные по соседству ложноножки тотчас изгибаются в сторону жертвы и все вместе подтягивают ее к телу солнечника.

Пресноводные солнечники, как и амебы, должны постоянно откачивать из клетки лишнюю воду. Сократительных вакуолей в их теле как минимум две, а иногда их число достигает полутора десятков. Каждая вакуоль работает в своем ритме.

Еще одна особенность клеток солнечников – их многоядерность. Ядра всегда расположены во внутреннем слое цитоплазмы. Все ядра мелкие, одинакового размера. Общее количество их может быть очень велико (крупные виды солнечников имеют до двухсот ядер).