Все о простейших биология. Организмы простейшие. Простейшие одноклеточные организмы. Простейшие обитающие в морской воде и почве и другие

05.07.2020

Самыми примитивными представителями царства животных считаются одноклеточные организмы. Они образуют обширный тип простейшие, многообразие которого мы сегодня рассмотрим. Латинское название этого типа - Protozoa. Поскольку одноклеточные организмы трудно разделить на животных (Protozoa) и растения (Protophyta), их часто объединяют в группу Protista. Многообразие простейших поражает. Их численность составляет более 30 000 видов, и большинство из них невидимы невооруженным глазом, поскольку по размерам они не больше кончика иглы. Попробуем вкратце охарактеризовать все многообразие простейших.

Краткая характеристика простейших

Жгутиковые

Саркодовые

Саркодовые - еще одна группа, к которой относится большое количество видов. Все это многообразие простейших трудно охарактеризовать, поэтому скажем пару слов о самом известном. Всем нам хорошо знаком еще со школы такой представитель саркодовых, как свободноживущая (на фото ниже). Амеба - одноклеточное животное, принадлежащее к обширному типу простейших, которые процветают всюду, где достаточно влажно.

Лучевики, солнечники и споровики

Инфузория-туфелька

Paramecium (инфузория-туфелька) - специализированное одноклеточное животное. О нем непременно стоит рассказать, характеризуя многообразие водных простейших. Наружный слой содержимого клетки - эктоплазма - ограничен плотной оболочкой, несущей множество крошечных ресничек. Их ритмичные согласованные удары позволяют животному двигаться. Перистома ведет в слепой вырост - глотку, окруженную зернистой эндоплазмой. Пищевые частицы поступают в глотку благодаря движениям ресничек, а затем попадают в вакуоли. Содержимое пищеварительных вакуолей, перемещающихся в эндоплазме, переваривается ферментами. Непереваренные остатки выбрасываются через порошицу. Водный баланс поддерживается благодаря деятельности двух пульсирующих вакуолей. Из двух ядер большее (макронуклеус) связано с обменом веществ в клетке, а меньшее (микронуклеус) участвует в половом процессе.

Plasmodium vivax

При бесполом размножении простейшие делятся пополам, образуя две особи. Такое деление полностью сформировавшихся клеток захватывает и протоплазму, и ядро. В результате этого образуются две одинаковые дочерние клетки. В неблагоприятных условиях некоторые жгутиковые и саркодовые секретируют плотную, непроницаемую защитную оболочку (цисту), внутри которой клетка может делиться. При попадании в благоприятные условия циста разрушается, и появляются особи, размножающиеся бесполым путем.

Питание простейших

Подобно другим животным, простейшие получают энергию, питаясь сложными органическими соединениями. Amoeba sp. захватывает псевдоподиями пищевые частицы, и они перевариваются в пищеварительных вакуолях с участием ферментов. Paramecium sp. живет в основном за счет бактерий, загоняя их в перистом движениями ресничек. Trichonympha sp. обитает в кишечнике термитов и питается там теми веществами, которые не усваиваются хозяином. Acineta sp. (на фото ниже) используют в пищу только отдельные виды инфузорий, которые иногда бывают крупнее их самих.

Передвижение

Простейшие передвигаются тремя основными способами. Саркодовые «ползают» путем образования выростов протоплазмы. Движение создается за счет направленности в одну сторону тока эндоплазмы и ее обратимого превращения на периферии в студенистую эктоплазму. Благодаря резким ударам жгутика перемещаются жгутиковые. Инфузории движутся с помощью множества крошечных колеблющихся ресничек.

Бактерии и вирусы

Общая характеристика и многообразие простейших должны быть дополнены кратким рассказом о которых часто путают с ними. Они доставляют немало хлопот человеку, однако играют свою особую роль в природе. Бактерии и вирусы - самые мелкие организмы на планете. Хотя это относительно просто организованные существа, примитивными их не назовешь. Они способны выживать в весьма неблагоприятных условиях, а большая способность адаптироваться к изменившимся условиям ставит их в один ряд с наиболее продвинувшимися и преуспевающими формами. Вирусы - это не клетки, поэтому их нельзя отнести к одноклеточным, а вот бактерии вполне можно считать таковыми. Однако они не являются простейшими, поскольку у них нет ядра. Расскажем о них подробнее.

Где обитают бактерии

В отличие от вирусов бактерии - это клетки. Однако они значительно проще устроены, чем клетки высокоорганизованных существ, и очень варьируют по величине и форме. Бактерии найдены повсюду. Они могут жить даже при условиях, которые исключают существование более сложных организмов. Их встречают в океане даже на глубине 9 км. При ухудшении условий внешней среды бактерии образуют устойчивую покоящуюся стадию - эндоспору. Это самый устойчивый из известных живых организмов: некоторые эндоспоры не погибают даже при кипячении.

Из всех возможных местообитаний наиболее рискованное - другой организм. Бактерии попадают в него обычно через раны. Но, проникнув внутрь, они должны устоять против защитных сил своей жертвы, особенно против фагоцитов (клеток, способных их захватывать и переваривать) и антител, которые могут нейтрализовать их вредное действие. Поэтому одни бактерии окружены снаружи слизистой оболочкой, неуязвимой для фагоцитов; другие после захвата их фагоцитами могут жить в них; наконец, третьи вырабатывают маскирующие вещества, которые помогают им скрыть свое присутствие в пораженных клетках, и последние не вырабатывают антител.

Вредные и полезные бактерии

Бактерии могут причинять вред тремя способами: например, закупоркой различных жизненно важных каналов в организме за счет многочисленности; выделением токсичных веществ (токсин почвенной бактерии Clostridium tetani (на фото ниже), вызывающий столбняк, относится к наиболее сильным из известных науке ядов); а также стимуляцией аллергических реакций у жертв.

Некоторое время против микробных инфекций были эффективны антибиотики, но многие бактерии выработали устойчивость к ряду препаратов. Они быстро размножаются, делясь в благоприятных условиях каждые 10 минут. При этом, естественно, шансы на появление мутантов, устойчивых к тем или иным антибиотикам, возрастают. Но не все бактерии, живущие в других организмах, приносят вред. Так, в желудочно-кишечном тракте коровы, овцы или козы есть специальный отдел - рубец, в котором обитает множество бактерий, помогающих животным переваривать растительную клетчатку.

Микоплазмы

Микоплазмы - самые мелкие из всех клеточных организмов и, возможно, являющиеся переходной стадией между вирусами и бактериями - встречаются в природе в сточных водах, но могут поражать и животных, вызывая у них такие заболевания, как, например, некоторые формы артритов у свиней.

Значение бактерий

Благодаря этим организмам разлагаются трупы, и в почву возвращаются содержащиеся в них органические вещества. Без этого постоянного круговорота органических строительных блоков жизнь не могла бы существовать. Человек широко использует жизнедеятельность бактерий для превращения органических отходов и сырья в полезные продукты при компостировании, изготовлении сыров, масла, уксуса.

В заключение

Как вы видите, многообразие и значение простейших велико. Несмотря на то что размеры их очень малы, они играют важную роль в поддержании жизни на нашей планете. Конечно, мы лишь вкратце охарактеризовали многообразие простейших животных. Надеемся, у вас появилось желание познакомиться с ними поближе. Систематика и многообразие простейших - интересная и обширная тема.

Простейших раньше выделяли в ранге подцарства царства Животные. Сейчас их считают отдельным царством. Однако организмы, относящиеся к Простейшим, преимущественно имеют гетеротрофный способ питания, а также подвижны. В связи с этим их всё-таки можно считать животными.

Прежняя классификация простейших, делящая их на Саркодовые, Жгутиковые, Ресничные и Споровики считается устаревшей. Сейчас используются несколько другие таксономические группы.

Простейшие - одноклеточные формы жизни, а также иногда колониальные (например, вольвокс ). От бактерий их отличает наличие ядра, т. е. они эукариоты. Колонии отличаются от примитивных многоклеточных животных тем, что в колониях отсутствует дифференциация клеток (все клетки одинаковые, или почти одинаковые). Образование колоний одноклеточными организмами на заре биологической эволюции можно рассматривать как этап на пути к многоклеточности.

Поскольку у простейших на одну клетку возложены функции целого организма, то они имеют отличия от клеток многоклеточных. У них есть такие клеточные структуры, которые не встретишь в клетках многоклеточных животных.

В клетках простейших образуются пищеварительные вакуоли, есть сократительные вакуоли, у более сложных форм (инфузории) образуются подобие рта (клеточный рот ) и анального отверстия (порошица ). У ряда видов есть светочувствительное образование (глазок, или стигма ). Органами передвижения служат жгутики, реснички . У корненожек (к которым относится амеба) образуются ложноножки (псевдоподии ).

Простейшие реагируют не только на свет, но и на химический состав окружающей среды. Так инфузории улавливают вещества, выделяемые их пищей (бактериями) и движутся к ним. Могут «выстреливать» в своего хищника специальными жалящими образованиями. То есть реагируют на касание. Ответная реакция организма на внешнее воздействие называется раздражимостью. У простейших раздражимость существует в виде положительных или отрицательных таксисов (фототаксис, хемотаксис).

Размножение происходит преимущественно бесполым путем. Однако встречается и половое размножение, а также половой процесс (конъюгаци я ).

Кроме цитоплазматической мембраны, на поверхности у многих простейших есть плотная пелликула (эвглена зеленая), придающая телу форму, а также цитоскелет (инфузория туфелька), представляющий собой уплотненный внешний слой цитоплазмы.

Ядер в клетках простейших может быть одно или несколько.

Пища переваривается в пищеварительных вакуолях . После чего питательные вещества всасываются в цитоплазму, а не переваренные остатки выбрасываются из клетки в любом месте или строго определенном.

Сократительные вакуоли выводят из клеток излишки воды, а также вредные вещества. Наиболее сложное строение сократительные вакуоли имеют у инфузории-туфельки. У нее каждая из двух вакуолей имеет несколько канальцев и резервуар. Пресноводные простейшие вынуждены активно откачивать из своего тела лишнюю воду, так как она постоянно поступает через цитоплазматическую мембрану. Это происходит потому, что концентрация солей в клетке выше, чем в окружающей воде.

При неблагоприятных условиях многие простейшие образуют цисты , в которых клетка покрыта плотной оболочкой и находится в стадии покоя.

В мировой фауне насчитывается около 70000 видов одноклеточных животных.

Почти все простые имеют микроскопические размеры (от 2 мкм до 0,2 мм), среди них встречаются и колониальные формы (вольвокс). Живут одноклеточные в пресных (амеба обыкновенная, эвглена зеленая, инфузория-туфелька, вольвокс) и морских водоемах (фораминиферы, променякы), в почве (некоторые виды амеб, жгутиковых, инфузорий).

Самые простые — это представители животного мира, находящихся на клеточном уровне организации. Морфологически они составляют одну клетку, а функционально — целостный организм. Поэтому клетка простейших построена значительно сложнее, чем клетка многоклеточного организма.

Это объясняется тем, что клетки многоклеточных организмов выполняют лишь определенные функции, тогда как одна клетка простейших выполняет все жизненные функции, присущие целостному организму: питание, движение, выделение, дыхание, размножение и т.д.

Особенности строения и жизнедеятельности одноклеточных организмов (простейших)

Клетка простейшего, как и любая эукарио клетка, имеет общеклеточные органеллы. В цитоплазме простейших выделяют два слоя: внешний — эктоплазмы и внутренний — эндоплазму. Кроме того, у простейших имеются характерные только для них органеллы: движения (ложноножки, жгутики, реснички), пищеварения (пищеварительные вакуоли, у инфузории — клеточный рот, глотка), выделения и осморегуляции (сократительные вакуоли).

Клетка одноклеточных животных содержит одно (амеба, эвглена) или несколько (инфузория) ядер. Подавляющее большинство одноклеточных имеет способность двигаться. С помощью временных выпучин цитоплазмы — ложных ножек (псевдонижок) перемещаются простые, лишенные плотной клеточной оболочки (амебы). Быстрому перемещению одноклеточных способствуют жгутики (эвглена зеленая) и реснички (инфузория-туфелька).

Способы питания простейших разнообразны. Большинство из них питаются гетеротрофно. В амебы пища попадает в цитоплазму с помощью псевдоподий, что захватывают ее. В инфузории колебания ресничек вызывает попадание пищи в клеточный рот и глотку.

Переваривание пищи происходит в пищеварительных вакуолях. Непереваренные остатки пищи выводятся из клетки в любом месте, к которому подходит пищеварительная вакуоль (амеба) либо через особые отверстия (порошицу у инфузории-туфельки).

Среди одноклеточных животных есть виды, которые питаются как зеленые растения (вольвокс). В их цитоплазме имеются хроматофоры — органеллы с фотосинтезирующими пигментами. Для некоторых жгутиковых, имеющих хроматофоры (эвглена зеленая), характерный смешанный (миксотрофний) тип питания. На свете они способны к фотосинтезу, а в темноте питаются готовыми органическими веществами.

Дыхание осуществляется путем поступления кислорода через всю поверхность клетки. Он окисляет сложные органические вещества до СО 2 , Н 2 О и других соединений. При этом высвобождается энергия, которая используется для процессов жизнедеятельности животных.

Для простейших характерны неполовой и половой способы размножения. Неполовое размножение осуществляется путем деления и почкования. Чаще размножаются одноклеточные делением материнского организма на две дочерние клетки.

Для инфузории-туфельки, кроме раздела, характерный половой процесс, во время которого две инфузории временно соединяются между собой и обмениваются маленькими ядрами. Таким образом инфузории обмениваются генетической (наследственной) информации, содержащейся в их ядрах.

Одноклеточным присуща раздражимость — ответ-реакция организма на внешние воздействия. Неблагоприятные условия внешней среды одноклеточные переносят в состоянии цисты — клетка округляется, сжимается, втягивает органеллы движения и покрывается толстой оболочкой.

Процессы почвообразования также осуществляются с помощью простейших. Жгутиковые одноклеточные служат для биологической оценки степени чистоты водоемов (биодиагностики). Фораминиферы и променякы играют значительную роль в образовании отложений мела и известняка, которые являются ценными строительными материалами.

Кто такие простейшие?

Простейшие, или эукариоты - микроскопические организмы с клеточным типом организации, ранее они представляли собой целое царство живых организмов, сейчас в биологии их относят к животноподобным протистам. Несмотря на то, что тело простейших представлено одной клеткой, они являются самостоятельными организмами со всеми основными функциями.

Основная масса эукариот имеет микроскопические размеры. Недаром изучение простейших началось примерно в то же время, когда в мире был изобретен микроскоп, а именно в начале XVII века. Нидерландский натуралист Антон Левенгук считается первооткрывателем целого царства живой природы, в 1675 году рассматривая каплю воды в свой микроскоп, он обнаружил ряд неведомых тогда науке организмов, среди которых были и представители одноклеточных животных. Само понятие о простейших окончательно было сформулировано только ко второй половине XIX века, благодаря работе немецких ученых-естествоиспытателей Альберта Келликера и Карла Теодора Зибольда.

Основные характеристики и строение простейших

Размеры простейших достигают в длину 10-50 микрометров и хорошо рассматриваются только в оптический микроскоп, поскольку неразличимы невооруженным глазом человека.

Основная среда обитания одноклеточных - водная и почвенная, организмы занимают различные позиции или трофические уровни пищевых цепей. Размножение как половое, так и бесполое (деление тела эукариота на две части).

По типу питания простейшие делятся на:

хищников, они питаются водорослями, микроскопическими грибами и одноклеточными;
тех, которые потребляют пищу путем эндоцитоза, например, амебы, когда заглатывание осуществляется всей клеткой микроорганизма;
тех, кто поглощает пищу при помощи клеточного рта - цитосты;
тех, кто обладает осмотрофным типом питания, то есть питание осуществляется без заглатывания твердых частиц пищи благодаря транспортировке питательных веществ через поверхность клетки.

Если говорить о физиологическом строении одноклеточных, то все они имеют два основных компонента:

Цитоплазма одноклеточных, как правило, представлена 2 слоями:

эктоплазма - наружный;
эндоплазма - внутренний.

Цитоплазма клетки характеризуется наличием следующих клеточных органоидов:

рибосомы - отвечают за синтез белка и аминокислот согласно генетической информации в ядре;
эндоплазматическая сеть - отвечает за транспорт белков и липидов;
митохондрии - отвечают за окисление органических веществ и дальнейшее использование высвободившейся из них энергии;
аппарат Гольджи - участвует в формировании трех белковых потоков клетки простейших.

Классификация простейших

Вплоть до начала XX века наука рассматривала простейших как целое подцарство царства животных и их изучением занималась протозоология - раздел зоологии, занимающийся изучением одноклеточных животных. Сейчас простейшие вместе с водорослями, грибами и грибоподобными группами живых организмов относятся к царству протистов, преимущественно животноподобных.

Современная классификация животного мира не дает отдельного ранга и значения одноклеточным.

Классификация - Подцарство Одноклеточные (Protozoa)

Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora)
Тип Апикомплексы (Apicomplexa)
Тип Миксоспоридии (Myxozoa)
Тип Микроспоридии (Microspora)
Тип Инфузории (Ciliophora)
Тип Лабиринтулы (Labirinthomorpha)
Тип Асцетоспоридии (Ascetospora)

Примеры простейших организмов

Подцарство Одноклеточные животные включает в себя животных, тело которых состоит из одной клетки . Эта клетка является сложным организмом с присущими ему физиологическими процессами : дыханием, пищеварением, выделением, размножением и раздражением.

Форма клеток у них разнообразна и может быть постоянной (жгутиковые, инфузории) и непостоянной (амеба). Органоидами движения являются ложноножки, жгутики и реснички . Питание у простейших бывает автотрофным (фотосинтез) и гетеротрофным (фагоцитоз, пиноцитоз). Размножение у одноклеточных бесполое (деление ядра – митоз, а затем продольный или поперечный цитокинез, а также множественное деление) и половое : конъюгация (инфузории), копуляция (жгутиковые).

Около 30 000 видов одноклеточных объединены в несколько типов . Наиболее многочисленными являются типы Саркожгутиконосцы и тип Инфузории .

Тип Инфузории насчитывает более 7 500 видов. Это высокоорганизованные простейшие, которые имеют постоянную форму тела.

Типичным представителем типа является инфузория-туфелька . Тело инфузории покрыто плотной оболочкой. У нее два ядра: большое (макронуклеус ), которое регулирует все жизненные процессы , и маленькое (микронуклеус ), играющее основную роль в размножении . Инфузория-туфелька питается водорослями, бактериями, а также некоторыми простейшими. Реснички инфузории колеблются, что «продвигает» пищу в ротовое отверстие, а затем в глотку, на дне которой образуются пищеварительные вакуоли , где и происходит переваривание пищи и всасыванием питательных веществ. Через порошицу – особый орган – удаляются непереваренные остатки. Функции выделения осуществляются сократительными вакуолями . Размножается инфузория-туфелька , как и амеба, бесполым способом (поперечное деление цитоплазмы, малое ядро делится митотически, большое – амитотически). Характерен и половой процесс – конъюгация. Это временное соединение двух особей, между которыми образуется цитоплазматический мостик , посредством которого они обмениваются разделившимися малыми ядрами. Половой процесс служит для обновления генетической информации.

Инфузории являются звеном в пищевых цепях. Обитающие в желудках жвачных, инфузории способствуют их пищеварению.

Типичным представителем является амеба обыкновенная.

Живет амеба в пресноводных водоемах. Форма тела ее непостоянная. Ложноножки служат также и для захвата пищи – бактерий, одноклеточных водорослей, некоторых простейших. Непереваренные остатки выбрасываются из любого места амебы. Животное дышит всей своей поверхностью тела: кислород, растворенный в воде, посредством диффузии проникает в организм амебы, а образующийся при дыхании в клетке углекислый газ выделяется наружу. Животное обладает раздражимостью. Размножается амеба делением : сначала митотически делится ядро, а затем происходит деление цитоплазмы. При неблагоприятных условиях происходит инцистирование .

Типичный представитель Жгутиковых – эвглена зеленая – имеет веретеновидную форму. От переднего конца тела эвглены отходит длинный тонкий жгутик: вращая им, эвглена передвигается, как бы ввинчиваясь в воду. В цитоплазме эвглены ядро и несколько окрашенных овальных телец – хроматофоры (20 штук), содержащие хлорофилл (на свету эвглена питается автотрофно). Светочувствительный глазок помогает эвглене находить освещенные места. При длительном содержании в темноте эвглена теряет свой хлорофилл и переходит к питанию готовыми органическими веществами, которые она всей поверхностью тела всасывает из воды. Дышит эвглена всей поверхностью тела. Размножение осуществляется делением надвое (продольное).